Časosběrný box: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Tento tutoriál vám ukáže, jak sestavit nastavení Raspberry Pi pro fotografování časových prodlev!

Nastavení je vyrobeno z krabice obsahující zdroj světla a kameru (PiCamera) ovládanou Raspberry Pi pro pořizování snímků a jejich nahrávání na Disk Google.

Svůj světelný box aplikuji na časosběrný růst bakteriálních kolonií na povrchu Petriho misek. Toto nastavení však lze snadno přizpůsobit časovému posunu nebo vizuálně sledovat cokoli chcete!

Provedu vás všemi kroky, které jsem provedl, aby můj systém fungoval:

Krok 1: Připravíte si účet Google, aby váš Raspberry Pi mohl samostatně odesílat obrázky na Disk Google

Krok 2: Váš Raspberry Pi nastavíte tak, aby ovládal světelný zdroj a kameru a aby měl přístup k vašemu GoogleDrive

Krok 3: Postavíte krabici a namontujete Picameru

Krok 4: Propojíte GPIO a zdroj světla Raspberry Pi přes relé

Krok 5: Začněte střílet!

Všimněte si, že na pořadí částí tohoto tutoriálu nezáleží. Můžete je sledovat v libovolném pořadí!

Pojďme STAAAAAARTED

Zásoby

1) 1 Raspberry Pi (zde verze Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (zde modul V2) + 1 karta SD (mezi 8 a 32 Gb)

2) 2 5V napájecí zdroje, klávesnice, myš, obrazovka a WIFI pro práci s vaším Raspberry Pi

3) Relé 5V a hromada elektrických vodičů.

3) Světelný zdroj (Zde používám světelnou podložku Gaomon GB4 k osvětlení Petriho misek zespodu!)

4) Velká krabice (nebo dřevěné desky na její stavbu)

7) Běžné nástroje (podložky, šroubovák, páska, páječka, vrtáky) + 3 šrouby s částečným závitem (průměr 2,2 až 2,5 mm)

Krok 1: Nastavte si účet Google

Úvod do tohoto kroku

Obrázky pořízené Raspberry Pi ukládáme na Disk Google. Kromě toho, že se vyhnete zaplnění paměti Pi, umožní vám to zkontrolovat časovou prodlevu odkudkoli na světě!

Google vydal balíček Pythonu s názvem PyDrive, který vám umožňuje nahrávat a stahovat soubory pomocí … Pythonu!

Google poskytuje spoustu dokumentace k pochopení toho, jak zacházet s PyDrive. Také jsem považoval Annisův návod za velmi užitečný. Pokud jste však biolog jako já, může být celý tento programovací žargon (API, obory, tok, token …) trochu zdrcující. Zde je tedy příběh, jak jej chápu:

Ve svém účtu Google vytvoříte projekt a povolíte pro tento projekt možnost programátora. Google vám poskytne jméno a přístupový kód, který váš skript pythonu použije k připojení k vašemu účtu Google. Při prvním připojení používá Python autorizační „tok“, kde sděluje Googlu, ke které službě chce přistupovat (Seznam služeb, ke kterým chce Python přistupovat, se nazývá „rozsah“). Když Google obdrží od Pythonu požadavek na tok, požádá vás o autorizaci. Jakmile ručně přijmete, Python získá přihlašovací údaje a token pro připojení k Googlu bez vašeho budoucího povolení.

1) Přejděte na Google Cloud Plateform a klikněte na Vybrat projekt na modrém pásu karet. Klikněte na Nový projekt v pravém horním rohu vyskakovacího okna. Pojmenujte svůj projekt a klikněte na Vytvořit. Tím se dostanete zpět na uvítací stránku. Opět klikněte na Vybrat projekt na modrém pásu karet. Nyní klikněte na nový projekt, který jste právě vytvořili.

2) Klikněte na nabídku Burger v levém horním rohu obrazovky. V levém sloupci obrazovky vyberte API & Services >> Dashboard. Poté těsně pod modrou stuhou vyberte + POVOLIT APIS a SLUŽBY. Dále ve vyhledávacím panelu vyhledejte Disk a vyberte Disk Google. Poté klikněte na tlačítko Povolit.

3) Vraťte se zpět do nabídky Burger >> API a služby a tentokrát vyberte Přihlašovací údaje. Na další stránce přejděte na obrazovku souhlasu OAuth, pojmenujte svou aplikaci a uložte ji. Nyní klikněte na modré tlačítko „Vytvořit pověření“a vyberte možnost ID klienta OAuth. Nyní zaškrtněte možnost Další a Vytvořit.

