Raspberry Pi Stop-Motion Animation Rig: 16 bước (có hình ảnh)

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

Bởi công ty ý tưởng tuyệt vờiWonderful Idea theo dõi thêm của tác giả:

Giới thiệu: Công ty Wonderful Idea là một studio thiết kế cho sự khám phá vui tươi về các ý tưởng trong nghệ thuật, khoa học và công nghệ Thông tin thêm về Amazingidea »

Hoạt ảnh chuyển động dừng là một kỹ thuật trong đó các đối tượng được thao tác vật lý và chụp ảnh từng khung hình để tạo ra ảo giác về một hình ảnh chuyển động.

Triển lãm hoạt hình stop-motion mini của chúng tôi được thực hiện bằng Raspberry Pi, là một "máy tính nhỏ và giá cả phải chăng mà bạn có thể sử dụng để học lập trình thông qua các dự án thực tế và thú vị."

Hệ thống này sử dụng Raspberry Pi, một camera pi và năm lệnh đầu vào đơn giản để tạo ra khả năng kể chuyện vô tận. Nó có thể được kết nối với bất kỳ màn hình hoặc máy chiếu nào và người học có thể tự làm việc hoặc cộng tác theo cặp để tạo ra các hoạt ảnh của họ.

Công cụ này có thể được sử dụng để khám phá mở ở nhà hoặc kết hợp vào các bài học trên lớp để đào sâu và củng cố việc học. Người dùng có thể tạo nhân vật của riêng mình để chèn vào một bài học lịch sử, dự án nghệ thuật hoặc thế giới vi mô, sử dụng hoạt ảnh chuyển động dừng và các vật liệu hàng ngày, đơn giản để kể một câu chuyện hoặc minh họa sự hiểu biết của họ về các khái niệm khoa học một cách vui tươi, hấp dẫn.

Hướng dẫn này vẫn còn là một bản nháp sơ bộ! Chúng tôi sẽ tiếp tục làm việc để phát triển công cụ thú vị này để khám phá để nó có thể được sử dụng trong bảo tàng, lớp học, không gian nhà sản xuất và bàn bếp của bạn. Vui lòng phối lại trạm hoạt hình và vui lòng cho chúng tôi biết bạn nghĩ ra gì khi thử nghiệm. Kiểm tra lại các bản cập nhật khi chúng tôi tinh chỉnh thiết kế của phần cứng và phần mềm.

Bước 1: Thu thập tài liệu (điện tử)

Nếu bạn muốn xây dựng trạm hoạt hình đơn giản nhất (được điều khiển bằng bàn phím), bạn chỉ cần lấy các tài liệu sau (sau đó chuyển sang bước 10):

Raspberry Pi 3 Bộ khởi động hoàn chỉnh từ Canakit, bao gồm Raspberry Pi 3 (bao gồm nguồn điện 5V 2.5A, vỏ raspberry Pi 3, cáp HDMI, thẻ MicroSD 32 GB (được cài đặt sẵn NOOBS), bộ tản nhiệt 2x breadboard kích thước đầy đủ, dây nối nam cho nam cáp)

Bàn phím và chuột (usb hoặc không dây)

Màn hình tương thích HDMI

Mô-đun Máy ảnh Raspberry Pi V2

Cáp flex 2 mét Adafruit cho Máy ảnh Raspberry Pi

Hộp đựng máy ảnh Adafruit Pi

Những thành phần điện tử này (cùng với vật liệu xây dựng) là cần thiết để xây dựng một nhà ga giống như triển lãm mạnh mẽ hơn

Năm nút arcade Đỏ, trắng, xanh lá, xanh dương và vàng

Bảng proto Gikfun

Dây bện

Bảng đột phá Canakit và cáp GPIO

Công tắc tạm thời (thường mở)

Quạt máy tính 5v

Bước 2: Thu thập Gỗ, Phần cứng và Công cụ

Thu thập gỗ cho hộp:

• 1/4 "ván ép, 12" x 17"
• Ván ép 1/4 ", 13" x 18"
• 1/2 "ván ép, 4" x 8 '
• Bảng thông thường 1x2, chiều dài 4 '
• Bảng thông thường 1x1, chiều dài 4 '

