Raspberry Pi Batinator: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Batinator to przenośne Raspberry Pi, które wykorzystuje moduł kamery PinoIR (bez filtra podczerwieni) do nagrywania wideo w ciemności z prędkością 90 klatek na sekundę, w rozdzielczości 640x480. Posiada 48-diodowy oświetlacz podczerwieni na górze, a zasilanie zapewnia ponownie wykorzystany akumulator wiertarski 12 V. Ostatnio zafascynowały mnie nietoperze, które odwiedzają nasz ogród wieczorem i zbudowałem go, aby spróbować uchwycić małe piękności na filmie.

Okazuje się, że Batinator jest również przydatny do nagrywania wyładowań atmosferycznych, być może powinienem był nazwać go Storminatorem: film na Youtube pod adresem:

Jeśli nie możesz obejrzeć osadzonego filmu, znajduje się on na YouTube pod adresem: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw, a więcej na

(Bardzo prosty) kod Pythona znajduje się na GitHub pod adresem

Krok 1: Wykrywanie nietoperzy

Wprowadziliśmy się do tego domu dopiero w sierpniu zeszłego roku, więc to było naprawdę ekscytujące, kiedy po raz pierwszy zauważyłem nietoperze w ogrodzie kilka tygodni temu. Widoczne są głównie o zmierzchu, kiedy wychodzą ze swoich kryjówek w lesie, by ucztować na ciemach i innych owadach. W naszym ogrodzie są z pozoru bogate zbiory i zwykle nie trzeba długo oglądać, aby je zobaczyć, często latają w kółko odkurzając wszystko, co mogą znaleźć. Zainspirowany, aby dowiedzieć się więcej, kupiłem zestaw do wykrywania nietoperzy od lokalnego maplina, co było zabawne i działa naprawdę dobrze. Następnie zastanawiałem się, czy byłoby możliwe sfilmowanie ich, aby przyjrzeć się im bliżej i, miejmy nadzieję, nawet zidentyfikować, jakie gatunki nietoperzy odwiedzały! Miałem zapasowe Raspberry Pi 2 i otrzymałem moduł kamery Pi NoIR (noir = bez filtra podczerwieni) na moje urodziny w zeszłym roku, więc pomyślałem, że go wykorzystam i zobaczę, co się stanie.

Krok 2: Kodeks

Zacząłem od skonfigurowania kamery na Pi, postępując zgodnie z instrukcjami i przykładem kamery z MagPi Magazine, a następnie zwróciłem się do Internetu, aby znaleźć inne przykłady, które mógłbym dostosować do nagrywania wideo.

Znalazłem idealny kod na stronie internetowej Average Man Vs Raspberry Pi, która była dobrze udokumentowana i naprawdę łatwa do naśladowania. Wprowadziłem kilka zmian, aby dopasować się do moich potrzeb, w szczególności, aby podzielić nagrany film na 5-minutowe fragmenty - każde 5 minut zajmuje 15 minut, aby obejrzeć wstecz ze względu na liczbę klatek na sekundę!

Kod, którego użyłem, jest dostępny na GitHub - to bardzo proste!

Krok 3: Pierwsze światło

Początkowo miałem nadzieję, że użyję kilku diod podczerwieni zamontowanych na Pi, aby oświetlić nietoperze, więc zacząłem polować w warsztacie, aby zobaczyć, co mogę znaleźć. Natknąłem się na zepsutą kamerę bezpieczeństwa i wkrótce ją rozłączyłem, odcinając diody LED z płytki drukowanej, aby zostawić jak najwięcej „nogi”. Następnie przylutowałem je do płyty perma-proto, podłączyłem je do Pi i przetestowałem.

Patrząc przez aparat mojego telefonu na pewno działały, więc tego wieczoru rozmieściłem Pi w ogrodzie, podłączyłem do gniazdka w szopie i umieściłem w wygodnej doniczce. Po 40 minutach podekscytowany skopiowałem materiał na mój laptop do obejrzenia i - nic, nie kiełbasa!

Było oczywiste, że iluminacja czterech uratowanych diod LED nie była wystarczająco mocna, ponieważ nietoperze znajdowały się prawdopodobnie co najmniej metr od Pi. Off poszedłem do google w poszukiwaniu rozwiązań!

Krok 4: Więcej mocy

Znalazłem świetny artykuł na temat raspberrypi-spy porównujący różne opcje oświetlenia IR i zdecydowałem się na oświetlacz IR - zasadniczo mały reflektor wypełniony diodami IR. Ten, który kupiłem w serwisie eBay, ma 48 diod LED i jest zasilany 12 woltami prądu stałego – był to dosłownie najtańszy dostępny w Wielkiej Brytanii za około 5 funtów i dotarł kilka dni później.

To było o wiele bardziej podobne! Podłączyłem go razem z Pi w zaciemnionym warsztacie i uruchomiłem kilka filmów testowych, skracając czas nagrywania w skrypcie Batinator.py, ale pozostawiając go do przechwytywania przy 90 klatkach na sekundę.