4) Nyní si budete moci stáhnout soubor s názvem client_secret.json. Tento soubor ukládá vaše přihlašovací údaje a token. Váš skript pythonu na vašem Raspberry Pi ho bude používat k interakci s vaším účtem Google. Nyní jej uložte na flash disk jako 'credentials.json', po nastavení jej přenesete do svého Raspberry Pi.

Krok 2: Nastavení Raspberry Pi

Úvod k tomuto kroku:

Zde nainstalujete balíčky a skript pythonu, aby váš Raspberry Pi fungoval. Python skript lapser.py je mozek, který řídí naše časosběrné zařízení. Má tři hlavní funkce:

1) Zabývá se Diskem Google. Jak je vysvětleno v části 1, pokud se chcete o této části dozvědět více, podívejte se sem, zde a zde). 2) Aktivuje GPIO, aby zapnul zdroj světla. 3) Aktivuje PiCamera pro pořizování snímků.

Pokud chcete pochopit, jak skript funguje, podrobně jsem komentoval každý krok a zahrnul odkazy na online návody, které jsem použil k jeho napsání.

Dobře, začněme:

1) Připravte si SD kartu

Naformátujte kartu SD na formát FAT. Stáhněte si NOOBS z webu Raspberry Pi. Zkopírujte a vložte všechny soubory z čerstvě stažené složky přímo na kartu SD. Pokud se zaseknou, podrobné pokyny naleznete zde.

2) Spusťte Raspberry Pi

Jednoduše vložte kartu SD do svého Pi, zapněte jej a postupujte podle pokynů pro spuštění.

3) Ujistěte se, že je váš Raspberry Pi nastaven na správný čas:

> v příkazovém okně zadejte následující příkaz:

sudo date -s „Po 30. srpna 15:27:30 UTC 2019“

4) Ujistěte se, že používáte python 3

> v příkazovém okně zadejte následující příkaz:

python -verze

> pokud verze pythonu není 3, upravte soubor.bashrc zadáním následujícího příkazu:

sudo nano ~/.bashrc

Přejděte dolů na konec dokumentu a přidejte na konec souboru následující řádek:

alias python = ‘usr/bin/python3.5’

uložit a restartovat

5) Nainstalujte potřebné balíčky:

> v příkazovém okně zadejte následující příkazy:

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) Povolte PiCamera:

> zadejte do terminálu: sudo raspi-config

> Klikněte na 5 Interfacing Option, poté na P1 Camera, poté povolte rozhraní kamery a restartujte počítač

7) Uložte Python Script lapser.py a soubor credentials.json na Raspberry Pi:

Stáhněte si skript python lapser.py poskytnutý v tomto Instructable.lapser.py je skript, který bude spuštěn pro natočení časového limitu. Dal jsem to dohromady zkopírováním některých bitů kódů nalezených online (poskytuji adresy webových stránek použitých ve skriptu). credentials.json je soubor, který jste získali v posledním kroku oddílu 1, uložte jej pomocí souboru lapser.py do složky Dokumenty vašeho Raspberry Pi.

8) Vytvořte tok ověřování pomocí svého Disku Google:

lapser.py obsahuje všechny pokyny k vytvoření prvního toku autentizace pomocí vašeho účtu Google pomocí aplikace, kterou jste vytvořili v sekci 1. Přenáší pověření uložená v souboru credentials.json do Googlu a otevře váš webový prohlížeč, abyste se mohli ručně přihlásit do vašeho účtu Google a udělit vaší aplikaci oprávnění k přístupu na váš Disk Google. Jakmile to bude hotovo, Google nám poskytne token, který Lapser.py uloží do vašich dokumentů jako soubor s názvem token.pickles, který bude v budoucnu použit k navázání spojení bez vašeho zadání.

Spustit lapser.py, zadejte do terminálu:

> cd dokumenty

a pak:

> python lapser.py

Přihlaste se ke svému účtu Google a povolte své aplikaci přístup na Disk Google.

Po tomto kroku zkontrolujte, zda váš Raspberry Pi pořizuje obrázky a ukládá je na váš Disk.

9) Ujistěte se, že váš Raspberry Pi spouští lapser.py při spuštění bez jakéhokoli vstupu uživatele:

Aby váš Raspberry Pi mohl při spouštění spustit lapser.py, řekneme mu, aby otevřel terminál, když se spouští, a aby spustil lapser.py, když se terminál otevře:

Abychom Pi řekli, aby otevřel terminál při spuštění, upravíme automatické spuštění souboru. Do příkazového okna zadejte:

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

Poté zadejte @lxterminal bezprostředně nad řádek '@xscreensaver'. Uložte a zavřete zadáním ctrl+x, pak y a poté zadejte.

