Raspberry Pi Batinator: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Batinator là một Raspberry Pi di động sử dụng mô-đun camera PinoIR (Không có Bộ lọc Hồng ngoại) để quay video trong bóng tối với tốc độ 90 khung hình / giây, độ phân giải 640x480. Nó có đèn chiếu sáng hồng ngoại 48 LED ở phía trên và năng lượng được cung cấp bởi pin máy khoan 12v có thể sạc lại được tái mục đích. Gần đây tôi đã bị mê hoặc bởi những con dơi ghé thăm khu vườn của chúng tôi vào một buổi tối và xây dựng nó để thử bắt những người đẹp nhỏ trên phim.

Hóa ra Batinator cũng tiện dụng để ghi lại các tia chớp, có lẽ tôi nên gọi nó là Storminator: Video Youtube tại:

Trong trường hợp bạn không thể xem video được nhúng, video đó có trên YouTube tại: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw và các video khác tại

Mã Python (rất đơn giản) có trên GitHub tại

Bước 1: Phát hiện dơi

Chúng tôi chỉ mới chuyển đến ngôi nhà này vào tháng 8 năm ngoái nên thực sự rất phấn khích khi lần đầu tiên tôi nhận thấy những con dơi trong vườn cách đây vài tuần. Chúng chủ yếu xuất hiện vào lúc hoàng hôn, khi chúng chui ra khỏi chuồng trong rừng để kiếm mồi và các loài côn trùng khác. Có vẻ như có rất nhiều loại hái phong phú trong vườn của chúng tôi và bạn thường không phải xem quá lâu để nhìn thấy chúng, thường bay theo vòng tròn lơ lửng trên bất cứ thứ gì chúng có thể tìm thấy. đó là một chút thú vị của hàn và hoạt động thực sự tốt. Sau đó, tôi tự hỏi liệu có thể quay phim chúng để xem kỹ hơn và hy vọng thậm chí xác định được loài dơi nào đang ghé thăm hay không! Tôi đã có một Raspberry Pi 2 dự phòng và được tặng một mô-đun máy ảnh Pi NoIR (noir = không có bộ lọc hồng ngoại) vào sinh nhật của tôi năm ngoái nên tôi nghĩ rằng tôi sẽ tận dụng nó và xem điều gì đã xảy ra.

Bước 2: Mã

Tôi bắt đầu bằng cách thiết lập máy ảnh trên Pi, làm theo hướng dẫn và một ví dụ về máy ảnh từ Tạp chí MagPi, sau đó truy cập internet để tìm các ví dụ khác mà tôi có thể điều chỉnh để quay video.

Tôi đã tìm thấy mã hoàn hảo trên trang web Average Man Vs Raspberry Pi, được ghi chép đầy đủ và thực sự dễ theo dõi. Tôi đã thực hiện một số thay đổi để phù hợp với nhu cầu của mình, cụ thể là chia video đã quay thành các phần 5 phút - mỗi phần 5 phút mất 15 phút để xem lại do tốc độ khung hình!

Tất cả mã tôi đã sử dụng đều có sẵn trên GitHub - nó rất đơn giản!

Bước 3: Ánh sáng đầu tiên

Ban đầu, tôi hy vọng có thể sử dụng một số đèn LED hồng ngoại gắn trên Pi để chiếu sáng cho những con dơi, vì vậy tôi bắt đầu săn lùng xung quanh xưởng để xem mình có thể tìm thấy gì. Tôi tình cờ gặp một camera an ninh bị hỏng và ngay sau đó đã tách nó ra, cắt các đèn LED khỏi bảng mạch để để lại càng nhiều "chân" càng tốt. Sau đó, tôi hàn chúng vào một bảng perma-proto, kết nối chúng với Pi và cho nó thử nghiệm.

Nhìn qua camera trên điện thoại của tôi, chúng chắc chắn đang hoạt động, vì vậy tối hôm đó tôi đã triển khai Pi trong vườn, cắm vào ổ cắm điện trong nhà kho và nép mình trong một chậu cây tiện lợi. Sau khi hết 40 phút, tôi hào hứng sao chép đoạn phim vào máy tính xách tay của mình để xem và - không có gì, không phải xúc xích!

