Batinátor Raspberry Pi: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Batinator je přenosný Raspberry Pi, který používá kamerový modul PinoIR (bez infračerveného filtru) k záznamu videa ve tmě rychlostí 90 snímků za sekundu, rozlišení 640 x 480. Je vybaven 48 LED infračerveným osvětlovačem nahoře a energii zajišťuje přepracovaná 12v dobíjecí vrtací baterie. Nedávno jsem byl fascinován netopýry, kteří navštěvují naši zahradu večera, a postavil jsem to, abych se pokusil zachytit malé krásky na film.

Ukázalo se, že Batinator je také užitečný pro záznam blesků, měl jsem tomu možná říkat video Storminator: Youtube na adrese:

V případě, že nemůžete zobrazit vložené video, je na YouTube na: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw s dalšími na

(Velmi přímočarý) kód Pythonu je na GitHubu

Krok 1: Detekce netopýrů

Do tohoto domu jsme se přistěhovali teprve loni v srpnu, takže to bylo opravdu vzrušující, když jsem si před pár týdny poprvé všiml netopýrů na zahradě. Jsou vidět hlavně za soumraku, když vyjdou ze svého úkrytu v lesích, aby hodovali na můrách a jiném hmyzu. V naší zahradě jsou zdánlivě bohaté výběry a obvykle se nemusíte dívat příliš dlouho, abyste je viděli, často létají v kruzích a zvedají vše, co najdou. Inspirován zjistit více jsem si koupil sadu detektorů netopýrů od místního maplínu, což bylo zábavné pájení a funguje to opravdu dobře. Pak mě napadlo, jestli by bylo možné je natočit, abych se podíval blíže a snad i identifikoval, jaké druhy netopýrů navštěvují! Měl jsem náhradní Raspberry Pi 2 a minulý rok jsem k narozeninám dostal kamerový modul Pi NoIR (noir = žádný infračervený filtr), takže jsem si řekl, že toho využiji a uvidím, co se stalo.

Krok 2: Kód

Začal jsem nastavením kamery na Pi podle pokynů a příkladu kamery z MagPi Magazine, poté jsem se obrátil na internet, abych našel další příklady, které bych mohl upravit pro nahrávání videa.

Našel jsem perfektní kód na webové stránce Average Man Vs Raspberry Pi, který byl dobře zdokumentovaný a opravdu snadno sledovatelný. Provedl jsem několik změn, aby vyhovovaly mým potřebám, konkrétně rozdělil zaznamenané video na 5minutové kousky - každých 5 minut trvá sledování 15 minut kvůli snímkové frekvenci!

Kód, který jsem použil, je k dispozici na GitHub - je to velmi jednoduché!

Krok 3: První světlo

Původně jsem doufal, že k osvětlení netopýrů použiji hrst infračervených LED namontovaných na Pi, a tak jsem začal v dílně lovit, abych zjistil, co najdu. Narazil jsem na rozbitou bezpečnostní kameru a brzy jsem ji rozdělil, odstřihl LED diody z desky plošných spojů, aby zanechal co nejvíce „nohou“. Poté jsem je připájel na desku perma-proto, připojil je k Pi a provedl test.

Při pohledu na fotoaparát mého telefonu určitě fungovaly, takže jsem toho večera rozmístil Pi na zahradě, zapojil do zásuvky v kůlně a usadil se ve vhodném květináči. Po uplynutí 40 minut jsem vzrušeně zkopíroval záběry do svého notebooku k prohlížení a - nic, ani klobása!

Bylo zřejmé, že osvětlení čtyř zachráněných LED nebylo dostatečně silné, protože netopýři byli pravděpodobně nejméně metr od Pi. Vypnuto Šel jsem na Google hledat řešení!

Krok 4: Více energie

Našel jsem skvělý článek o raspberrypi -spy porovnávající různé možnosti IR osvětlení a rozhodl jsem se pořídit si IR Illuminator - v podstatě malý reflektor nacpaný IR LED. Ten, který jsem koupil na ebay, má 48 LED a je napájen 12 volty DC - byl tam doslova nejlevnější ve Velké Británii za zhruba 5 liber a dorazil o několik dní později.

Tohle bylo mnohem víc podobné! Zapojil jsem to vedle Pi v potemnělé dílně a spustil pár testovacích videí, čímž jsem zkrátil dobu nahrávání ve skriptu Batinator.py, ale nechal jsem to nastavit tak, aby zachytávalo 90 snímků za sekundu.