Thu thập phần cứng sau:

• móng tay brad, chiều dài 3/4"
• 1 / 4-20 vít máy, chiều dài 1 3/4"
• 1 / 4-20 hạt dao có ren
• 1/4-20 t-nut
• 1/4 vòng đệm
• 1 / 4-20 cánh-đai ốc
• 4-40 vít, chiều dài 3/4"
• 4-40 quả hạch

Bạn cũng sẽ cần các công cụ sau:

• Máy cưa bàn, máy cưa cuộn và / hoặc máy cưa tay Nhật Bản
• Khoan không dây
• Bộ mũi khoan và mũi khoan (bao gồm mũi khoan đường kính 3/4 "và 1")
• Brad nailer
• Tuốc nơ vít đầu Philips
• Hàn sắt và thuốc hàn
• Máy cắt dây và máy tước dây
• Búa hoặc vồ
• Keo dán gỗ
• 2 Kẹp nhanh (rộng ít nhất 18 in)

Bước 3: Xây dựng đáy hộp

Cắt tấm ván ép 1/4 ". Mảnh 12" x17 "sẽ là đáy hộp và miếng 13" x 18 "sẽ là trên cùng.

Cắt ván ép 1/2 "thành 4" dải để làm các cạnh của hộp. Cắt hai trong số chúng xuống còn 12 "chiều dài và hai chiều dài 18".

Lấy một trong những miếng 18 (đây sẽ là mặt sau của hộp) và khoét lỗ cho phích cắm và dây cáp

• Lỗ 1/2 "cho công tắc tiêu diệt
• hai lỗ 1/4 "cho giá đỡ cánh tay
• lỗ đường kính 3/4 "cho quạt
• hình chữ nhật 3/4 "x 1/2" cho cáp hdmi
• lỗ chuột 1/4 "cho cáp nguồn.

Chấm một dải keo dán gỗ lên mặt dưới của các miếng bên và dùng kẹp để kết nối các mặt bên với đế. Sau đó, sử dụng dụng cụ đóng đinh brad để gắn các mặt vào đế, cách các đinh cách nhau khoảng 2-3 inch.

Gắn các miếng trước và sau bằng keo và đinh theo cách tương tự. Đảm bảo luồn dây cho cáp nguồn qua lỗ chuột trước.

Kết thúc bước này bạn sẽ có đáy hộp với bốn cạnh và dây cáp điện chạy qua lỗ phía sau hộp là xong.

Bước 4: Xây dựng đầu hộp

Lấy miếng ván ép 1/4 "13" x 18 "để làm mặt trên của hộp.

Sử dụng một mũi khoan có mũi khoan 1 "để tạo một hàng gồm năm lỗ lớn được đặt trong khoảng 1" từ phía bên phải của nắp cho các nút trò chơi điện tử. Chúng phải có khoảng cách gần bằng nhau, nhưng bạn có thể để thêm một khoảng trống giữa lỗ trên cùng và bốn lỗ còn lại để đặt phim xóa khác với các nút khác.

Cắt hai miếng dài 1,5 "khỏi bảng 1x2 và khoan một lỗ có đường kính 5/16" ở giữa mỗi miếng. Sử dụng bit forster 3/4 "để tạo lỗ lõm vào thẳng hàng với lỗ 5/16". Luồn đai ốc t qua lỗ và sử dụng vít để ép đai ốc t vào mảnh. Xem video này để biết tổng quan về quá trình gắn t-nut.

Gắn các khối lên bảng ở giữa cách mỗi bên 1/2 với lỗ lõm hướng về phía trung tâm bằng cách sử dụng keo dán gỗ và đinh bện

Cắt một đoạn dài 3 "của 1x2 và gắn vào đầu bảng từ 1/2"

Cắt một khe hình bầu dục 1/4 "x 1" trên đầu bảng gần với vị trí của khối 3 ". Để làm điều này, bạn có thể khoan hai lỗ 1/4" trên đầu hộp rồi luồn lưỡi dao của cuộn giấy được cưa qua lỗ. Xem video hướng dẫn này để có bản demo của quy trình.

