Zestaw do animacji poklatkowej Raspberry Pi: 16 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Autor: wonderfulideaWonderful Idea CompanyObserwuj Więcej autora:

O firmie: The Wonderful Idea Company to studio projektowe do zabawnej eksploracji pomysłów w sztuce, nauce i technologii Więcej o cudownym pomyśle »

Animacja poklatkowa to technika, w której obiekty są fizycznie manipulowane i fotografowane klatka po klatce, aby stworzyć iluzję ruchomego obrazu.

Nasza mini wystawa animacji poklatkowej jest wykonana z Raspberry Pi, które jest „małym i niedrogim komputerem, którego można używać do nauki programowania poprzez zabawne, praktyczne projekty”.

Zestaw wykorzystuje Raspberry Pi, pi-kamerę i pięć prostych poleceń wejściowych, aby stworzyć nieskończone możliwości opowiadania historii. Można go podłączyć do dowolnego monitora lub projektora, a uczniowie mogą pracować samodzielnie lub współpracować w parach, aby tworzyć swoje animacje.

To narzędzie może być używane do otwartej eksploracji w domu lub włączone do lekcji w klasie, aby pogłębić i wzmocnić uczenie się. Użytkownicy mogą tworzyć własne postacie, które można wstawić do lekcji historii, projektu artystycznego lub mikroskopijnego świata, wykorzystując animację poklatkową i proste, codzienne materiały, aby opowiedzieć historię lub zilustrować zrozumienie koncepcji naukowych w zabawny, wciągający sposób.

Ten przewodnik to wciąż wstępny szkic! Będziemy nadal pracować nad opracowaniem tego zabawnego narzędzia do eksploracji, aby można go było używać w muzeach, salach lekcyjnych, przestrzeniach dla twórców i na stole kuchennym. Zachęcamy do zremiksowania stacji animacji i daj nam znać, co wymyślisz podczas eksperymentowania. Sprawdzaj aktualizacje, gdy udoskonalamy projekt sprzętu i oprogramowania.

Krok 1: Zbierz materiały (elektronika)

Jeśli chcesz zbudować najprostszą stację do animacji (sterowaną za pomocą klawiatury) możesz po prostu zdobyć następujące materiały (następnie przejdź do kroku 10):

Raspberry Pi 3 Kompletny zestaw startowy firmy Canakit, który zawiera Raspberry Pi 3 (zawiera zasilacz 5V 2.5A, obudowę raspberry Pi 3, kabel HDMI, kartę MicroSD 32 GB (wstępnie załadowaną NOOBS), 2x radiatory Pełnowymiarowa płytka stykowa, zworka z męskiego na męskie kable)

Klawiatura i mysz (USB lub bezprzewodowa)

Monitor zgodny z HDMI

Moduł kamery Raspberry Pi V2

Przewód elastyczny Adafruit 2m do kamery Raspberry Pi

Etui na aparat Adafruit Pi

Te elementy elektroniczne (wraz z materiałami budowlanymi) są potrzebne do zbudowania solidniejszego stanowiska przypominającego eksponat

Pięć przycisków arkadowych czerwony, biały, zielony, niebieski i żółty

Protoplansza Gikfun

Linka

Canakit Breakout board i kabel GPIO

Przełącznik chwilowy (normalnie otwarty)

Wentylator komputerowy 5v

Krok 2: Zbierz drewno, sprzęt i narzędzia

Zbierz drewno na pudełko:

• 1/4" sklejka, 12" na 17"
• 1/4" sklejka, 13" na 18"
• Sklejka 1/2", 4" x 8'
• 1x2 wspólna deska sosnowa, długość 4 '
• 1x1 wspólna deska sosnowa, długość 4 '

Zbierz następujący sprzęt:

• paznokcie sztyftowe, długość 3/4"
• Śruba maszynowa 1/4-20, długość 1 3/4"
• Wkładki gwintowane 1/4-20
• 1/4-20 t-nakrętek
• 1/4 podkładek
• 1/4-20 nakrętka motylkowa
• 4-40 śrub, długość 3/4"
• 4-40 orzechów

Potrzebne będą również następujące narzędzia:

• Piła stołowa, piła do przewijania i/lub japońska piła ręczna
• Wiertarka bezprzewodowa
• Zestaw wierteł i wierteł (w tym wiertło forstner o średnicy 3/4" i 1")
• Sztyft gwoździarka
• Śrubokręt krzyżakowy
• Lutownica i lut
• Przecinak do drutu i ściągacz izolacji
• Młotek lub młotek
• Klej do drewna
• 2 szybkie zaciski (szerokość co najmniej 18 cali)

Krok 3: Zbuduj spód pudełka

Wytnij arkusz sklejki 1/4". Kawałek 12"x17" będzie na dole pudełka, a kawałek 13"x18" na górze.

Pokrój sklejkę 1/2 cala na 4 calowe paski, aby uzyskać boki pudełka. Przytnij dwa z nich do długości 12 cali, a dwa o długości 18 cali.

Weź jeden z 18-calowych kawałków (będzie to tył pudełka) i wytnij otwory na wtyczkę i kable

• Otwór 1/2" na wyłącznik awaryjny
• dwa otwory 1/4" do mocowania ramienia
• otwór o średnicy 3/4" na wentylator
• prostokąt 3/4 "x 1/2" na kabel hdmi;
• otwór myszy 1/4" na kabel zasilający.

Nałóż pasek kleju do drewna na spód bocznych elementów i użyj zacisków, aby połączyć boki z podstawą. Następnie użyj gwoździarki, aby przymocować boki do podstawy, rozstawiając gwoździe w odległości około 2-3 cali.

W ten sam sposób przymocuj przednią i tylną część za pomocą kleju i gwoździ. Pamiętaj, aby najpierw przeciągnąć przewód kabla zasilającego przez otwór myszy.

Na końcu tego kroku powinieneś mieć dno pudełka z czterema bokami i kabel zasilający biegnący przez otwór z tyłu pudełka.

Krok 4: Zbuduj górę pudełka

Zdobądź kawałek sklejki o wymiarach 13 na 18 cali, aby użyć go do wykonania górnej części pudełka.

Użyj wiertła z bitem forstnera 1", aby zrobić rząd pięciu dużych otworów osadzonych w odległości około 1" od prawej strony pokrywy na przyciski arkadowe. Powinny być mniej więcej równo rozmieszczone, ale możesz zostawić dodatkową przestrzeń między górnym otworem a pozostałymi czterema otworami, aby odróżnić film wymazywania od innych przycisków.

Wytnij dwa kawałki o długości 1,5 cala z planszy 1x2 i wywierć otwór o średnicy 5/16 cala w środku każdego z nich. Użyj wiertła wiertniczego 3/4", aby wykonać zagłębiony otwór wyrównany z otworem 5/16". Przełóż nakrętkę teową przez otwór i użyj śruby, aby docisnąć nakrętkę do elementu. Obejrzyj ten film, aby zapoznać się z procesem mocowania nakrętek teowych.

Przymocuj klocki na desce pośrodku 1/2 z każdej strony z zagłębionym otworem skierowanym do środka za pomocą kleju do drewna i gwoździ

Wytnij kawałek 1x2 o długości 3 cali i przymocuj go do górnej części deski 1/2 cala od góry

Wytnij owalną szczelinę 1/4" na 1" w górnej części deski w pobliżu położenia bloku 3". W tym celu możesz wywiercić dwa otwory 1/4" w górnej części pudełka, a następnie nawlec ostrze zwoju piła przez otwór. Obejrzyj ten film instruktażowy, aby zobaczyć demonstrację procesu.