Sledování zkušebních videí zpět byl případ dobrých zpráv/špatných zpráv - osvětlení bylo fantastické, opravdu dobré na několik metrů. Temnější stránkou je, že video neustále blikalo, až bylo k nepoznání. Měl jsem pocit, že vím, co to bude příčinou, napájení nového osvětlovače. Moje teorie spočívala v tom, že blikání odráží oscilace 50 Hz síťového napájení, a tak jsem vytvořil testovací skript pro záznam 10 sekund videa při 90, 85, 80, 70, 60, 50 a 40 snímcích za sekundu. Srovnání videí bylo dost jisté, že všechny měly efekt blikání kromě 50 snímků za sekundu. To bylo trochu zklamání, protože jsem opravdu chtěl posunout snímkovou frekvenci na její hranici.

Pro inspiraci jsem se vrátil k článku o specifikaci fotoaparátu a zjistil jsem, že pokud je snímková frekvence snížena na 49 snímků za sekundu, lze rozlišení snímání zvýšit z 640x480 na 1296 × 730 - kompromis!

Krok 5: Více testování

Další noc kamera odešla, zpět do květináče na straně kůlny a ukazovala přes zahradu.

Jakmile jsem ustoupil zpět dovnitř, viděl jsem netopýra kroužit kolem, takže jsem doufal, že tentokrát ulovím něco dobrého. O 45 minut později jsem začal sledovat záběry zpět, a přestože jsem v blízkosti kamery zachytil brouka nebo dvě, pohybující se netopýr nebyl vůbec osvětlen.

Viděl jsem to na filmu v siluetě, jak se točilo po zdi v dokonalých kruzích, ale bylo to zjevně stále příliš daleko od infračerveného světla.

Další noc jsem se rozhodl zlepšit hru, takže místo umístění kamery poblíž jejího zdroje energie v kůlně jsem spustil prodlužovací přívod ven ke krmítku pro ptáky, které je téměř uprostřed zahrady a mnohem blíže místu, kde obvykle vidím netopýři. Také jsem nasadil tajnou zbraň - páchnoucí ponožku! Před několika týdny jsem na Springwatch viděl, že Martin Hughes -Games přilákal můry zavěšením ponožek namočených ve směsi piva, vína a hnědého cukru - tomu se říká „Cukrování“. Usoudil jsem, že kdybych mohl přilákat můry poblíž kamery, pak by to zase přilákalo netopýry. Na můry to není moc spravedlivé, ale tady to máte, nepokoušel bych je každou noc lákat svým baculatým punčochovým zbožím. Následující noci jsem neměl úspěch (příliš chladný a mokrý), ale pro jistotu jsem měl po ruce zásobu piva (samozřejmě pro můry).

Krok 6: Bateriová síla

Problém při „nasazení batinátora“večera spočíval v tom, že to zahrnovalo spuštění prodlužovacího kabelu z kůlny, zapojení Pi a iluminátoru a jejich pokus o zarovnání směrem k místu, kde by mohli být netopýři - to by trvalo 10–15 minut a bylo těžké odložit pozdě v noci. Rozhodl jsem se, že chci jít na baterii, takže spuštění zachycení bude jednoduché, jako když ho vyskočíte a stisknete tlačítko „jít“.

Nejprve mě napadlo použít 12v baterii pro osvětlovač a samostatnou 5v napájecí banku pro Pi, ale přišlo mi to jako neohrabané řešení, a tak jsem se rozhodl jít s jedinou 12v baterií pro napájení obou. Už jsem zkoumal zdroje napájení 12 V pro jiný projekt, a tak jsem se rozhodl postavit přenosný zdroj 12 V/5 V, který byl dostatečně modulární, aby byl použit pro oba účely.

Začal jsem starou akumulátorovou vrtačkou na 12 V (velmi levnou!) - Prořezal jsem rukojeť těsně pod spouští a nechal jsem rovný povrch, abych nahoře bezpečně upevnil projektovou krabici kabelovými páskami. 12v kabel byl jasně viditelný uvnitř nasekané rukojeti, takže jsem pro zjednodušení přidal připojovací blok.