Rõ ràng là độ chiếu sáng của bốn đèn LED được trục vớt gần như không đủ mạnh, vì những con dơi có lẽ cách xa Pi ít nhất một mét. Tắt tôi đã lên google để tìm kiếm các giải pháp!

Bước 4: Thêm sức mạnh

Tôi đã tìm thấy một bài báo tuyệt vời về raspberrypi-spy so sánh các tùy chọn khác nhau cho hệ thống chiếu sáng IR và quyết định mua Đèn chiếu sáng hồng ngoại - về cơ bản là một đèn chiếu nhỏ được trang bị đèn LED hồng ngoại. Chiếc tôi đã mua trên ebay có 48 đèn LED và được cung cấp năng lượng bởi 12 volt DC - nó thực sự là chiếc rẻ nhất được bán tại Anh với giá khoảng 5 bảng Anh và đến tay vài ngày sau đó.

Điều này giống hơn nhiều! Tôi đã cắm nó cùng với Pi trong xưởng tối và chạy một vài video thử nghiệm, rút ngắn thời gian ghi trong tập lệnh Batinator.py nhưng vẫn để nó ở chế độ quay 90 khung hình / giây.

Xem lại các video thử nghiệm là một trường hợp tin tốt / tin xấu - độ chiếu sáng tuyệt vời, thực sự tốt trong vài mét. Nhược điểm là video liên tục bị chập chờn, đến mức không thể xem được. Tôi có cảm giác rằng tôi biết nguyên nhân của điều này là gì, nguồn điện của đèn chiếu sáng mới. Lý thuyết của tôi là hiện tượng nhấp nháy phản ánh dao động 50hz của nguồn điện lưới, vì vậy tôi đã thiết lập một kịch bản thử nghiệm để ghi lại 10 giây video ở 90, 85, 80, 70, 60, 50 và 40 khung hình mỗi giây. So sánh các video đủ chắc chắn rằng tất cả chúng đều có hiệu ứng nhấp nháy ngoài video 50 khung hình / giây. Điều này hơi thất vọng vì tôi thực sự muốn đẩy tốc độ khung hình lên giới hạn của nó.

Tôi quay lại bài viết thông số kỹ thuật máy ảnh để tìm cảm hứng và thấy rằng nếu tốc độ khung hình giảm xuống 49fps thì độ phân giải chụp có thể tăng từ 640x480 lên 1296 × 730 - một sự thỏa hiệp!

Bước 5: Kiểm tra thêm

Tối hôm sau, tôi quay lại máy ảnh, quay trở lại chậu cây của nó ở bên cạnh nhà kho và chỉ tay qua khu vườn.

Ngay sau khi tôi lui vào trong nhà, tôi có thể nhìn thấy một con dơi đang quay xung quanh, vì vậy tôi hy vọng rằng lần này tôi sẽ chụp được thứ gì đó tốt. 45 phút sau, tôi bắt đầu xem lại đoạn phim và mặc dù tôi đã bắt gặp một hoặc hai lỗi gần máy quay, con dơi đang di chuyển vẫn chưa được chiếu sáng.

Tôi có thể nhìn thấy nó trên phim ở dạng bóng khi nó lăn qua tường theo những vòng tròn hoàn hảo nhưng rõ ràng là nó vẫn còn quá xa so với ánh sáng IR.