Bước 5: Làm cánh tay máy ảnh

Tay máy ảnh này có thể gập lại và có thể tháo rời, giúp dễ dàng cất giữ đài hoạt hình. Nó cũng thực sự phức tạp để thực hiện. Bạn có thể điều chỉnh bước này để phù hợp với nhu cầu và mức độ kinh nghiệm chế biến gỗ của mình. Mục tiêu ở cuối bước là có camera phía trên tâm của nhà ga.

Cắt một đoạn dài 5 "từ bảng 1x1 và khoan ba lỗ 1/4" (một lỗ 1/2 "từ trên xuống) và hai lỗ còn lại để khớp với các lỗ 1/4" ở mặt sau của hộp

Cắt một mảnh 11 "và một mảnh 13" từ bảng 1x1

Dùng khoan và cưa cuộn để cắt các khe cho dây camera và các lỗ khoan như trong hình kèm theo bước này. Sử dụng kỹ thuật khoan và cưa cuộn để cắt bỏ các vết khía ở gốc của cánh tay. Kiểm tra các đường cong để đảm bảo chúng có thể hoạt động như một trục.

Cắt một đoạn dài 2,5 từ bảng 1x2 cho khối máy ảnh

Vẽ ra mô hình như trong hình để tạo khoảng trống cho trục máy ảnh và một khoảng phẳng để gắn máy ảnh pi.

Sử dụng 1/4 -20 bu lông đầu chảo, vòng đệm và đai ốc cánh để kết nối khối nhỏ với mặt sau của hộp Kết nối các cánh tay ngắn (11 ") và dài (13") với nhau bằng một 1/4-20 bu lông, vòng đệm và hạ cánh. Gắn khối máy ảnh vào rãnh cong ở phía trên cùng của đoạn tay ngắn. Gắn kết cấu cánh tay vào lỗ cuối cùng trong khối ngắn bằng cách sử dụng bu lông 1 / 4-20, vòng đệm và đai ốc lục giác.

Bước 6: Chuẩn bị các nút và Raspberry Pi

Cắt một đoạn dây màu dài, dải một đầu và sau đó quấn đầu đó xung quanh mấu kim loại của các đầu cuối COM và NC (thường đóng). Dùng mỏ hàn để hàn dây dẫn của công tắc. Lặp lại với bốn nút còn lại (sử dụng dây màu thích hợp).

Cắt một đoạn dây đen dài và hàn nó vào các đầu cuối của công tắc tạm thời bằng kim loại.

Đặt pi raspberry trong hộp nhựa

Thêm thẻ nhớ có cài đặt NOOB

Kết nối cáp canakit với rasberry pi (Hãy kiểm tra kỹ thêm để đảm bảo rằng chỉ báo PIN 1 nằm ở góc của Pi. Nếu bạn có cáp màu xám, nó có thể là một sọc đỏ, đối với cáp đen, một sọc trắng. Đó không được ở cạnh đầu nối TV. Xoay hoặc vặn cáp cho đến khi đúng)

Bước 7: Hàn các thiết bị điện tử vào Protoboard

Nhấn vào mặt bảng ngắt của cáp GPIO trên gik protoboard như trong hình được đính kèm ở bước này. Lật bảng và cẩn thận hàn bảng GPIO vào vị trí bằng cách thêm một chút thuốc hàn vào mỗi chân.

Nối một dây từ mỗi nút arcade với bảng Gik để ghim các số 2, 3, 4, 5, 6 theo thứ tự sau.

Xóa (dây hồng / đỏ) chân 2 cũng được gắn nhãn SDA)

Phát (dây màu xanh lá cây), chân 3 cũng có nhãn là SCL

Hoàn tác (dây xanh lam) chân 4

Chụp ảnh (dây màu vàng) pin 5

Lưu (dây trắng) chân 6

Lấy dây từ phía bên kia của mỗi nút và kết nối chúng với cột âm của bảng gik proto (không quan trọng thứ tự miễn là chúng nằm trong cột).

Nối một trong các dây từ công tắc tạm thời (dây đen) vào hàng cho chân 13 và dây còn lại vào cột âm.