Oglądanie filmów testowych było przypadkiem dobrych/złych wiadomości - oświetlenie było fantastyczne, naprawdę dobre na kilka metrów. Minusem jest to, że wideo ciągle migotało, do tego stopnia, że nie można go było oglądać. Miałem wrażenie, że wiedziałem co to za przyczyna, zasilanie nowego oświetlacza. Moja teoria była taka, że migotanie odzwierciedlało oscylacje 50 Hz zasilania sieciowego, więc ustawiłem skrypt testowy, aby nagrać 10 sekund wideo przy 90, 85, 80, 70, 60, 50 i 40 klatkach na sekundę. Porównując filmy, wszystkie miały efekt migotania, z wyjątkiem jednego z 50 fps. To było trochę rozczarowujące, ponieważ naprawdę chciałem maksymalnie zwiększyć liczbę klatek na sekundę.

Wróciłem do artykułu o specyfikacji aparatu, aby znaleźć inspirację i stwierdziłem, że jeśli liczba klatek na sekundę zostanie obniżona do 49 klatek na sekundę, rozdzielczość przechwytywania można zwiększyć z 640x480 do 1296x730 - kompromis!

Krok 5: Więcej testów

Kamera wyszła następnej nocy, z powrotem do donicy z boku szopy i skierowana na ogród.

Gdy tylko wycofałem się do środka, zobaczyłem krążącego nietoperza, więc miałem nadzieję, że tym razem uda mi się uchwycić coś dobrego. 45 minut później zacząłem oglądać materiał z powrotem i chociaż złapałem błąd lub dwa w pobliżu kamery, ruchomy nietoperz w ogóle nie był oświetlony.

Widziałem go na filmie w sylwetce, gdy krążył po ścianie w idealnych kręgach, ale oczywiście wciąż był zbyt daleko od światła podczerwonego.

Następnej nocy zdecydowałem się poprawić grę, więc zamiast umieścić kamerę w pobliżu źródła zasilania w szopie, poprowadziłem przedłużenie do karmnika, który znajduje się prawie na środku ogrodu i znacznie bliżej miejsca, w którym zwykle widzę nietoperze. Wykorzystałem też tajną broń - śmierdzącą skarpetę! Kilka tygodni wcześniej widziałam na Springwatch, że Martin Hughes-Games zwabił ćmy, wieszając skarpetki nasączone mieszanką piwa, wina i brązowego cukru – nazywa się to „słodzeniem”. Pomyślałem, że gdybym mógł przyciągnąć ćmy w pobliżu kamery, to z kolei przyciągnęłoby to nietoperze. Niezbyt uczciwe na ćmy, ale proszę bardzo, nie kusiłabym ich każdego wieczoru moimi pijanymi pończochami. Nie odniosłem sukcesu w kolejne noce (zbyt zimno i mokro), ale miałem zapas piwa pod ręką (oczywiście dla ciem) na wszelki wypadek.

Krok 6: Zasilanie bateryjne

Trudność w „rozmieszczeniu batinatora” podczas wieczoru polegała na tym, że wiązało się to z doprowadzeniem przedłużacza z szopy, podłączeniem Pi i iluminatora, a następnie próbą ustawienia ich w kierunku miejsca, w którym mogą znajdować się nietoperze – zajęłoby to 10-15 minut i kłopotliwe było odłożenie późno w nocy. Zdecydowałem, że chcę korzystać z zasilania bateryjnego, aby rozpoczęcie przechwytywania było proste, jak wysunięcie go i naciśnięcie przycisku „start”.

Najpierw pomyślałem o użyciu akumulatora 12 V do iluminatora i oddzielnego banku zasilania 5 V dla Pi, ale wydawało mi się to niezdarnym rozwiązaniem, więc zdecydowałem się na pojedynczą baterię 12 V do zasilania obu. Badałem już źródła zasilania 12 V do innego projektu, więc zdecydowałem się zbudować przenośny zasilacz 12 V / 5 V, który był wystarczająco modułowy, aby mógł być używany do obu celów.

Zacząłem od starej wiertarki akumulatorowej 12 V (bardzo taniej!) - Przeciąłem rękojeść tuż pod spustem, pozostawiając płaską powierzchnię, aby bezpiecznie zamocować pudełko projektowe na górze za pomocą opasek kablowych. kabel 12 V był wyraźnie widoczny wewnątrz przyciętego uchwytu, więc po prostu dodałem blok przyłączeniowy, aby uprościć sprawę.

