Kamera spożywcza: 18 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ten projekt został zainspirowany projektem kamery kulinarnej wykonanym przez MIT Media Lab. Ten projekt jest częścią usługi dla uczelni Coding For Good na UWCSEA East w Singapurze. Celem tego projektu jest zmniejszenie ilości marnowanej żywności przez naszą społeczność poprzez danie ludziom alternatywy dla wyrzucania niezjedzonej żywności.

Projekt kamery z jedzeniem umożliwia umieszczenie żywności, która w innym przypadku zostałaby zmarnowana, pod kamerą, zrobienie jej zdjęcia i przesłanie na Twittera, aby cała społeczność mogła je obejrzeć. Dzięki temu każdy może przyjść i dokończyć darmowe jedzenie. Ta instrukcja zabierze Cię w naszą podróż do tworzenia i wdrażania kamery Food Cam w naszej społeczności szkolnej.

Krok 1: Zbieranie elektroniki

Aby rozpocząć pracę z elektroniką projektu, najpierw musimy zebrać poniższą listę części (poniżej). Power bank jest opcjonalny i niezbędny tylko wtedy, gdy potrzebujesz przenośnego urządzenia. W naszym przypadku planowaliśmy mieć produkt stacjonarny z przedłużonym przewodem micro-USB na USB zasilającym Pi. Ponadto specyfikacja przycisku nie ma większego znaczenia, z wyjątkiem tego, że przycisk jest przełącznikiem PTM (push to make) lub przełącznikiem chwilowym. Będzie to później ważne ze względu na funkcjonalność zarówno aparatu, jak i kodu.

Jeśli chodzi o sprzęt, nie martw się o to na razie. Jeśli chcesz to zakończyć, przejdź do kroku 11.

Oto, co musisz mieć jako warunek wstępny do podjęcia tego projektu:

1. Stabilne połączenie internetowe

2. Kabel HDMI

3. Monitoruj

4. Mysz

5. Port USB

Elektronika (BOM) *Wymagana lutownica:

1x Raspberry Pi 3 Model B

2x diody LED (1x czerwona, 1x zielona)

1x kamera Raspberry Pi (V2.1)

6x żeńskie do żeńskich przewodów

1x duży czerwony przycisk (PTM)

Rezystor 2x 470 Ohm

1x Power bank (5500 mAh) (opcjonalnie)

1x kabel USB do micro-USB

1x karta micro sd

1x Czytnik Kart Micro SD

Krok 2: Włóż kamerę do Raspberry Pi

Włóż kabel elastyczny z kamery do portu kabla elastycznego na płycie Raspberry Pi. Zrób to ostrożnie, ponieważ wymiana tych części może być dość kosztowna!

Krok 3: Przylutuj rezystory do nóg katody na każdej diodzie LED

Jeśli chcesz najpierw ukończyć ten projekt na płytce prototypowej, jak pokazano na prawym górnym zdjęciu, możesz pominąć ten krok. Jeśli jednak planujesz uczynić go trwałym, kontynuuj ten krok.

Przed lutowaniem upewnij się, że masz odpowiednią konfigurację. Powinieneś pracować na macie żaroodpornej, w okularach i odpowiedniej wentylacji. Te kroki bezpieczeństwa są kluczowe, aby zminimalizować ryzyko obrażeń lub uszkodzeń w razie wypadku.

Rezystory można przylutować do nóżek diod LED na dwa sposoby. Możesz albo przylutować rezystor bezpośrednio do diody LED, albo użyć przewodu do podłączenia zarówno rezystora, jak i diody LED (pokazane powyżej). Niezależnie od wybranej drogi, upewnij się, że izolujesz przewody, aby uniknąć zwarcia. Widać to na prawym dolnym zdjęciu. Katodą diody LED jest krótsza noga.

