Таймлапс-бокс: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Из этого туториала Вы узнаете, как создать установку Raspberry Pi для таймлапс-съемки!

Установка состоит из коробки, содержащей источник света и камеру (PiCamera), управляемую Raspberry Pi, чтобы делать снимки и загружать их на Google Диск.

Я использую свой лайтбокс, чтобы отследить рост бактериальных колоний на поверхности чашек Петри. Однако эту настройку можно легко адаптировать для таймлапса или визуального мониторинга всего, что вы хотите!

Я проведу вас через все шаги, которые я выполнил, чтобы моя система заработала:

Шаг 1. Вы подготовите свою учетную запись Google, чтобы Raspberry Pi мог автономно отправлять изображения на Google Диск.

Шаг 2: вы настроите Raspberry Pi для управления источником света и камерой, чтобы он мог получить доступ к вашему GoogleDrive.

Шаг 3: вы соберете коробку и установите Picamera.

Шаг 4: вы подключите GPIO Raspberry Pi и источник света через реле.

Шаг 5: Начать стрельбу!

Обратите внимание, что порядок разделов этого руководства не имеет значения. Вы можете следовать им в любом порядке!

Давайте STAAAAAARTED

Запасы

1) 1 Raspberry Pi (здесь версия Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (здесь модуль V2) + 1 SD-карта (от 8 до 32 ГБ)

2) 2 блока питания 5 В, клавиатура, мышь, экран и WIFI для работы с Raspberry Pi

3) Реле на 5В и кучу электропроводов.

3) Источник света (здесь я использую световую площадку Gaomon GB4 для освещения чашек Петри снизу!)

4) Большой ящик (или деревянные доски для его постройки)

7) Обычные инструменты (плоскогубцы, отвертка, лента, паяльник, сверла) + 3 винта с частичной резьбой (диаметром от 2,2 до 2,5 мм)

Шаг 1. Создайте учетную запись Google

Введение в этот шаг

Сохраняем снимки, сделанные Raspberry Pi, на Google Drive. Помимо того, что вы не будете заполнять память вашего Pi, это позволит вам проверять таймлапс из любой точки мира!

Google выпустил пакет Python под названием PyDrive, который позволяет загружать и скачивать файлы с… Python!

Google предоставляет множество документации, чтобы понять, как работать с PyDrive. Я также нашел очень полезным учебник Аннис. Однако, если вы такой же биолог, как я, весь этот программный жаргон (API, объемы, поток, токен…) может быть немного ошеломляющим. Итак, вот история, как я ее понимаю:

Вы создаете проект в своей учетной записи Google и включаете опцию программиста для этого проекта. Google предоставит вам имя и код доступа, которые ваш скрипт Python использует для подключения к вашей учетной записи Google. При первом подключении Python использует «поток» авторизации, в котором он сообщает Google, к какой службе он хочет получить доступ (список служб, к которым Python хочет получить доступ, называется «областью действия»). Когда Google получает запрос потока от python, он запрашивает ваше разрешение. После того, как вы примете это вручную, Python получит учетные данные и токен для подключения к Google без вашего разрешения в будущем.

1) Перейдите в Google Cloud Plateform и нажмите «Выбрать проект» на синей ленте. Нажмите «Новый проект» в правом верхнем углу всплывающего окна. Назовите свой проект и нажмите "Создать". Это вернет вас на страницу приветствия. Снова нажмите «Выбрать проект» на синей ленте. Теперь щелкните новый проект, который вы только что создали.

2) Щелкните меню «Бургер» в левом верхнем углу экрана. В левом столбце экрана выберите API и службы >> Панель управления. Затем прямо под синей лентой выберите + ВКЛЮЧИТЬ APIS и УСЛУГИ. Затем найдите Диск в строке поиска и выберите Google Диск. Затем нажмите кнопку «Включить».

3) Вернитесь в меню Burger >> API и службы и на этот раз выберите Учетные данные. На следующей странице перейдите на экран согласия OAuth, дайте своему приложению имя и нажмите кнопку «Сохранить». Теперь нажмите синюю кнопку «Создать учетные данные», выбрав параметр «Идентификатор клиента OAuth». Теперь отметьте опцию Other и Create.

4) Теперь вы можете скачать файл с именем client_secret.json. В этом файле хранятся ваши учетные данные и токен. Он будет использоваться вашим скриптом python на Raspberry Pi для взаимодействия с вашей учетной записью Google. А пока сохраните его на флэш-накопителе как credentials.json, после настройки вы перенесете его на свой Raspberry Pi.

