Hộp tua nhanh thời gian: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Hướng dẫn này sẽ chỉ ra cách thiết lập Raspberry Pi để quay thời gian!

Thiết lập được làm bằng một hộp chứa nguồn sáng và một máy ảnh (PiCamera) được điều khiển bởi Raspberry Pi để chụp ảnh và tải chúng lên Google Drive.

Tôi áp dụng hộp đèn của mình để rút ngắn thời gian phát triển của các khuẩn lạc vi khuẩn trên bề mặt của đĩa Petri. Tuy nhiên, thiết lập này có thể dễ dàng điều chỉnh theo timelapse hoặc theo dõi trực quan bất cứ thứ gì bạn muốn!

Tôi sẽ hướng dẫn bạn qua tất cả các bước tôi đã làm theo để hệ thống của tôi hoạt động:

Bước 1: Bạn sẽ chuẩn bị tài khoản Google của mình để Raspberry Pi của bạn có thể tự động gửi ảnh lên Google Drive

Bước 2: Bạn sẽ thiết lập Raspberry Pi của mình để kiểm soát nguồn sáng và máy ảnh để nó có thể truy cập GoogleDrive của bạn

Bước 3: Bạn sẽ chế tạo hộp và lắp Picamera

Bước 4: Bạn sẽ đấu dây GPIO của Raspberry Pi và nguồn sáng thông qua một rơ le

Bước 5: Bắt đầu chụp!

Lưu ý rằng thứ tự của các phần của hướng dẫn này không quan trọng. Bạn có thể làm theo chúng theo bất kỳ thứ tự nào bạn muốn!

Hãy nhận STAAAAAARTED

Quân nhu

1) 1 Raspberry Pi (Đây là phiên bản Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (Đây là Mô-đun V2) + 1 thẻSD (từ 8 đến 32Gb)

2) 2 Nguồn điện 5V, bàn phím, chuột, màn hình và WIFI để làm việc với Raspberry Pi của bạn

3) Một rơ le 5V và một chùm dây dẫn điện.

3) Nguồn sáng (Ở đây tôi sử dụng miếng đệm ánh sáng Gaomon GB4 để thắp sáng các đĩa Petri từ bên dưới!)

4) Một hộp lớn (hoặc ván gỗ để xây dựng nó)

7) Dụng cụ thông thường (plyers, tua vít, băng keo, mỏ hàn, máy khoan) + 3 vít có ren một phần (đường kính 2,2 đến 2,5mm)

Bước 1: Thiết lập Tài khoản Google của bạn

Giới thiệu bước này

Chúng tôi lưu ảnh được chụp bởi Raspberry Pi trên Google Drive. Ngoài việc tránh lấp đầy bộ nhớ của Pi, điều này sẽ cho phép bạn kiểm tra thời gian trôi đi của mình từ mọi nơi trên thế giới!

Google đã phát hành một gói Python có tên là PyDrive cho phép bạn tải lên và tải xuống các tệp bằng… Python!

Google cung cấp nhiều tài liệu để hiểu cách xử lý PyDrive. Tôi cũng thấy hướng dẫn của Annis rất hữu ích. Tuy nhiên, nếu bạn là một nhà sinh vật học như tôi, tất cả các biệt ngữ lập trình này (API, phạm vi, luồng, mã thông báo…) có thể hơi quá sức. Vì vậy, đây là câu chuyện theo như tôi hiểu:

Bạn tạo một dự án trên tài khoản Google của mình và bật tùy chọn lập trình viên cho dự án này. Google sẽ cung cấp cho bạn tên và mật mã mà tập lệnh python của bạn sử dụng để kết nối với tài khoản Google của bạn. Khi kết nối lần đầu tiên, Python sử dụng "luồng" ủy quyền nơi nó cho Google biết dịch vụ nào nó muốn truy cập (Danh sách các dịch vụ mà Python muốn truy cập được gọi là "phạm vi"). Khi Google nhận được yêu cầu luồng từ python, nó sẽ yêu cầu bạn ủy quyền. Sau khi bạn chấp nhận theo cách thủ công, Python sẽ nhận được thông tin đăng nhập và mã thông báo để kết nối với Google mà không cần bạn cho phép trong tương lai.

