Батинатор Raspberry Pi: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Batinator - это портативный Raspberry Pi, который использует модуль камеры PinoIR (без инфракрасного фильтра) для записи видео в темноте со скоростью 90 кадров в секунду и разрешением 640x480. Он оснащен 48-светодиодным инфракрасным осветителем сверху, а питание осуществляется от перезаряжаемой аккумуляторной батареи на 12 В. Недавно я был очарован летучими мышами, которые посещают наш сад вечером, и построил его, чтобы попытаться запечатлеть маленьких красоток на пленку.

Оказывается, Batinator также удобен для записи вспышек молний, мне, наверное, следовало назвать его Storminator: видео на Youtube по адресу:

Если вы не можете просмотреть встроенное видео, оно находится на YouTube по адресу: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw, подробнее на

(Очень простой) код Python находится на GitHub по адресу

Шаг 1. Обнаружение летучих мышей

Мы переехали в этот дом только в августе прошлого года, поэтому было очень интересно, когда я впервые заметил летучих мышей в саду несколько недель назад. В основном их можно увидеть в сумерках, когда они выходят из своего убежища в лесу, чтобы полакомиться молью и другими насекомыми. В нашем саду, казалось бы, есть богатые урожаи, и вам обычно не нужно долго смотреть, чтобы увидеть их, часто летают кругами, подбирая все, что могут найти. Вдохновленный, чтобы узнать больше, я купил комплект детектора летучих мышей у местного маплина, который был забавной пайкой и работает действительно хорошо. Затем я подумал, можно ли снять их на видео, чтобы поближе познакомиться и, надеюсь, даже определить, какие виды летучих мышей посещают! У меня был запасной Raspberry Pi 2, и мне подарили модуль камеры Pi NoIR (noir = без инфракрасного фильтра) на мой день рождения в прошлом году, поэтому я подумал, что воспользуюсь им и посмотрю, что из этого получится.

Шаг 2: Код

Я начал с настройки камеры на Pi, следуя инструкциям и примеру камеры из MagPi Magazine, затем обратился в Интернет, чтобы найти другие примеры, которые я мог бы адаптировать для записи видео.

Я нашел идеальный код на веб-сайте Average Man Vs Raspberry Pi, который был хорошо документирован и очень прост в использовании. Я внес несколько изменений в соответствии со своими потребностями, в частности, чтобы разделить записанное видео на 5-минутные фрагменты - каждые 5 минут на просмотр требуется 15 минут из-за частоты кадров!

Код, который я использовал, доступен на GitHub - это очень просто!

Шаг 3: Первый свет

Изначально я надеялся использовать несколько инфракрасных светодиодов, установленных на Pi, для освещения летучих мышей, поэтому начал поиски в мастерской, чтобы посмотреть, что я смогу найти. Я наткнулся на сломанную камеру слежения и вскоре разобрал ее, отрезая светодиоды от печатной платы, чтобы оставить как можно больше «ножек». Затем я припаял их к плате perma-proto, подключил к Pi и протестировал.

Глядя в камеру своего телефона, они определенно работали, поэтому в тот вечер я развернул Pi в саду, подключил к розетке в сарае и устроился в удобном горшке с растением. По прошествии 40 минут я взволнованно скопировал отснятый материал на свой ноутбук для просмотра и - ничего, ни колбасы!

Было очевидно, что освещение четырех утилизированных светодиодов было недостаточно мощным, поскольку летучие мыши, вероятно, находились на расстоянии не менее метра от Pi. Офф Зашел в гугл в поисках решений!

Шаг 4: больше мощности

Я нашел отличную статью о raspberrypi-spy, сравнивающую различные варианты ИК-подсветки, и решил приобрести ИК-осветитель - по сути, небольшой прожектор, наполненный ИК-светодиодами. Тот, который я купил на ebay, имеет 48 светодиодов и питается от 12 вольт постоянного тока - он был буквально самым дешевым из имеющихся в Великобритании по цене около 5 фунтов стерлингов и прибыл через пару дней.