Шаг 2: настройка Raspberry Pi

Введение в этот шаг:

Здесь вы установите пакеты и скрипт python для работы вашего Raspberry Pi. Сценарий python lapser.py - это мозг, который управляет нашим устройством замедленной съемки. Он выполняет три основные функции:

1) Речь идет о Google Диске. Как объяснялось в разделе 1, если вы хотите узнать больше об этой части, посмотрите здесь, здесь и здесь). 2) Он активирует GPIO, чтобы включить источник света. 3) Он приводит в действие PiCamera для съемки.

Если вы хотите понять, как работает сценарий, я подробно прокомментировал каждый шаг и включил ссылки на онлайн-руководства, которые я использовал для его написания.

Хорошо, начнем:

1) Подготовьте SD-карту

Отформатируйте SD-карту для форматирования FAT. Загрузите NOOBS с веб-сайта Raspberry Pi. Скопируйте и вставьте все файлы из недавно загруженной папки прямо на SD-карту. Если застрял, подробные инструкции можно найти здесь.

2) Загрузите Raspberry Pi

Просто вставьте SD-карту в свой Pi, включите его и следуйте инструкциям по загрузке.

3) Убедитесь, что на Raspberry Pi установлено правильное время:

> в командном окне введите следующую команду:

sudo date -s "Пн, 30 августа, 15:27:30 UTC 2019"

4) Убедитесь, что вы используете python 3

> в командном окне введите следующую команду:

версия python

> Если версия python не 3, отредактируйте файл.bashrc, введя следующую команду:

sudo nano ~ /.bashrc

Прокрутите вниз до конца документа и добавьте следующую строку в конец файла:

псевдоним python = ‘usr / bin / python3.5’

сохранить и перезагрузить

5) Установите необходимые пакеты:

> в командном окне введите следующие команды:

pip install pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip install google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Включите PiCamera:

> введите в Терминале: sudo raspi-config

> Нажмите на 5 Interfacing Option, затем на P1 Camera, затем включите интерфейс камеры и перезагрузите компьютер.

7) Сохраните скрипт Python lapser.py и файл credentials.json на своем Raspberry Pi:

Загрузите скрипт python lapser.py, представленный в этом Instructable.lapser.py, - это скрипт, который будет выполняться для съемки таймлапса. Я собрал его, скопировав некоторые фрагменты кода, найденные в Интернете (я предоставляю адреса веб-страниц, используемых в сценарии). credentials.json - это файл, который вы получили на последнем шаге Раздела 1, сохраните его с помощью lapser.py в папке Documents вашего Raspberry Pi.

8) Установите процесс аутентификации с помощью Google Диска:

Lapser.py содержит все инструкции по установке первого потока аутентификации с вашей учетной записью Google с приложением, которое вы создали в разделе 1. Он передает учетные данные, хранящиеся в credentials.json, в Google и открывает ваш веб-браузер, чтобы вы могли вручную войти в систему. в свою учетную запись Google и предоставьте своему приложению разрешение на доступ к вашему Google Диску. Как только это будет сделано, Google предоставит нам токен, который Lapser.py сохраняет в ваших документах в виде файла с именем token.pickles, который будет использоваться для установления соединений без вашего участия в будущем.

Запустите lapser.py, введите в Терминале:

> cd документы

а потом:

> python lapser.py

Войдите в свою учетную запись Google и разрешите приложению доступ к Google Диску.

После этого шага убедитесь, что ваш Raspberry Pi делает снимки и сохраняет их на свой диск.

9) Убедитесь, что ваш Raspberry Pi запускает lapser.py при загрузке без какого-либо пользовательского ввода:

Чтобы позволить вашему Raspberry Pi запускать lapser.py при загрузке, мы говорим ему открывать терминал при загрузке и запускать lapser.py при открытии терминала:

Чтобы заставить Pi открыть терминал при загрузке, мы модифицируем автозапуск файла. Введите в командном окне:

> sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / автозапуск

Затем введите @lxterminal непосредственно над строкой @xscreensaver. Сохраните и закройте, набрав ctrl + x, затем y, затем введите.

Чтобы запустить lapser.py при открытии терминала, мы редактируем файл.bashrc. Введите в командном окне:

> судо нано /home/pi/.bashrc

Прокрутите вниз до конца файла и введите:

echo Запускается при загрузке

sudo python /home/pi/Documents/lapser.py

Сохраните и закройте, набрав: ctrl + x, затем y, затем введите.