Krok 4: Podłącz diody LED i przełącznik PTM do Raspberry Pi

W idealnym przypadku należy użyć przewodów męskich do żeńskich, aby można było łatwo podłączyć przewody do modułu Raspberry Pi. Natomiast pozostałe (męskie) końce przewodów można przylutować do diod i włącznika. Jeśli jednak nie ma dostępu do przewodów męskich i żeńskich, zaleca się stosowanie przewodu wielożyłowego zamiast rdzenia litego ze względu na elastyczność i mniejsze ryzyko suchości połączeń.

Oto wymagane połączenia (użyj schematu pinów GPIO załączonego na zdjęciach powyżej):

• Czerwona anoda LED: GPIO Pin 13
• Czerwona katoda LED: dowolny pin GND
• Zielona anoda LED: GPIO Pin 7
• Zielona katoda LED: dowolny pin GND
• Przycisk Noga 1: GPIO Pin 12
• Noga przycisku 2: dowolny pin GND

Każdy z tych portów można później zmienić, modyfikując kod.

Krok 5: Zasilanie

Jak omówiono wcześniej, istnieją dwa sposoby zasilania Pi w zależności od jego użycia. Przez power bank (lub zewnętrzną baterię) lub przez bezpośrednie podłączenie do ściany. W naszym przypadku użyliśmy micro-USB na USB, aby mógł być zasilany z dowolnego źródła.

Chociaż kabel musi zostać przedłużony, aby przewód mógł dotrzeć do portu, biorąc pod uwagę wysokość produktu końcowego. Aby to zrobić, kabel micro-USB do USB musi zostać przecięty na pół, pozbawiony izolacji na obu końcach, a następnie przedłużacz o dowolnej wymaganej długości może połączyć ujemne i dodatnie zaciski obu połówek przewodu, jak pokazano powyżej.

Krok 6: Instalowanie Raspbian na karcie Micro-SD

Ten krok jest kluczowy dla ustawienia twojego pi, jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś.

Będziesz musiał pobrać NOOBS:

I formater kart SD:

Aby zapoznać się z pełną instrukcją instalacji programu Raspbian na karcie, odwiedź tę witrynę internetową, ponieważ doskonale sprawdza się w szczegółowym opisie procesu instalacji.

Krok 7: Podłączanie Pi do monitora

Korzystając z powyższego zdjęcia jako przewodnika, podłącz każdy z odpowiednich portów do monitora i dodatkowego sprzętu, takiego jak klawiatura, mysz itp. Jeśli wszystko jest poprawnie skonfigurowane, po włączeniu zasilania ekran powinien pokazać uruchamianie Pi OS jak widać na powyższym obrazku.

Krok 8: Generowanie interfejsu API Twittera

*Uwaga - aby to zrobić, musisz mieć konto na Twitterze ze zweryfikowanym numerem telefonu

W tej samej przeglądarce internetowej, w której jesteś zalogowany na swoje konto na Twitterze, przejdź do

1. Kliknij Utwórz nową aplikację

2. Wypełnij nazwę, opis i stronę internetową (jeśli nie masz strony internetowej dla swojego projektu, wystarczy każda prawidłowa strona internetowa - po prostu zapamiętaj "https://"

3. Zgadzam się z Regulaminem

4. Kliknij przycisk Utwórz aplikację na Twitterze

5. Kliknij zakładkę Uprawnienia, wybierz Odczyt i zapis, naciśnij Ustawienia aktualizacji

6. Kliknij kartę Klucze i tokeny dostępu, a następnie kliknij przycisk Utwórz mój token dostępu

7. Po naciśnięciu przycisku Utwórz mój token dostępu zobaczysz pola Access Token i Access Token Secret. Miej pod ręką wszystkie te wartości pól. Będziesz ich potrzebował do kodu Pythona.

Klucz klienta (klucz API)

Klucz klienta (tajny klucz interfejsu API)

Token dostępu

Klucz dostępu do tokena

Krok 9: Programowanie swojego Pi

Pobierz kod źródłowy załączony tutaj. Przeczytaj komentarze i dodaj wymagane informacje, w tym klucze wygenerowane w ostatnim kroku. Pamiętaj, aby sprawdzić, czy wpisane numery pinów są poprawnymi numerami, do których wcześniej podłączałeś komponenty.