Tối hôm sau, tôi quyết định bắt đầu trò chơi của mình, vì vậy thay vì đặt máy ảnh gần nguồn điện của nó trong chuồng, tôi đã chạy một dây dẫn mở rộng ra máy cho chim ăn, gần như ở giữa vườn và gần hơn nhiều so với nơi tôi thường thấy. những con dơi. Tôi cũng triển khai một vũ khí bí mật - chiếc tất có mùi! Tôi đã thấy trên Springwatch một vài tuần trước đó rằng Martin Hughes-Games đã thu hút bướm đêm bằng cách treo những chiếc tất ngâm trong hỗn hợp bia, rượu và đường nâu - nó được gọi là "Sugaring". Tôi đã nghĩ rằng nếu tôi có thể thu hút bướm đêm gần máy ảnh thì điều này sẽ thu hút những con dơi. Không công bằng lắm đối với những con bướm đêm nhưng bạn biết đấy, tôi sẽ không cám dỗ chúng mỗi đêm với hàng dệt kim boozy của tôi. Tôi đã không thành công vào những đêm tiếp theo (quá lạnh và ẩm ướt) nhưng vẫn dự trữ sẵn một lượng bia (tất nhiên là dành cho bướm đêm) để đề phòng.

Bước 6: Sức mạnh Bat-tery

Khó khăn trong việc "triển khai batinator" của một buổi tối là nó liên quan đến việc chạy dây dẫn mở rộng từ nhà kho, cắm Pi và đèn chiếu sáng và sau đó cố gắng điều chỉnh chúng về nơi có thể có dơi - điều này sẽ mất 10-15 phút và là một rắc rối để bỏ đi vào đêm muộn. Tôi quyết định rằng tôi muốn chạy bằng pin, để bắt đầu chụp ảnh sẽ đơn giản như mở nó ra và nhấn nút "bắt đầu".

Lần đầu tiên tôi nghĩ đến việc sử dụng pin 12v cho đèn chiếu sáng và một bộ nguồn 5v riêng biệt cho Pi, nhưng điều này cảm thấy giống như một giải pháp vụng về, vì vậy tôi quyết định sử dụng một pin 12v duy nhất để cung cấp năng lượng cho cả hai. Tôi đã tìm hiểu nguồn điện 12v cho một dự án khác, vì vậy tôi quyết định xây dựng một nguồn cung cấp 12v / 5v di động đủ mô-đun để được sử dụng cho cả hai mục đích.

Tôi bắt đầu với một chiếc máy khoan không dây 12v cũ (một cái rất rẻ!) - Tôi cưa sắt qua tay cầm ngay bên dưới cò súng, để lại một bề mặt phẳng để cố định hộp dự án trên đầu bằng dây cáp. cáp 12v có thể nhìn thấy rõ ràng bên trong tay cầm được cắt nhỏ, vì vậy tôi chỉ cần thêm một khối kết nối để đơn giản hóa mọi thứ.

Bên trong hộp dự án, tôi đi dây một phích cắm DC kết nối với đầu vào 12v của đèn chiếu sáng và kết nối song song với ổ cắm điện 12v tiêu chuẩn trên ô tô, khoan lỗ để chúng chọc qua ở phía sau. Điều này sẽ cho phép tôi cắm bộ chuyển đổi USB để chuyển đổi nguồn 12v từ pin máy khoan sang đầu ra 5v 2.1a và 1a usb. Sau đó, tôi đã thêm một công tắc nguồn chính vào hộp và trước khi cắm vào chiếc Pi quý giá đã thử nghiệm đầu ra USB bằng Adafruit USB Charger Doctor, tất cả đều ổn!

Bước 7: Kìa Batinator

Với nguồn điện được sắp xếp, tôi chỉ cần lắp Pi và đèn chiếu sáng vào đế để làm cho nó đẹp và di động.

Đèn chiếu sáng đi kèm với một giá đỡ xoay tiện dụng để dễ dàng bắt vít vào nắp hộp Pi và tôi dán nhẹ mô-đun máy ảnh lên trên để chúng luôn được căn chỉnh đúng cách. Tôi cần sử dụng cáp ruy-băng máy ảnh dài hơn để đảm bảo rằng nó không bị kéo căng quá mức.

Tôi biết mình muốn sử dụng đế 12v / 5v với các dự án khác nên tôi cần làm cho vỏ Pi có thể tháo rời - Lego hóa ra là một giải pháp bán vĩnh viễn tiện lợi và hoàn hảo! Tôi dán nóng một đế Lego phẳng vào đầu hộp điện và một đế khác vào đế hộp Pi, lắp hai chiếc vào nhau một cách chắc chắn.