1) Đi tới Google Cloud Plateform và nhấp vào Chọn dự án trên dải băng màu xanh lam. Nhấp vào Dự án mới ở trên cùng bên phải của cửa sổ bật lên. Đặt tên cho dự án của bạn và nhấp vào Tạo. Điều này sẽ đưa bạn trở lại trang chào mừng. Một lần nữa, nhấp vào Chọn dự án trên dải băng màu xanh lam. Bây giờ hãy nhấp vào dự án mới mà bạn vừa tạo.

2) Nhấp vào menu Burger ở trên cùng bên trái màn hình của bạn. Ở cột bên trái của màn hình, chọn API & Dịch vụ >> Trang tổng quan. Sau đó, ngay dưới ruy-băng màu xanh lam, chọn + BẬT APIS và DỊCH VỤ. Tiếp theo, tìm kiếm Drive trên thanh tìm kiếm và chọn Google Drive. Sau đó bấm vào nút Bật.

3) Quay lại menu Burger >> API & Dịch vụ và lần này chọn Thông tin đăng nhập. Trên trang tiếp theo, chuyển đến Màn hình đồng ý OAuth và đặt tên cho ứng dụng của bạn và Lưu. Bây giờ hãy nhấp vào nút 'Tạo thông tin đăng nhập' màu xanh lam để chọn tùy chọn ID ứng dụng khách OAuth. Bây giờ đánh dấu vào tùy chọn Khác và Tạo.

4) Bây giờ bạn sẽ có thể tải xuống tệp có tên client_secret.json. Tệp này lưu trữ thông tin đăng nhập và mã thông báo của bạn. Nó sẽ được sử dụng bởi tập lệnh python trên Raspberry Pi của bạn để tương tác với tài khoản Google của bạn. Bây giờ, hãy lưu nó trên một flashdrive dưới dạng 'credentials.json', bạn sẽ chuyển nó sang Raspberry Pi của mình sau khi thiết lập.

Bước 2: Đặt Raspberry Pi

Giới thiệu bước này:

Tại đây, bạn sẽ cài đặt các gói và tập lệnh python để Raspberry Pi của bạn hoạt động. Tập lệnh python lapser.py là bộ não điều khiển thiết bị tua nhanh thời gian của chúng ta. Nó có ba chức năng chính:

1) Nó giao dịch với Google Drive. Như đã giải thích ở phần 1, nếu bạn muốn biết thêm về phần này, hãy tra cứu tại đây, tại đây và tại đây). 2) Khởi động GPIO để bật nguồn sáng. 3) Nó kích hoạt PiCamera để chụp ảnh.

Nếu bạn muốn hiểu cách thức hoạt động của script, tôi đã nhận xét rất kỹ từng bước và bao gồm các liên kết đến các hướng dẫn trực tuyến mà tôi đã sử dụng để viết nó.

Được rồi, hãy bắt đầu:

1) Chuẩn bị thẻ SD của bạn

Định dạng thẻ SD của bạn để định dạng FAT. Tải xuống NOOBS từ trang web Raspberry Pi. Sao chép và dán tất cả các tệp từ thư mục mới tải xuống thẳng vào thẻ SD của bạn. Nếu gặp khó khăn, có thể xem hướng dẫn chi tiết tại đây.

2) Khởi động Raspberry Pi của bạn

Chỉ cần lắp thẻ SD vào lần lượt Pi của bạn, bật thẻ và làm theo hướng dẫn khởi động.

3) Đảm bảo rằng Raspberry Pi của bạn được đặt đúng thời gian:

> trong cửa sổ lệnh nhập lệnh sau:

sudo date -s "Thứ Hai, ngày 30 tháng 8, 15:27:30 UTC năm 2019"

4) Đảm bảo rằng bạn đang sử dụng python 3

> trong cửa sổ lệnh nhập lệnh sau:

python -version

> nếu phiên bản python không phải là 3, hãy chỉnh sửa tệp.bashrc bằng cách nhập lệnh sau:

sudo nano ~ /.bashrc

Cuộn xuống cuối tài liệu và thêm dòng sau vào cuối tệp:

bí danh python = ‘usr / bin / python3.5’

lưu và khởi động lại

5) Cài đặt các gói cần thiết:

> trong cửa sổ lệnh nhập các lệnh sau:

pip cài đặt pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip cài đặt google-auth-oauthlib

python -m pip cài đặt -U matplotlib

python -m pip cài đặt -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Bật PiCamera:

> gõ vào Terminal: sudo raspi-config

> Nhấp vào 5 Interfacing Option rồi trên P1 Camera sau đó kích hoạt giao diện camera và khởi động lại

7) Lưu tập lệnh Python lapser.py và tệp tin credentials.json trên Raspberry Pi của bạn:

Tải xuống tập lệnh python lapser.py được cung cấp trong Guiductable.lapser.py này là tập lệnh sẽ được thực thi để quay thời gian trôi đi. Tôi đã kết hợp nó lại với nhau bằng cách sao chép một số đoạn mã được tìm thấy trực tuyến (tôi cung cấp địa chỉ của các trang web được sử dụng trong tập lệnh). credentials.json là tệp mà bạn có trong bước cuối cùng của Phần 1, lưu nó bằng lapser.py trong thư mục Documents của Raspberry Pi của bạn.

8) Thiết lập quy trình xác thực với Google Drive của bạn:

lapser.py chứa tất cả các hướng dẫn để thiết lập luồng xác thực đầu tiên với Tài khoản Google của bạn bằng ứng dụng mà bạn đã tạo trong Phần 1. Nó truyền thông tin đăng nhập được lưu trữ trong credentials.json tới Google và mở trình duyệt web của bạn để bạn có thể ghi nhật ký theo cách thủ công vào Tài khoản Google của bạn và cấp quyền cho ứng dụng của bạn để truy cập vào Google Drive của bạn. Sau khi hoàn tất việc này, Google sẽ cung cấp cho chúng tôi Mã thông báo mà Lapser.py lưu trong Tài liệu của bạn dưới dạng tệp có tên token.pickles sẽ được sử dụng để thiết lập kết nối mà không cần bạn nhập liệu trong tương lai.

Thực thi lapser.py, nhập vào Terminal:

> Tài liệu cd

và sau đó:

> python lapser.py

Đăng nhập vào Tài khoản Google của bạn và cho phép ứng dụng của bạn truy cập vào Google Drive.

Sau bước này, hãy kiểm tra xem Raspberry Pi của bạn có đang chụp ảnh và lưu chúng vào Drive của bạn hay không.

9) Đảm bảo rằng Raspberry Pi của bạn thực thi lapser.py khi khởi động mà không cần bất kỳ đầu vào nào của người dùng:

Để cho phép Raspberry Pi của bạn chạy lapser.py khi khởi động, chúng tôi yêu cầu nó mở terminal khi khởi động và chạy lapser.py khi terminal mở ra:

Để yêu cầu Pi mở thiết bị đầu cuối khi khởi động, chúng tôi sửa đổi tệp tự khởi động. Nhập vào cửa sổ lệnh:

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

Sau đó, gõ @lxterminal ngay phía trên dòng '@xscreensaver'. Lưu và đóng bằng cách gõ ctrl + x rồi đến y rồi enter.

Để chạy lapser.py khi thiết bị đầu cuối mở ra, chúng tôi chỉnh sửa tệp.bashrc. Nhập vào cửa sổ lệnh:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Cuộn xuống cuối tệp và nhập:

echo Chạy khi khởi động

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

Lưu và đóng bằng cách gõ: ctrl + x rồi đến y rồi enter.

10) Di chuyển một số gói xung quanh:

Bây giờ lapser.py sẽ chạy khi khởi động. Tuy nhiên, các gói nó cần hiện đã được lưu ở một nơi mà nó không thể truy cập (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Do đó, chúng tôi cần di chuyển các gói đó đến vị trí mà nó có thể truy cập (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Để di chuyển các gói đó, hãy nhập lệnh sau vào thiết bị đầu cuối Raspberry Pi của bạn:

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

Bạn có thể kiểm tra xem các gói đó đã được di chuyển hay chưa bằng cách chuyển đến vị trí đó bằng trình quản lý tệp. Bạn sẽ cần phải nhấp chuột phải và chọn Show Hidden để làm cho.local xuất hiện trong trình quản lý tệp.

Đây là phần cuối của phần này! Các phần tiếp theo sẽ xảo quyệt hơn một chút: chúng tôi sẽ xây dựng hộp và kết nối Raspberry Pi để bắt đầu quay các dòng thời gian của chúng tôi!