Kết nối dây từ quạt mini với phần 5V + và - của bảng mạch

Bước 8: Gắn công tắc và quạt vào hộp

Gắn các nút arcade vào đầu hộp bằng cách vặn phần công tắc của các nút, tháo đai ốc nhựa đen, đẩy nút qua lỗ, siết chặt đai ốc và kết nối lại công tắc. Làm điều này với tất cả năm nút theo thứ tự từ trên xuống dưới của các màu đỏ, trắng, xanh lục lam và vàng.

Nếu muốn, bạn có thể dán nhãn cho các nút, bằng một mảnh giấy ở đầu miếng nhựa hoặc bằng cách viết trên mặt của nút.

Gắn công tắc tiêu diệt vào mặt sau của hộp theo cách tương tự sao cho pít tông hướng ra phía sau hộp.

Căn chỉnh quạt mini qua lỗ 3/4 ở mặt trong của mặt sau hộp. Đánh dấu khoảng trống cho các lỗ và khoan các lỗ thí điểm ở vị trí đặt máy. Sử dụng 4-40 vít và bu lông để giữ chặt quạt trên hộp.

Bước 9: Gắn Camera vào Trạm

Tạo hai lỗ thí điểm trong hộp máy ảnh trên đầu cánh tay và vặn vào hộp nhựa bằng cách sử dụng 4-40 bu lông và đai ốc (nhớ tháo miếng xốp trước)

Gắn cáp flex vào Raspberry Pi. Luồn dây cáp qua khe trên cùng của hộp, qua các khe trên cánh tay và sau đó gắn vào máy ảnh. Đặt máy ảnh bên trong hộp và đặt cánh tay trên hộp.

Bước 10: Kết nối Raspberry Pi và cắm cáp

Sử dụng băng dính kép hoặc vít để kết nối vỏ Raspberry Pi với đế hộp. Gắn protoboard và các thành phần khác vào đế hộp bằng vít hoặc băng dính kép. Bạn có thể muốn thêm dây chữ p vào dây để mọi thứ gọn gàng hơn.

Cắm cáp nguồn và cáp HDMI vào Raspberry Pi

Gắn chuột và bàn phím vào Raspberry Pi (nếu bạn đang sử dụng bàn phím bluetooth, hãy làm theo hướng dẫn để kết nối).

Kết nối Raspberry Pi với màn hình bằng cáp HDMI.

Bước 11: Thiết lập Raspberry Pi và Camera

Làm theo hướng dẫn bắt đầu nhanh Canakit để khởi động và chạy Rasperry Pi của bạn.

Khi bạn đã kiểm tra xem phần mềm Raspberry Pi của mình đã được cập nhật chưa, hãy mở thiết bị đầu cuối và nhập:

sudo apt-get cập nhật

sudo apt-get nâng cấp

Cài đặt ffmpeg, omxplayer, python và pygame trên Raspberry Pi của bạn bằng cách nhập các lệnh này vào thiết bị đầu cuối

sudo apt-get install ffmpeg

sudo apt-get install omxplayer

sudo apt-get install python

sudo apt-get install python3-pygame

Bật Máy ảnh bằng cách nhập vào thiết bị đầu cuối:

sudo raspi-config

Một cửa sổ mới sẽ mở ra, sử dụng các phím con trỏ để di chuyển đến tùy chọn máy ảnh và chọn 'bật'. Khi thoát, nó sẽ yêu cầu khởi động lại. Khởi động lại Raspberry Pi của bạn.

Bước 12: Tải xuống Phần mềm Hoạt hình WICO

Truy cập

Nhấp vào nút màu xanh lục để tải tệp zip của kho lưu trữ xuống Raspberry Pi của bạn Mở tệp zip và kéo thư mục vào màn hình của bạn Đổi tên thư mục stop_motion

Để tạo phim, hãy mở terminal và điều hướng đến thư mục stop motion bằng cách nhập:

Cd ~ / Desktop / stop_motion

Và sau đó gõ

python3 src / run.py

Bước 13: Làm phim đầu tiên của bạn

Khi bạn mở chương trình hoạt hình lần đầu tiên, bạn sẽ thấy một màn hình chào mừng. Khi bạn nhấn bất kỳ nút (hoặc phím) nào, nó sẽ đưa bạn vào môi trường hoạt ảnh.