Это было намного больше! Я подключил его вместе с Pi в затемненной мастерской и запустил пару тестовых видеороликов, сократив время записи в скрипте Batinator.py, но оставив его для захвата со скоростью 90 кадров в секунду.

Просмотр тестовых видеороликов был случаем хороших / плохих новостей - освещение было фантастическим, действительно хорошее для нескольких метров. Обратной стороной является то, что видео постоянно мерцало до такой степени, что его нельзя было смотреть. У меня было ощущение, что я знал, в чем причина этого - источник питания нового осветителя. Моя теория заключалась в том, что мерцание отражало колебания напряжения сети 50 Гц, поэтому я создал тестовый сценарий для записи 10 секунд видео со скоростью 90, 85, 80, 70, 60, 50 и 40 кадров в секунду. Сравнивая видео, можно сказать, что все они имели эффект мерцания, кроме 50 кадров в секунду. Это немного разочаровало, так как я действительно хотел довести частоту кадров до предела.

Я вернулся к статье о характеристиках камеры для вдохновения и обнаружил, что если снизить частоту кадров до 49 кадров в секунду, то разрешение захвата можно увеличить с 640x480 до 1296x730 - компромисс!

Шаг 5: дополнительное тестирование

На следующую ночь камера исчезла, вернулась в горшок для цветов на краю сарая и указала на сад.

Как только я вернулся в дом, я увидел кружащуюся летучую мышь, поэтому я надеялся, что на этот раз я поймаю что-нибудь хорошее. 45 минут спустя я начал просматривать отснятый материал и, хотя я поймал пару насекомых рядом с камерой, движущаяся летучая мышь вообще не была освещена.

Я мог видеть его на пленке в виде силуэта, когда он кружился над стеной по идеальным кругам, но, очевидно, все еще находился слишком далеко от инфракрасного света.

Следующей ночью я решил улучшить свою игру, поэтому вместо того, чтобы разместить камеру рядом с источником питания в сарае, я проложил удлинитель к кормушке для птиц, которая находится почти посередине сада и намного ближе к тому месту, которое я обычно вижу. летучие мыши. Еще я применил секретное оружие - вонючий носок! Несколькими неделями ранее я видел на Springwatch, что компания Martin Hughes-Games привлекла моль, повесив носки, пропитанные смесью пива, вина и коричневого сахара - это называется «шугаринг». Я подумал, что если я смогу привлечь моль возле камеры, это, в свою очередь, привлечет летучих мышей. Не очень справедливо по отношению к мотылькам, но вот, я бы не стал соблазнять их каждую ночь своим пьяным трикотажем. Следующие ночи (слишком холодные и влажные) у меня не было успеха, но я держал запас пива под рукой (конечно, для моли) на всякий случай.

Шаг 6: мощность батареи

Сложность вечернего «развертывания батинатора» заключалась в том, что он включал вывод удлинителя из сарая, подключение Pi и осветителя, а затем попытку выровнять их там, где могут быть летучие мыши - это займет 10-15 минут и было хлопотно убирать поздно ночью. Я решил, что хочу использовать батарею, чтобы начать захват можно было просто, просто вытащив ее и нажав кнопку «Пуск».

Сначала я подумал об использовании батареи на 12 В для осветителя и отдельного блока питания на 5 В для Pi, но это показалось мне неуклюжим решением, поэтому я решил использовать одну батарею на 12 В для питания обоих. Я уже изучал источники питания 12 В для другого проекта, поэтому решил создать портативный источник питания 12 В / 5 В, который был бы достаточно модульным, чтобы использовать его для обеих целей.

Я начал со старой аккумуляторной дрели на 12 В (очень дешевой!) - Я проделал ножовку через ручку чуть ниже спускового крючка, оставив ровную поверхность, чтобы надежно закрепить проектную коробку сверху с помощью кабельных стяжек. кабель 12 В был четко виден внутри рубленой ручки, поэтому я просто добавил соединительный блок, чтобы упростить работу.