Krok 5: Zrób ramię aparatu

To ramię kamery jest składane i zdejmowane, co ułatwia przechowywanie stanowiska do animacji. Jest też bardzo skomplikowany do wykonania. Możesz dostosować ten krok do swoich potrzeb i poziomu doświadczenia w obróbce drewna. Celem na końcu kroku jest umieszczenie kamery nad środkiem stacji.

Odetnij kawałek 5" z planszy 1x1 i wywierć trzy otwory 1/4" (jeden 1/2" od góry), a pozostałe dwa pasują do otworów 1/4" z tyłu pudełka

Odetnij kawałek 11" i 13" z planszy 1x1

Użyj wiertła i piły do przewijania, aby wyciąć szczeliny na przewód kamery i wywiercić otwory, jak pokazano na zdjęciach dołączonych do tego kroku. Użyj piły do przewijania i techniki wiercenia, aby wyciąć nacięcia w podstawie ramion. Przetestuj krzywe, aby upewnić się, że mogą działać jako oś obrotu.

Wytnij kawałek o długości 2,5 cala z planszy 1x2 na blok kamery

Narysuj wzór, jak widać na zdjęciach, aby zrobić miejsce na obrót bloku kamery i płaską przestrzeń do zamocowania kamery pi.

Użyj śrub z łbem stożkowym ściętym 1/4 -20, podkładek i nakrętek motylkowych, aby połączyć mały blok z tylną częścią pudełka Połącz krótkie (11") i długie (13") ramiona razem za pomocą śrub 1/4-20, podkładek i orzechy skrzydłowe. Przymocuj blok kamery do zakrzywionego wycięcia w górnej części krótkiego ramienia. Przymocuj konstrukcję ramienia do ostatniego otworu w krótkim bloku za pomocą śruby 1/4-20, podkładki i nakrętki sześciokątnej.

Krok 6: Przygotuj przyciski i Raspberry Pi

Odetnij odcinek kolorowego drutu, zdejmij jeden koniec, a następnie owiń ten koniec wokół metalowej zakładki zacisków COM i NC (normalnie zamkniętych). Użyj lutownicy, aby przylutować przewody do wyprowadzeń przełącznika. Powtórz z pozostałymi czterema przyciskami (używając odpowiedniego kolorowego drutu).

Odetnij kawałek czarnego drutu i przylutuj go do zacisków metalowego wyłącznika chwilowego.

Umieść Raspberry Pi w plastikowej obudowie

Dodaj kartę pamięci z zainstalowanymi NOOBs

Podłącz kabel canakit do rasberry pi (zrób dodatkowe dodatkowe dwa razy sprawdź, czy wskaźnik PIN 1 znajduje się w rogu Pi. Jeśli masz szary kabel, prawdopodobnie jest to czerwony pasek, w przypadku czarnych kabli biały pasek. To pin nie może znajdować się obok złącza telewizora. Obróć lub przekręć kabel, aż znajdzie się w prawo)

Krok 7: Przylutuj elektronikę do płyty prototypowej

Naciśnij stronę płytki zaciskowej kabla GPIO na płycie głównej gik, jak pokazano na zdjęciu dołączonym do tego kroku. Odwróć płytkę i ostrożnie przylutuj płytkę GPIO na miejsce, dodając trochę lutu na każdym z pinów.

Podłącz jeden przewód z każdego z przycisków arkadowych do tablicy Gik, aby przypiąć numery 2, 3, 4, 5, 6 w następującej kolejności.

Wymazywanie (przewód różowy/czerwony) pin 2 również oznaczony jako SDA)

Play (zielony przewód), pin 3 oznaczony również jako SCL

Cofnij (niebieski przewód) pin 4

Zrób zdjęcie (żółty przewód) pin 5

Zapisz (biały przewód) pin 6

Weź przewody z drugiej strony każdego z przycisków i podłącz je do ujemnej kolumny proto płytki gik (kolejność nie ma znaczenia, o ile są w kolumnie).