Để tạo phim, bạn có thể vận hành đài bằng các lệnh sau:

Chụp ảnh - nút "camera" màu vàng hoặc phím enter

Xóa khung - nút "hoàn tác" màu xanh lam hoặc phím xóa lùi

Phát phim của bạn - nút "phát" màu xanh lục hoặc phím cách

Xóa phim của bạn vĩnh viễn - nút "thùng rác" màu hồng hoặc phím xóa

Lưu phim của bạn - nút màu trắng hoặc phím "s"

Khi bạn nhấn nút, bạn sẽ thấy hoạt ảnh của mình trên vòng lặp và nơi nó được lưu trên raspberry pi. Bạn cũng có thể quay video về sáng tạo của mình.

Sau khi nhấn nút lưu, bạn sẽ không thể quay lại chỉnh sửa phim. Khi bạn đã sẵn sàng để bắt đầu một hoạt ảnh mới, hãy nhấn phím hoặc nút bất kỳ và bạn sẽ quay lại màn hình chào mừng.

Khi bạn muốn thoát khỏi chương trình, bạn có thể sử dụng công tắc thoát ẩn ở góc sau bên phải của hộp hoặc nhấn phím ecsape. Bạn có thể tạo, lưu và xóa bao nhiêu phim tùy thích trong một phiên. Khi bạn hoàn tất, hãy nhấn nút thoát (công tắc tạm thời) để thoát khỏi chương trình hoạt ảnh và quay lại màn hình raspberry pi.

Bước 14: Phát, lưu, xóa phim

Phát một bộ phim đã lưu

Lưu ý: phim mất một khoảng thời gian để xử lý, vì vậy bạn có thể phải đợi đến cuối buổi hoặc ngày để phát lại phim từ rasberry pi

Mở thư mục stop_motion trên màn hình nền, sau đó mở tệp phim được đánh dấu để tìm phim của bạn Mở cửa sổ đầu cuối và nhập

cd Desktop / stop_motion / phim

Nhấn enter, sau đó nhập omxplayer [tên tệp phim của bạn]

(Ví dụ: omxplayer 00_08_34.mp4

Nhấn enter để phát phim

Nếu nó không chơi! Đừng lo lắng, chỉ cần cho thêm thời gian để xử lý phim và thử lại sau.

Tải lên phim của bạn

Có thể hữu ích nếu lưu phim vào google drive để bạn có thể xem và xử lý chúng trên một máy khác. Để thực hiện việc này, hãy mở trình duyệt web, điều hướng đến ổ đĩa google của bạn, tạo một thư mục mới cho hoạt ảnh của bạn và chỉ cần kéo và thả phim của bạn từ thư mục phim trên Raspberry Pi vào thư mục ổ đĩa google mới của bạn. Khi chúng đã được tải lên và xử lý, bạn có thể nhấp để chơi trực tuyến!

Xóa phim

Chúng tôi đã tính toán rằng bạn có thể phù hợp với khoảng 32.000 bộ phim trên thẻ SD của Pi trong trường hợp bạn đang tổ chức triển lãm trong trường học, thư viện hoặc bảo tàng. Tuy nhiên, nếu bạn muốn xóa phim sau khi tải lên google (hoặc bộ nhớ trực tuyến khác), bạn có thể làm theo hướng dẫn sau.

Mở thư mục stop_motion trên màn hình nền, sau đó mở tệp phim đã đánh dấu Chọn tất cả các phim và kéo chúng vào sọt rác. Đổ rác vào sọt rác.