10) Переместите несколько пакетов:

Теперь lapser.py будет работать при загрузке. Однако необходимые ему пакеты теперь сохраняются в месте, к которому он не может получить доступ (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Поэтому нам нужно переместить эти пакеты в место, к которому он может получить доступ (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Чтобы переместить эти пакеты, введите следующую команду в терминале Raspberry Pi:

> sudo cp -a /home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages/. /usr/lib/python3.5/dist-packages/

Вы можете убедиться, что эти пакеты были перемещены, перейдя в это место с помощью файлового менеджера. Вам нужно будет щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать «Показать скрытые», чтобы.local отображался в файловом менеджере.

Это конец этого раздела! Следующие разделы будут немного более хитрыми: мы построим коробку и подключим Raspberry Pi, чтобы начать съемку таймлапсов!

Шаг 3. Соберите коробку

Введение в этот шаг:

Лучшие таймлапсы снимаются в условиях постоянного освещения, где ничто не движется отдельно от объекта, который вы снимаете. Вы можете использовать любое пространство, где освещение не слишком сильно меняется, например большую коробку для карточек, шкаф, складское помещение, если ваша установка не будет нарушена во время записи.

Лазерный резак позволит вам собрать аккуратную коробку с идеальными размерами для вашей установки. Тем не менее, вам не нужно что-то настолько необычное, чтобы снимать отличные таймлапсы. Вы также можете использовать любое пространство, где освещение не слишком сильно меняется, например, большая картонная коробка, шкаф, кладовая…

1) Создайте свою коробку.

Я использовал лазерный резак (Trotec Speedy 360), чтобы построить коробку (из дерева МДФ толщиной 6 мм), которая не только имеет правильные размеры, но и чертовски великолепна.

Помните, что ваша коробка должна быть достаточно высокой, чтобы камера могла запечатлеть всю сцену. Используйте горизонтальное и вертикальное поля зрения фотоаппарата, чтобы оценить, насколько высоко должна быть ваша камера, чтобы запечатлеть то, что вы снимаете.

Я использовал Make a Box со следующими размерами (ширина: 303 мм, длина: 453 мм, глубина (= высота): 350 мм, ширина доски: 6 мм), чтобы получить чертежи. Я добавил несколько отверстий для Picamera и проводов, а также выгравировал несколько крутых триповых рисунков, найденных на Freepik.

2) Соберите коробку

3) Установите Picamera

Наличие устойчивой камеры, которая не движется во время съемки, очень важно для получения красивой покадровой съемки. Попробовав ленту, напечатанные на 3D-принтере чехлы для PiCamera и другие, я придумал хороший трюк, позволяющий как установить ориентацию камеры, так и надежно закрепить ее на верхней части коробки. Я использую 3 винта с резьбой только на концах. Нерезьбовая часть - это та часть, которая проходит сквозь глубину дерева, а наконечник с резьбой входит в отверстие для пикамеры. При вращении винта наконечник с резьбой перемещает угол PiCamera ближе или от поверхности коробки. Это позволяет вам точно и точно установить угол наклона вашей камеры для съемки вашей сцены.

Обратите внимание, что это самая хитрая часть данного руководства, так как расположение отверстий и угол наклона должны точно соответствовать таковым на Picamera. Вероятно, лучше всего сначала потренироваться на запасном куске дерева, прежде чем вы начнете проделывать дыры во всем своем красивом ящике!

Шаг 4: Подключение источника света к RaspberryPi

Введение в этот шаг:

Этот раздел касается подключения источника света, реле 5 В и Raspberry Pi через его GPIO.

Важно: я мало что знаю о работе с электричеством и высоким напряжением (я ведь просто биолог). Я не могу гарантировать безопасность этого руководства и окончательной настройки. Будьте особенно осторожны во избежание возгорания и при работе с высоким напряжением!

Вы можете посмотреть здесь, чтобы узнать больше о том, как работает реле 5 В, и здесь, чтобы получить полное руководство по управлению GPIO RaspberryPi.

Вы могли заметить, что я не включил резистор в схему, которая питает световую площадку. Это потому, что есть подозрение, что в светодиодной цепочке они уже есть.

Кроме того, это все на видео!

Шаг 5: снимайте таймлапс

Готово!

Развлекайтесь и делитесь своим искусством в комментариях!