Podłącz jeden z przewodów od wyłącznika chwilowego (przewód czarny) rząd dla pinu 13 a drugi do kolumny ujemnej.

Podłącz przewody z mini wentylatora do sekcji 5V + i - płytki stykowej

Krok 8: Podłącz przełączniki i wentylator do pudełka

Przymocuj przyciski arkadowe do górnej części pudełka, odkręcając część przełącznika przycisków, odkręcając czarną plastikową nakrętkę, wciskając przycisk przez otwór, dokręcając nakrętkę i ponownie podłączając przełącznik. Zrób to dla wszystkich pięciu przycisków w kolejności od góry do dołu czerwonego, białego, zielonego niebieskiego i żółtego.

Jeśli chcesz, możesz opisać przyciski, używając kawałka papieru w górnej części plastikowego kawałka lub pisząc z boku przycisku.

Przymocuj wyłącznik do tylnej części pudełka w ten sam sposób, aby tłok był skierowany do tyłu pudełka.

Dopasuj mini wentylator nad otworem 3/4 po wewnętrznej stronie tylnej części pudełka. Zaznacz miejsca na otwory i wywierć otwory pilotujące we właściwym miejscu. Użyj 4-40 śrub i śrub, aby zamocować wentylator na skrzynka.

Krok 9: Podłącz kamerę do stacji

Wykonaj dwa otwory pilotażowe w skrzynce kamery na górze ramienia i przykręć plastikową obudowę za pomocą 4-40 śrub i nakrętek (pamiętaj, aby najpierw usunąć kawałek pianki)

Podłącz elastyczny kabel do Raspberry Pi. Przeciągnij kabel przez szczelinę w górnej części pudełka, przez szczeliny w ramieniu, a następnie przymocuj go do kamery. Umieść kamerę w obudowie i umieść ramię nad pudełkiem.

Krok 10: Podłącz Raspberry Pi i podłącz kable

Użyj podwójnej taśmy samoprzylepnej lub śrub, aby połączyć obudowę Raspberry Pi z podstawą pudełka. Przymocuj płytę prototypową i inne elementy do podstawy pudełka za pomocą śrub lub taśmy dwustronnie klejącej. Możesz dodać paski p do przewodów, aby wszystko było bardziej uporządkowane.

Podłącz kabel zasilający i kabel HDMI do Raspberry Pi

Podłącz mysz i klawiaturę do Raspberry Pi (jeśli używasz klawiatury Bluetooth, postępuj zgodnie z instrukcjami, aby się połączyć).

Podłącz Raspberry Pi do monitora za pomocą kabla HDMI.

Krok 11: Skonfiguruj Raspberry Pi i kamerę

Postępuj zgodnie z przewodnikiem szybkiego startu Canakit, aby uruchomić i uruchomić Rasperry Pi.

Po sprawdzeniu, czy oprogramowanie Raspberry Pi jest aktualne, otwórz terminal i wpisz:

aktualizacja sudo apt-get

sudo apt-get upgrade

Zainstaluj ffmpeg, omxplayer, python i pygame na swoim Raspberry Pi, wpisując te polecenia w terminalu

sudo apt-get zainstaluj ffmpeg

sudo apt-get zainstaluj omxplayer

sudo apt-get zainstaluj python

sudo apt-get zainstaluj python3-pygame

Włącz kamerę, wpisując w terminalu:

sudo raspi-config

Otworzy się nowe okno, użyj klawiszy kursora, aby przejść do opcji kamery i wybierz „włącz”. Po wyjściu poprosi o ponowne uruchomienie. Uruchom ponownie Raspberry Pi.