Tắt Pi

Raspberry Pi hơi mỏng manh nên hãy đảm bảo rằng bạn tắt nó một cách an toàn khi hoàn tất. Để thực hiện đúng, hãy nhấp vào biểu tượng quả mâm xôi ở góc trên cùng bên trái của màn hình và chọn Tắt máy một lần nữa từ menu tùy chọn tắt máy

Bước 15: Dừng hoạt ảnh chuyển động trong lớp học hoặc bảo tàng

Vật liệu Khi tìm kiếm vật liệu, đừng băn khoăn! Bạn không cần nhiều để làm một bộ phim chuyển động - bạn có thể bắt đầu chỉ với đôi tay của mình. Tuy nhiên, đây là một số tài liệu có lợi cho hoạt động này và dẫn đến các sản phẩm chi tiết hơn: Hình màu Cardstock + ký tự brad (tạo sẵn hoặc học sinh có thể tự tạo) Văn bản + bong bóng ý nghĩ, mô tả cảnh (hình dạng nhiều lớp và dải), sử dụng bút xóa khô

Như với nhiều dự án, việc hạn chế các vật liệu có sẵn thường có thể dẫn đến những sáng tạo chu đáo hơn. Tuy nhiên, nếu học sinh muốn khám phá các tài liệu khác, hãy để chúng tiếp tục! Bạn thậm chí có thể có một nhà ga ở bên cạnh để học sinh tạo ra các đạo cụ, nhân vật và khung cảnh của riêng mình.

Thiết lập

Sắp xếp tài liệu xung quanh nhà ga để dễ dàng tiếp cận và dễ dàng quan sát, đồng thời cân nhắc đặt các mẹo chuyển động dừng phổ biến xung quanh nhà ga, chẳng hạn như “Hãy coi chừng tay bạn!”. Như đã đề cập ở trên, bạn cũng có thể có một trạm riêng biệt gần đó để tạo chỗ dựa.

Toàn bộ nhà ga có thể nằm gọn trên một bàn với các đạo cụ xung quanh. Tốt nhất nên có 2 chiếc ghế ở phía trước để một người làm phim và người kia xem quá trình hoặc để một người chỉ đạo trong khi người kia chụp ảnh.

Lời nhắc

Có nhiều cấp độ hướng dẫn khác nhau mà chúng tôi có thể cung cấp cho hoạt ảnh chuyển động dừng, từ việc cho phép học sinh chỉ tạo phim (sau khi cung cấp thông tin cơ bản và hướng dẫn) đến bắt đầu bằng lời nhắc như “tạo video ở đâu…..”.

Nếu bạn muốn tập trung vào kỹ năng làm việc nhóm, sinh viên có thể tạo video hợp tác. Điều này có thể giống như: suy nghĩ về một cốt truyện và thay phiên nhau di chuyển đạo cụ / chụp ảnh, mỗi người được phân bổ một số lượng hình ảnh nhất định hoặc mỗi người được phân bổ 2 phút tại nhà ga để tạo ra cảnh của họ trong một bộ phim lớn hơn.

Bước 16: Tiến xa hơn

Sau khi phim được tải xuống google drive, bạn có thể tiếp tục mở rộng chúng bằng cách sử dụng phần mềm chỉnh sửa video mà bạn lựa chọn như bản cắt cuối cùng hoặc bản chiếu adobe. Sinh viên có thể có cơ hội sử dụng những công cụ này để tạo cho đài hoạt hình có trần cao hơn và tương tác lâu hơn. Một số ý tưởng ban đầu cho các hướng đi tiếp theo có thể bao gồm kết nối các video với nhau, soạn nhạc phim hoặc viết phụ đề (và thêm chúng vào phần hậu sản xuất).

Chúng tôi đã thực hiện một tạp chí ngắn với các ý tưởng về cách kết nối trạm hoạt hình với Tiêu chuẩn Khoa học Thế hệ Tiếp theo (NGSS) cũng được đính kèm ở đây!

Vui lòng liên hệ với chúng tôi trên trang web của chúng tôi (https://wonderfulidea.co/contact) nếu bạn có thắc mắc hoặc để chia sẻ phiên bản máy của bạn. Chúng tôi rất vui khi thấy những hướng đi khác nhau mà cuộc triển lãm đang mày mò này đi vào khi mọi người xây dựng, phối lại và chia sẻ khái niệm!

--- Thời gian tạo mẫu và nghiên cứu và phát triển với học sinh Trường Lodestar Charter cho Trạm dừng chuyển động Raspberry Pi đã được thực hiện thông qua sự hỗ trợ hào phóng của khoản tài trợ Cognizant “Making the Future”.