Chcete -li spustit lapser.py při otevření terminálu, upravte soubor.bashrc. Do příkazového okna zadejte:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Přejděte dolů na konec souboru a zadejte:

echo Běh při spuštění

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

Uložte a zavřete zadáním: ctrl+x, poté y a poté zadejte.

10) Přesuňte některé balíčky kolem:

Nyní lapser.py poběží při spuštění. Balíčky, které potřebuje, jsou však nyní uloženy na místo, ke kterému nemá přístup (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Proto musíme tyto balíčky přesunout na místo, kam má přístup (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Chcete -li tyto balíčky přesunout, zadejte do terminálu Raspberry Pi následující příkaz:

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

Přesunutí těchto balíčků můžete zkontrolovat tak, že na toto místo přejdete pomocí správce souborů. Budete muset kliknout pravým tlačítkem a vybrat Zobrazit skryté, aby se.local zobrazil ve správci souborů.

Toto je konec této sekce! Další sekce budou o něco chytřejší: postavíme krabici a připojíme Raspberry Pi, abychom mohli začít střílet naše timelapsy!

Krok 3: Postavte krabici

Úvod k tomuto kroku:

Nejlepší časová prodleva se snímá v prostředí s konstantním světlem, kde se od věci, kterou natáčíte, nic nepohybuje. Můžete použít jakýkoli prostor, kde se osvětlení příliš nemění, jako je velká krabice na karty, skříň, sklad, pokud vaše nastavení nebude během nahrávání rušeno.

Laserová řezačka vám umožní postavit úhledný box s dokonalými rozměry pro vaše nastavení. K natáčení skvělých časosběrů však nepotřebujete nic tak fantastického. Můžete také použít jakýkoli prostor, kde se osvětlení příliš nemění, jako je velká krabice na karty, skříň, úložný prostor…

1) Navrhněte svůj box.

Pomocí laserové řezačky (Trotec Speedy 360) jsem postavil krabici (ze dřeva MDF 6 mm), která má nejen správné rozměry, ale také skvělý design.

Mějte na paměti, že váš box musí být dostatečně vysoký, aby fotoaparát mohl zachytit celou vaši scénu. Pomocí horizontálních a vertikálních zorných polí pikamery odhadněte, jak vysoko musí váš fotoaparát být, aby zachytil to, co natáčíte.

K vytvoření plánů jsem použil Make a Box s následujícími rozměry (šířka: 303 mm, délka: 453 mm, hloubka (= výška): 350 mm, šířka prkna: 6 mm). Přidal jsem několik děr pro Picameru a dráty a také jsem vyryl několik skvělých trippy kreseb nalezených na Freepiku.

2) Sestavte si krabici

3) Namontujte Picameru

Mít stabilní kameru, která se během fotografování nepohybuje, je velmi důležité, abyste získali dobře vypadající časovou prodlevu. Poté, co jsem vyzkoušel pásku, pouzdra PiCamera s 3D potiskem a další, přišel jsem na pěkný trik, jak nastavit orientaci kamery, tak ji pevně připevnit na horní část krabice. Používám 3 šrouby, které mají závit pouze na špičkách. Nezávitová část prochází hloubkou dřeva, zatímco špička se závitem jde do otvoru pikamery. Při otáčení šroubu posune závitový hrot roh PiCamera blíže nebo od povrchu krabice. To vám umožní přesně a pevně nastavit úhel kamery k zachycení vaší scény.

Vezměte prosím na vědomí, že toto je nejšikovnější část tohoto Instructable, protože umístění a úhel otvorů musí přesně odpovídat těm na Picamerě. Pravděpodobně bude nejlepší, když si nejprve zacvičíte na náhradním kusu dřeva, než začnete protahovat díry po celé vaší krásné krabici!

Krok 4: Zapojení světelného zdroje k RaspberryPi

Úvod k tomuto kroku:

Tato část se stará o zapojení vašeho světelného zdroje, vašeho 5V relé a Raspberry Pi přes jeho GPIO.

Důležité: O práci s elektřinou a vysokým napětím toho moc nevím (jsem přece jen biolog). Nemohu zaručit bezpečnost tohoto tutoriálu a konečného nastavení. Při práci s vysokým napětím buďte obzvláště opatrní při požáru!

Můžete se podívat sem a přečíst si více o tom, jak funguje relé 5V, a zde úplný návod k ovládání GPIO RaspberryPi.

Můžete si všimnout, že jsem do obvodu, který napájí světelnou podložku, nezahrnul žádný odpor. Důvodem je podezření, že je řetězec LED v něm již obsahuje.

Kromě toho je to všechno na videu!

Krok 5: Natočte časové prodlevy

A jste hotovi!

Bavte se a podělte se o své umění v komentářích!