Krok 12: Pobierz oprogramowanie do animacji WICO

Przejdź do

Kliknij zielony przycisk, aby pobrać plik zip repozytorium do Raspberry Pi Otwórz plik zip i przeciągnij folder na pulpit Zmień nazwę folderu stop_motion

Aby zrobić film, otwórz terminal i przejdź do folderu poklatkowego, wpisując:

Cd ~/Pulpit/stop_motion

A potem wpisz

python3 src/run.py

Krok 13: Zrób swój pierwszy film

Gdy po raz pierwszy otworzysz program do animacji, zobaczysz ekran powitalny. Po naciśnięciu dowolnego przycisku (lub klawisza) zostaniesz przeniesiony do środowiska animacji.

Aby stworzyć film, możesz sterować stacją za pomocą następujących poleceń:

Zrób zdjęcie - żółty przycisk "aparat" lub wprowadź klucz

Usuń ramkę - niebieski przycisk „cofnij” lub klawisz Backspace

Odtwórz swój film - zielony przycisk „odtwórz” lub spacja

Usuń swój film na zawsze - różowy przycisk "kosza na śmieci" lub klawisz usuwania

Zapisz film - biały przycisk lub klawisz „s”

Po naciśnięciu przycisku zobaczysz swoją animację w pętli i miejsce jej zapisania na raspberry pi. Możesz również nagrać wideo swojego dzieła.

Po naciśnięciu przycisku zapisu nie będziesz mógł wrócić do edycji filmu. Gdy będziesz gotowy do rozpoczęcia nowej animacji, naciśnij dowolny klawisz lub przycisk, a powrócisz do ekranu powitalnego.

Gdy chcesz wyjść z programu, możesz użyć przełącznika Escape ukrytego w prawym tylnym rogu pudełka lub nacisnąć klawisz ecsape. W jednej sesji możesz tworzyć, zapisywać i usuwać dowolną liczbę filmów. Kiedy skończysz, naciśnij przycisk Escape (chwilowy przełącznik), aby wyjść z programu animacyjnego i wrócić do pulpitu raspberry pi.

Krok 14: Odtwarzanie, zapisywanie, usuwanie filmów

Odtwarzanie zapisanego filmu

Uwaga: przetworzenie filmów zajmuje trochę czasu, więc może być konieczne poczekanie do końca sesji lub dnia, aby odtworzyć filmy z rasberry pi

Otwórz folder stop_motion na pulpicie, a następnie otwórz plik oznaczony filmami, aby znaleźć swój film Otwórz okno terminala i wpisz

cd Pulpit/stop_motion/filmy

Naciśnij Enter, a następnie wpisz omxplayer [nazwa pliku Twojego filmu]

(Na przykład) omxplayer 00_08_34.mp4

Naciśnij enter, aby odtworzyć film

Gdyby nie grało! Nie martw się, po prostu daj mu więcej czasu na przetworzenie filmu i spróbuj ponownie później.

Prześlij swoje filmy

Pomocne może być zapisanie filmów na dysku Google, aby można było je przeglądać i przetwarzać na innym komputerze. Aby to zrobić, otwórz przeglądarkę internetową, przejdź do swojego dysku Google, utwórz nowy folder dla swoich animacji i po prostu przeciągnij i upuść filmy z folderu filmów na Raspberry Pi do nowego folderu dysku Google. Po przesłaniu i przetworzeniu możesz kliknąć, aby zagrać online!

Usuń filmy

Obliczyliśmy, że powinieneś być w stanie zmieścić około 32 000 filmów na karcie SD Pi, chociaż w przypadku, gdy prowadzisz wystawę w szkole, bibliotece lub muzeum. Jeśli jednak chcesz usunąć filmy po przesłaniu do Google (lub innej pamięci online), możesz postępować zgodnie z tymi instrukcjami.

Otwórz folder stop_motion na pulpicie, a następnie otwórz plik oznaczony filmami Wybierz wszystkie filmy i przeciągnij je do kosza. Opróżnij kosz na śmieci.