Внутри коробки для проекта я подключил штекер постоянного тока, который должен был подключаться к входу 12 В осветителя, и параллельно подключил стандартную автомобильную розетку на 12 В, просверлив отверстия для них, чтобы проткнуть их сзади. Это позволило бы мне подключить USB-адаптер для преобразования питания 12 В от батареи дрели в выход 5 В 2.1a и 1a USB. Затем я добавил в коробку главный выключатель питания, и перед тем, как подключить драгоценный Pi, протестировал выход USB с помощью Adafruit USB Charger Doctor, все выглядело хорошо!

Шаг 7: узрите батинатора

Когда мощность была разобрана, мне просто нужно было установить Pi и осветитель на базу, чтобы сделать его красивым и портативным.

Осветитель поставлялся с удобным поворотным кронштейном, поэтому его было легко прикрутить к крышке корпуса Pi, и я слегка приклеил модуль камеры сверху, чтобы они всегда были правильно выровнены. Мне нужно было использовать более длинный ленточный кабель камеры, чтобы убедиться, что он не слишком растянут.

Я знал, что хочу использовать базу 12 В / 5 В с другими проектами, поэтому мне нужно было сделать корпус Pi съемным - Lego оказался удобным и идеальным полупостоянным решением! Я приклеил плоское основание Lego к верхней части блока питания, а другое - к основанию корпуса Pi, плотно соединив их вместе.

Со всеми частями, вырезанными на готовом продукте, он действительно напомнил мне «-инаторов», созданных несчастным злым ученым Хайнцем Дофеншмирцем в мультфильме «Финес и Ферб», и поэтому Батинатор был назван! Узнав о судьбе других участников, я решил опустить заметную кнопку «Самоуничтожение».

Незапланированным преимуществом использования 12-вольтовой батареи было устранение 50-Гц мерцания от электросети, так что я снова мог снимать видео с полными 90 кадрами в секунду. Теперь оставалось только дождаться улучшения погоды!

Шаг 8: отделка и съемка

Обычно погода ухудшалась, как только батинатор был готов, и только в последние несколько теплых вечеров мне удавалось проверить его должным образом. Вы можете увидеть первые кадры в видео на YouTube - хотя там может быть пара моль или две! При съемке в темноте трудно понять масштаб, поэтому иногда трудно сказать, является ли что-то маленьким или просто далеким. Хотя летучая мышь довольно своеобразна!

Я пробовал использовать различные разрешения захвата, но мне больше всего нравится 640x480 90 кадров в секунду - что-нибудь быстрее, и все становится просто размытием на экране, хотя и размытием 720p! Инфракрасный осветитель эффективен на расстоянии до 2-3 метров, поэтому для работы с ним и разрешением VGA мы планируем поэкспериментировать, разместив камеру в разных местах, чтобы подобраться как можно ближе к тому месту, где пролетают летучие мыши. Или совы, НЛО, молнии, я не привередливый. Я надеюсь продвинуться дальше в ближайшие недели, может быть, в лесу или на прогулке с летучими мышами в местном заповеднике.

Обновление от 20.07.2016: Сделано несколько коротких кадров с молнией на Батинаторе!

Обновление 24.07.2016: еще несколько летучих мышей и мотыльков!

Переделанная батарея дрели работает очень хорошо, я стараюсь полностью зарядить ее, прежде чем "выкладывать биту" за вечер, но все работает вполне нормально более двух часов. Я не позволял батарее разряжаться до нуля при подключении к Pi, так как я полагаю, что это не очень хорошо для него.

Я использовал VLC для просмотра захваченных файлов.mp4 и считаю, что это хороший вариант как для ноутбуков, так и для мобильных устройств. Редактировать видео в Windows Movie Maker просто, теперь у меня есть привычка просматривать файлы в VLC при быстрой перемотке вперед, отмечая время появления любых «всплесков» на экране, чтобы облегчить обрезку в дальнейшем.

Создавать Batinator было очень весело, и пользоваться им еще интереснее, мне просто нравится его простая надежность и необычный внешний вид. Это также первый портативный проект Pi, который я пробовал, который открывает множество новых возможностей. Я свяжу больше видео с этой инструкцией, когда они (скрестив пальцы) будут захвачены. А теперь извините, пока я смотрю на небо …