Với tất cả các chi tiết được cắt trên thành phẩm thực sự khiến tôi nhớ đến "-inators" được tạo ra bởi nhà khoa học xấu xa tài ba Heinz Doofenshmirtz trong phim hoạt hình Phineas & Ferb, và vì vậy Batinator đã được đặt tên! Rút kinh nghiệm từ số phận của các-nhà cung cấp khác, tôi quyết định bỏ qua một nút "Tự hủy" nổi bật.

Một lợi ích ngoài kế hoạch của việc sử dụng pin 12v là hiện tượng chập chờn 50hz từ nguồn điện chính đã được loại bỏ, vì vậy tôi có thể quay lại video ở 90 khung hình / giây đầy đủ. Bây giờ nó chỉ là một trường hợp chờ đợi cho thời tiết tốt hơn!

Bước 8: Kết thúc & Đoạn Phim

Thông thường, thời tiết xấu đi ngay sau khi Batinator sẵn sàng, và chỉ vào vài buổi tối ấm áp cuối cùng, tôi mới có thể kiểm tra nó đúng cách. Bạn có thể xem các cảnh đầu tiên trong video YouTube - mặc dù có thể có một hoặc hai con bướm đêm! Việc ghi hình trong bóng tối rất khó để có được ý tưởng về tỷ lệ, vì vậy đôi khi rất khó để biết liệu một cái gì đó là nhỏ hay chỉ ở xa. Một con dơi khá đặc biệt!

Tôi đã thử sử dụng các độ phân giải chụp khác nhau nhưng 90fps 640x480 là yêu thích của tôi - mọi thứ nhanh hơn và mọi thứ chỉ trở thành một vệt mờ trên màn hình, mặc dù là độ mờ 720p! Đèn chiếu sáng hồng ngoại có hiệu quả trong phạm vi khoảng 2-3 mét, do đó, để làm việc với điều đó và độ phân giải VGA, kế hoạch là thử nghiệm đặt máy ảnh ở các vị trí khác nhau để càng gần nơi dơi bay qua càng tốt. Hay cú, UFO, tia chớp, tôi không kén chọn. Tôi hy vọng sẽ đưa nó đi xa hơn trong những tuần tới, có thể xuống rừng hoặc đi dạo với dơi tại khu bảo tồn thiên nhiên địa phương.

Cập nhật ngày 2016-07-20: Đã ghi lại một số đoạn phim chớp nhoáng trên Batinator!

Cập nhật 2016-07-24: Thêm một vài con dơi và một số con bướm đêm!

Pin máy khoan được chuyển đổi hoạt động thực sự tốt, tôi cố gắng sạc đầy nó trước khi "đặt gậy ra ngoài" trong một buổi tối, nhưng mọi thứ chạy khá vui vẻ trong hơn hai giờ. Tôi đã không để pin cạn kiệt ngay khi kết nối với Pi vì tôi tưởng tượng rằng điều này không tốt cho nó.

Tôi đã sử dụng VLC để xem lại các tệp.mp4 đã chụp và thấy đây là một lựa chọn ổn định trên cả máy tính xách tay và thiết bị di động. Chỉnh sửa video rất đơn giản trong Windows Movie Maker, tôi hiện có thói quen xem lại các tệp trong VLC khi tua đi nhanh, ghi lại thời gian của bất kỳ "vết phồng" nào trên màn hình để việc cắt tỉa dễ dàng hơn sau này.

Batinator rất thú vị khi xây dựng và nó thậm chí còn thú vị hơn khi sử dụng, tôi chỉ thích độ tin cậy đơn giản và vẻ ngoài đẹp đẽ kỳ quặc của nó. Đây cũng là dự án Pi di động đầu tiên mà tôi đã thử, mở ra vô số khả năng mới. Tôi sẽ liên kết nhiều video hơn với hướng dẫn này khi chúng (bắt chéo ngón tay). Bây giờ xin lỗi khi tôi ngắm bầu trời…