Krok 10: Konfigurowanie kodu do automatycznego uruchamiania

W swoim terminalu (Pi OS) wpisz:

sudo nano /etc/profil

Spowoduje to otwarcie pliku, który uruchamia się automatycznie przy starcie. Wszystko, co musisz zrobić, to upewnić się, że Twój kod również działa, dodając go do tego pliku. Aby to zrobić, wpisz na dole tego wiersza:

sudo python /home/pi/myscript.py

gdzie /home/pi/myscript.py jest zastępowany ścieżką (foldery, a następnie nazwa pliku oddzielone ukośnikami) tego, co nazwałeś swoim plikiem kodującym.

Następnie naciśnij Ctrl-X, aby wyjść, naciśnij Y, aby zapisać i naciśnij Enter w razie potrzeby, aby w pełni zapisać / wyjść z pliku.

Krok 11: Obudowa (BOM)

Do obudowy wykorzystaliśmy zestaw przyszłości z czarną skrzynką i wykonaliśmy stojak z wytłoczki, aby utrzymać kamerę nad płytą do umieszczania jedzenia.

Co użyliśmy do obudowy:

1. Deska drewniana

2. Wytłaczanie

3. 2x nakrętka M12

4. 2x śruba M12

5. Pudełko z zestawem Black Future

Krok 12: Wiercenie diody LED, kamery i otworów przełączających w pudełku

Aby zabezpieczyć przycisk, kamerę i diody na miejscu, musimy wywiercić otwory, aby umieścić każdy element.

W naszym przypadku oto średnice dla każdego otworu:

Oprawki LED: 8mm

Otwór kamery: 6mm

Otwór przycisku: 22mm (w zależności od przycisku, którego używasz)

Podczas wiercenia upewnij się, że trzymasz wiertło prostopadle do wierconej powierzchni i nie wywieraj zbyt dużego nacisku, co może zwiększyć ryzyko pęknięcia obudowy. Upewnij się, że używasz podkładek i nakrętek, aby zabezpieczyć każdy element na swoim miejscu.

Upewnij się, że element, w którym wiercisz otwór, będzie miał wystarczająco dużo miejsca, aby zmieścić się przed wykonaniem otworu w tym obszarze pudełka!

Krok 13: Wyłącznik zasilania i przewód

Ten krok jest opcjonalny i wymaga przełącznika kołyskowego SPST w celu sterowania zasilaniem. Umożliwi to wyłączenie urządzenia bez odłączania kabla USB, a zatem jest funkcją dla wygody. Będziesz potrzebować przedłużonego kabla USB do micro-USB (jak omówiono wcześniej), ponieważ będzie trzeba go przeciąć, aby przepuścić go przez przełącznik.

Najpierw zmierzyliśmy i narysowaliśmy rozmiar otworu, który musielibyśmy wywiercić, aby podeprzeć przełącznik. Następnie za pomocą wiertła 8 mm wywierciliśmy obok siebie dwa otwory, tak aby można było wypiłować prostokątny otwór pasujący do kształtu naszego przełącznika kołyskowego.

Gdy przełącznik kołyskowy został wciśnięty na miejsce, dodatni przewód przedłużający został odcięty. Dwa końce zostały następnie przylutowane do wspólnego zacisku i sąsiedniego zacisku przełącznika kołyskowego, jak widać powyżej.

Krok 14: Dodawanie kamery do pudełka

Dodanie aparatu do pudełka to bardzo trudna część. Zrobiliśmy to za pomocą pistoletu do klejenia na gorąco, który pozwala nam stosunkowo łatwo wyjąć kamerę, jeśli coś pójdzie nie tak.

Najpierw ustaw aparat na miejscu i upewnij się, że robi zdjęcie we właściwy sposób. Upewnij się również, że zdjęcie, które robi, nie jest w żaden sposób przechylone. Po naprawieniu tych zmiennych weź pistolet do klejenia i przyklej boki kamery Pi do pudełka. Upewnij się jednak, że pistolet nie dotyka obiektywu aparatu!