Bước 3: Xây dựng hộp

Giới thiệu bước này:

Thời gian trôi đi tốt nhất được quay trong môi trường ánh sáng liên tục, nơi không có gì di chuyển ngoài thứ bạn đang quay. Bạn có thể sử dụng bất kỳ không gian nào mà ánh sáng không thay đổi quá nhiều như hộp đựng thẻ lớn, tủ, phòng chứa đồ miễn là quá trình thiết lập của bạn không bị xáo trộn trong suốt quá trình ghi.

Máy cắt laser sẽ cho phép bạn tạo ra một chiếc hộp gọn gàng với kích thước hoàn hảo cho việc thiết lập của bạn. Tuy nhiên, bạn không cần một thứ gì đó quá cầu kỳ để quay được những khoảnh khắc thời gian trôi đi tuyệt vời. Bạn cũng có thể sử dụng bất kỳ không gian nào mà ánh sáng không thay đổi quá nhiều như hộp đựng thẻ lớn, tủ, kho…

1) Thiết kế hộp của bạn.

Tôi đã sử dụng máy cắt laser (Trotec Speedy 360) để chế tạo một chiếc hộp (bằng gỗ MDF 6mm) không chỉ có kích thước phù hợp mà còn có thiết kế tuyệt vời f * cking.

Hãy nhớ rằng hộp của bạn cần phải đủ cao để máy ảnh có thể chụp toàn bộ cảnh của bạn. Sử dụng khung nhìn ngang và dọc của picamera để ước tính độ cao của máy ảnh để chụp những gì bạn đang quay.

Tôi đã sử dụng Make a Box với các kích thước sau (Chiều rộng: 303mm, Chiều dài: 453mm, Chiều sâu (= Chiều cao): 350mm, Chiều rộng tấm ván: 6mm) để lấy bản thiết kế. Tôi đã thêm một vài lỗ cho Picamera và dây điện, đồng thời cũng khắc một số hình vẽ tam giác thú vị được tìm thấy trên Freepik.

2) Lắp ráp hộp của bạn

3) Gắn Picamera

Có một máy ảnh ổn định không di chuyển trong suốt quá trình chụp của bạn là điều rất quan trọng để có được khoảng thời gian trôi đi đẹp mắt. Sau khi thử băng keo, hộp đựng PiCamera in 3D và những thứ khác, tôi đã nghĩ ra một mẹo hay để vừa đặt hướng của máy ảnh vừa giữ cố định chắc chắn trên đầu hộp. Tôi sử dụng 3 vít chỉ được ren ở đầu của chúng. Phần chưa đọc là phần đi qua chiều sâu của gỗ trong khi đầu ren đi trong lỗ picamera. Khi xoay vít, đầu ren sẽ di chuyển góc PiCamera đến gần hoặc ra khỏi bề mặt của hộp. Điều này cho phép bạn đặt chính xác và chắc chắn góc máy ảnh để chụp cảnh của bạn.

Xin lưu ý rằng đây là phần xảo quyệt nhất của Sách hướng dẫn này vì vị trí và góc của các lỗ cần phải khớp chính xác với các lỗ trên Picamera. Tốt nhất là bạn nên thực hành trước trên một mảnh gỗ dự phòng trước khi bắt đầu chọc lỗ khắp chiếc hộp xinh đẹp của mình!

Bước 4: Nối nguồn sáng cho RaspberryPi

Giới thiệu bước này:

Phần này đảm nhận việc đấu dây nguồn sáng, rơ le 5V và Raspberry Pi thông qua GPIO của nó.

Quan trọng: Tôi không biết nhiều về cách làm việc với điện và điện áp cao (dù gì thì tôi cũng chỉ là một nhà sinh vật học). Tôi không thể đảm bảo sự an toàn của hướng dẫn này và thiết lập cuối cùng. Đặc biệt thận trọng với các nguy cơ hỏa hoạn và khi làm việc với điện áp cao!

Bạn có thể xem tại đây để đọc thêm về cách hoạt động của rơ le 5V và tại đây để có hướng dẫn đầy đủ về cách điều khiển GPIO của RaspberryPi.

Bạn có thể nhận thấy rằng tôi đã không bao gồm bất kỳ điện trở nào trong mạch cung cấp năng lượng cho đèn đệm. Điều này là do nghi ngờ rằng chuỗi LED trong đó đã có chúng.

Ngoài điều đó ra, tất cả đều có trên video!

Bước 5: Bắn hết thời gian

Và bạn đã hoàn thành!

Hãy vui vẻ và chia sẻ nghệ thuật của bạn trong các bình luận!