Uvnitř projektové krabice jsem zapojil DC zástrčku, která by se připojila k 12v vstupu iluminátoru, a paralelně připojil standardní 12v napájecí zásuvku do auta a vyvrtal pro ně otvory, aby se propíchly vzadu. To by mi umožnilo připojit USB adaptér pro převod 12v zdroje z vrtací baterie na výstup 5v 2,1a a 1a usb. Poté jsem do krabice přidal hlavní vypínač a před zapojením vzácného Pi otestoval USB výstup pomocí Adafruit USB Charger Doctor, vše vypadalo dobře!

Krok 7: Podívejte se na Batinator

Když byl veškerý výkon roztříděn, potřeboval jsem jen namontovat Pi a osvětlovač na základnu, aby byl pěkný a přenosný.

Iluminátor byl dodáván s praktickým otočným držákem, takže bylo snadné jej přišroubovat k víku pouzdra Pi a lehce jsem nalepil modul kamery nahoře, aby byly vždy správně zarovnány. Potřeboval jsem použít delší plochý kabel kamery, abych se ujistil, že není příliš natažený.

Věděl jsem, že budu chtít použít základnu 12v/5v s jinými projekty, takže jsem potřeboval, aby byl případ Pi vyjímatelný - Lego se ukázalo jako pohodlné a dokonalé semipermanentní řešení! Na horní část napájecí skříně jsem za horka nalepil plochou základnu Lego a další na základnu pouzdra Pi, přičemž jsem je pevně spojil.

Se všemi kousky připnutými na hotový výrobek mi opravdu připomněly „-inátory“vytvořené nešťastným zlým vědcem Heinzem Doofenshmirtzem v kresleném filmu Phineas & Ferb, a tak byl Batinator pojmenován! Poučení z osudu ostatních -inátorů jsem se rozhodl vynechat prominentní tlačítko "Self Destruct".

Neplánovanou výhodou použití 12 V baterie bylo, že bylo odstraněno 50 Hz blikání ze sítě, takže jsem mohl znovu zachytit video při plných 90 snímcích za sekundu. Teď to bylo jen čekání na vylepšení počasí!

Krok 8: Dokončení a záběry

Počasí se obvykle zhoršovalo, jakmile byl Batinator připraven, a teprve posledních pár teplých večerů jsem mu mohl dát pořádný test. Počáteční záběry můžete vidět ve videu na YouTube - i když tam může být můra nebo dva! Při nahrávání ve tmě je obtížné získat představu o měřítku, takže někdy je těžké zjistit, zda je něco malé nebo jen daleko. Netopýr je však velmi výrazný!

Zkoušel jsem použít různá rozlišení snímání, ale 90fps 640x480 je moje oblíbená - cokoli rychlejšího a věci se stanou jen rozmazáním na obrazovce, i když rozostření 720p! IR iluminátor je účinný až do 2–3 metrů, takže pro práci s ním a rozlišením VGA je v plánu experimentovat s umístěním kamery na různá místa, abyste se dostali co nejblíže místu, kde netopýři prolétají. Nebo sovy, UFO, blesky, nejsem vybíravý. Doufám, že to v příštích týdnech vezmu dál, třeba lesem nebo na procházku netopýry v místní přírodní rezervaci.

Aktualizace 2016-07-20: Zachyceno několik krátkých bleskových záběrů na Batinator!

Aktualizace 24. 7. 2016: Ještě pár netopýrů a pár můr!

Přestavěná vrtací baterie funguje opravdu dobře, snažím se ji mít plně nabitou před „vyhozením pálky“večera, ale vše běží celkem šťastně přes dvě hodiny. Když jsem připojen k Pi, nenechal jsem baterii běžet až na nulu, protože si představuji, že to pro ni není dobré.

Používal jsem VLC k prohlížení zachycených souborů.mp4 a zjistil jsem, že je to solidní volba jak na notebooku, tak na mobilu. Úprava videí je v programu Windows Movie Maker přímočará, nyní mám ve zvyku sledovat soubory ve VLC při rychlém převíjení vpřed a zaznamenávat časy jakýchkoli „výkyvů“na obrazovce, aby bylo ořezávání později jednodušší.

Batinator bylo skvělé stavět a jeho používání je ještě zábavnější, miluji jeho jednoduchou spolehlivost a nepředvídatelný vzhled. Je to také první přenosný projekt Pi, o který jsem se pokusil a který otevírá spoustu nových možností. Budu propojovat více videí s tímto návodem, jak budou (prsty drženi) zachyceni. Teď mě omluvte, když sleduji oblohu …