Wewnątrz skrzynki projektowej podłączyłem wtyczkę prądu stałego, która łączyłaby się z wejściem 12 V iluminatora, a równolegle podłączyłem standardowe gniazdo samochodowe 12 V, wiercąc z tyłu otwory, przez które można je przebić. To pozwoliłoby mi podłączyć adapter USB, aby przekonwertować zasilanie 12 V z akumulatora wiertarki na wyjście USB 5 V 2.1a i 1a. Następnie dodałem główny wyłącznik zasilania do pudełka i przed podłączeniem cennego Pi przetestowałem wyjście USB za pomocą Adafruit USB Charger Doctor, wszystko wyglądało dobrze!

Krok 7: Oto Batinator

Po uporządkowaniu mocy musiałem tylko dopasować Pi i iluminator do podstawy, aby był ładny i przenośny.

Iluminator był wyposażony w poręczny wspornik obrotowy, dzięki czemu łatwo było go przykręcić do pokrywy obudowy Pi, a ja lekko przykleiłem moduł kamery na górze, aby zawsze były odpowiednio wyrównane. Musiałem użyć dłuższego kabla taśmowego do aparatu, aby upewnić się, że nie jest nadmiernie rozciągnięty.

Wiedziałem, że będę chciał użyć podstawy 12v/5v z innymi projektami, więc musiałem zdemontować obudowę Pi - Lego okazało się wygodnym i idealnym półtrwałym rozwiązaniem! Przykleiłem na gorąco płaską podstawę Lego do górnej części skrzynki zasilającej, a drugą do podstawy obudowy Pi, dopasowując je mocno do siebie.

Ze wszystkimi kawałkami przypiętymi do gotowego produktu, naprawdę przypomniało mi się "-inatorów" stworzonych przez nieszczęsnego złego naukowca Heinza Dundersztyca w kreskówce Fineasz i Ferb, i tak nazwano Batinatora! Ucząc się na podstawie losów pozostałych inatorów postanowiłem pominąć rzucający się w oczy przycisk "Self Destruct".

Nieplanowaną korzyścią z używania akumulatora 12 V było wyeliminowanie migotania 50 Hz z sieci elektrycznej, dzięki czemu mogłem ponownie nagrywać wideo z pełną prędkością 90 klatek na sekundę. Teraz wystarczyło tylko czekać na poprawę pogody!

Krok 8: Wykończenie i materiał filmowy

Zazwyczaj pogoda pogarszała się, gdy tylko Batinator był gotowy, a dopiero w kilka ostatnich ciepłych wieczorów mogłem go porządnie przetestować. Możesz zobaczyć wczesne nagranie w filmie na YouTube – chociaż może być ćma lub dwie! Nagrywając po ciemku, trudno wyczuć skalę, więc czasami trudno powiedzieć, czy coś jest małe, czy po prostu odległe. Nietoperz jest jednak dość charakterystyczny!

Próbowałem używać różnych rozdzielczości przechwytywania, ale moim ulubionym jest 90fps 640x480 - wszystko szybsze i wszystko staje się tylko rozmyciem na ekranie, aczkolwiek rozmyciem 720p! Iluminator IR działa do około 2-3 metrów, więc aby pracować z tym i rozdzielczością VGA, plan polega na eksperymentowaniu z umieszczeniem kamery w różnych miejscach, aby zbliżyć się jak najbliżej miejsca, w którym nietoperze przelatują. Albo sowy, UFO, błyskawice, nie jestem wybredna. Mam nadzieję, że w nadchodzących tygodniach zajmę się nim dalej, może w dół lasu lub na spacer nietoperzy w miejscowym rezerwacie przyrody.

Aktualizacja 20.07.2016: Nagranie krótkiego nagrania z błyskawicami na Batinatorze!

Aktualizacja 24.07.2016: Jeszcze kilka nietoperzy i trochę ciem!

Przekonwertowana bateria do wiertarki działa naprawdę dobrze, staram się ją w pełni naładować przed wieczornym „zgaszeniem nietoperza”, ale wszystko działa całkiem szczęśliwie przez ponad dwie godziny. Nie pozwoliłem, aby bateria spłynęła do zera, gdy byłam podłączona do Pi, ponieważ wyobrażam sobie, że to nie jest zbyt dobre.

Używam VLC do przeglądania przechwyconych plików.mp4 i uważam, że jest to solidna opcja zarówno na laptopie, jak i telefonie komórkowym. Edytowanie filmów w programie Windows Movie Maker jest proste, teraz mam zwyczaj oglądać pliki w VLC w trybie szybkiego przewijania do przodu, notując czasy wszelkich „przeskoków” na ekranie, aby później ułatwić przycinanie.

Batinator był świetną zabawą w budowie, a korzystanie z niego jest jeszcze przyjemniejsze, po prostu uwielbiam jego prostą niezawodność i dziwaczny wygląd. Jest to również pierwszy przenośny projekt Pi, który wypróbowałem, co otwiera mnóstwo nowych możliwości. Łączę więcej filmów z tym instruktażem, gdy zostaną przechwycone (skrzyżowane palce). Teraz przepraszam, gdy patrzę w niebo…