Krok 15: Mocowanie pudełka do wytłoczenia

Aby wykonać ten krok, najpierw zdobądź pasek aluminiowy, jak pokazano powyżej, i wygnij go o 90 stopni, aby owinął się wokół pudełka. Następnie wywierć dwa zestawy otworów (o średnicy 12 mm) zarówno w pudełku, jak i na aluminiowej listwie tak, aby się pokrywały. Użyj śrub i nakrętek M12, aby zabezpieczyć aluminiową taśmę na miejscu wzdłuż krawędzi pudełka. Nadmiar paska wychodzącego z pudełka można następnie wykorzystać do zamocowania pudełka do wytłoczenia, jak zostanie to pokazane w kolejnych krokach.

Upewnij się, że używasz instrumentów, takich jak suwmiarka noniuszowa i linijki, aby wszystko wyrównać. Dowolne przesunięcie może spowodować przechylenie tworzonego obrazu.

Krok 16: Mocowanie stojaka do podstawy

Najpierw wytnij długi kawałek profilu (*patrz poniżej). Następnie weź dwa wsporniki/żebra, jak pokazano powyżej i dopasuj na sucho wsporniki i wytłoczkę do drewnianej listwy przypodłogowej. Następnie weź ołówek i zaznacz, gdzie wywiercisz niezbędne otwory, aby przymocować wsporniki do deski.

Wywierć te otwory (około 8 mm) i przymocuj wsporniki do płyty za pomocą śrub M8 i nakrętek. Następnie zdobądź wymagane śruby w kształcie litery T do wytłaczania i zamocuj kolumnę do wytłaczania między dwoma wspornikami, jak pokazano powyżej.

*Ważne jest, aby pamiętać, że wysokość profilu zależy od tego, co kamera ma widzieć w swoim polu widzenia. Dla nas siedzieliśmy około 60 cm nad tablicą, aby uchwycić pisemną wiadomość na tablicy. Zdecydowaliśmy się na tę wysokość po przetestowaniu aparatu na różnych wysokościach i obejrzeniu zdjęć na Twitterze.

Krok 17: Mocowanie obudowy kamery do stojaka

W tym kroku najpierw wytnij kolejny mniejszy kawałek wytłoczki. Jego długość powinna zależeć od tego, jak daleko chciałbyś, aby sięgał twój aparat, jak pokazano powyżej.

Następnie weź aluminiową listwę, która wychodzi z pudełka i wywierć przez nią dwa otwory o średnicy 6mm (zdjęcie główne). Następnie weź mniejszy kawałek wytłoczenia i przymocuj go pod aluminiowym paskiem za pomocą śrub w kształcie litery T (zdjęcie na dole po prawej). Upewnij się, że otwory są wyrównane, aby obraz nie był przechylony.

Na koniec, aby przymocować dwa elementy profilu pod kątem 90 stopni, użyliśmy małego wspornika/żebra i przymocowaliśmy go do dwóch elementów za pomocą wymaganych śrub w kształcie litery T, które blokują się w profilu.

Krok 18: Wniosek

Na koniec po prostu poprowadź kabel zasilający z Pi do portu USB i przykręć tylną część skrzynki zasilającej. Otóż to!

Teraz wystarczy tylko umieścić urządzenie w pobliżu miejsca, w którym ludzie jedzą, i reklamować utworzone przez Ciebie konto na Twitterze z bezpłatnym jedzeniem.

Link do naszej strony na Twitterze można znaleźć tutaj.

Cieszyć się

Ta instrukcja została napisana i stworzona przez Rehaana Irani i Justina Chana z usługi Coding For Good na UWCSEA East pod nadzorem pana Davida Kanna. Zostało to również wyprodukowane z pomocą uczelnianego serwisu Circle Enterprise i działu UWCSEA East DT. Dodatkowe podziękowania dla Sewen Thy i Vatsal Agarwal za ich wkład w projekt.