Wyłącz Pi

Raspberry Pi jest trochę kruche, więc upewnij się, że bezpiecznie go wyłączyłeś, gdy skończysz. Aby zrobić to dobrze, kliknij ikonę maliny w lewym górnym rogu pulpitu i ponownie wybierz Zamknij z menu opcji zamykania

Krok 15: Animacja poklatkowa w klasie lub muzeum

Materiały Szukając materiałów, nie martw się! Nie potrzebujesz wiele, aby zrobić film poklatkowy - możesz zacząć od samego początku. Ale oto kilka materiałów, które dobrze nadają się do tego ćwiczenia i prowadzą do bardziej szczegółowych produktów: Kolorowe kształty Karton + ćwieki (gotowe lub uczniowie mogą tworzyć własne) Tekst + dymki myśli, opisy scen (laminowane kształty i paski), używaj suchościeralnych pisaków

Podobnie jak w przypadku wielu projektów, ograniczenie dostępnych materiałów często prowadzi do bardziej przemyślanych kreacji. Jeśli jednak uczniowie chcieliby poznać inne materiały, pozwól im odejść! Możesz nawet mieć z boku stanowisko, na którym uczniowie mogą tworzyć własne rekwizyty, postacie i scenerie.

Ustawiać

Uporządkuj materiały wokół stacji, aby uzyskać łatwy dostęp i widoczność, i rozważ umieszczenie wokół stacji wspólnych wskazówek dotyczących ruchu poklatkowego, takich jak „Uważaj na swoje ręce!”. Jak wspomniano powyżej, możesz również mieć w pobliżu oddzielną stację do tworzenia rekwizytów.

Całe stanowisko zmieści się na jednym stole, wokół którego znajdują się rekwizyty. Najlepiej mieć 2 krzesła z przodu, aby jedna osoba mogła kręcić film, a druga oglądać proces, lub jedna osoba reżyserować, podczas gdy inne zdjęcia.

Monity

Istnieją różne poziomy instrukcji, które możemy udzielić w przypadku animacji poklatkowej, od umożliwienia uczniom tworzenia filmów (po podaniu podstawowego tła i instrukcji) po rozpoczęcie od podpowiedzi typu „zrób film, w którym…..”.

Jeśli chcesz skupić się na umiejętnościach pracy w grupie, uczniowie mogą tworzyć wspólne filmy. Może to wyglądać tak: burza mózgów na fabule i na zmianę przenoszenie rekwizytów / robienie zdjęć, każda osoba ma przydzieloną określoną liczbę zdjęć, lub każdej osobie przydzielone są 2 minuty na stacji, aby stworzyć swoją scenę w większym filmie.

Krok 16: Idź dalej

Po pobraniu filmów na dyski Google możesz je dalej rozszerzać, korzystając z wybranego oprogramowania do edycji wideo, takiego jak finalne cięcie lub Adobe Premiere. Uczniowie mogą skorzystać z tych narzędzi, aby zapewnić stacji animacji wyższy pułap i dłuższe zaangażowanie. Niektóre wstępne pomysły na dalsze kierunki mogą obejmować łączenie filmów, komponowanie ścieżek dźwiękowych lub pisanie napisów (i dodawanie ich w postprodukcji).

Zrobiliśmy krótki zin z pomysłami, jak podłączyć stację animacji do Next Generation Science Standards (NGSS), która jest tutaj również dołączona!

Skontaktuj się z nami na naszej stronie internetowej (https://wonderfulidea.co/contact) z pytaniami lub udostępnij swoją wersję maszyny. Jesteśmy podekscytowani, widząc różne kierunki, w których ta wystawa majsterkowania idzie, gdy ludzie budują, remiksują i dzielą się pomysłem!

--- Prototypowanie czasu i prac badawczo-rozwojowych z uczniami Lodestar Charter School dla stacji poklatkowej Raspberry Pi było możliwe dzięki hojnemu wsparciu grantu Cognizant „Making the Future”.