Кутия с интервал: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Този урок ще покаже как да изградите настройка на Raspberry Pi за заснемане на времеви интервали!

Настройката е направена от кутия, съдържаща източник на светлина и камера (PiCamera), контролирана от Raspberry Pi, за да правите снимки и да ги качвате в Google Drive.

Прилагам светлинната си кутия за забавяне на растежа на бактериални колонии по повърхността на чашите на Петри. Тази настройка обаче може лесно да се адаптира към timelapse или визуално да следи всичко, което искате!

Ще ви преведа през всички стъпки, които следвах, за да заработи системата ми:

Стъпка 1: Ще подготвите профила си в Google, така че вашият Raspberry Pi да може автоматично да изпраща снимки до Google Диск

Стъпка 2: Ще настроите вашия Raspberry Pi да контролира източника на светлина и камерата, така че да има достъп до вашия GoogleDrive

Стъпка 3: Ще изградите кутията и ще монтирате Picamera

Стъпка 4: Ще свържете GPIO на Raspberry Pi и източника на светлина през реле

Стъпка 5: Започнете да снимате!

Обърнете внимание, че редът на разделите на този урок няма значение. Можете да ги следвате в произволен ред!

Нека да се STAAAAAARTED

Консумативи

1) 1 Raspberry Pi (Тук Версия Pi 3 Модел B +) + 1 Пикамера (Тук Модул V2) + 1SD карта (между 8 и 32Gb)

2) 2 5V захранвания, клавиатура, мишка, екран и WIFI за работа с вашия Raspberry Pi

3) 5V реле и куп електрически проводници.

3) Източник на светлина (Тук използвам светлинна подложка Gaomon GB4 за осветяване на петриевите блюда отдолу!)

4) Голяма кутия (или дървени дъски за изграждането й)

7) Общи инструменти (клещи, отвертка, лента, поялник, свредла) + 3 винта с частична резба (диаметър 2,2 до 2,5 мм)

Стъпка 1: Настройте профила си в Google

Въведение в тази стъпка

Запазваме снимките, направени от Raspberry Pi в Google Drive. Освен че избягвате да запълвате паметта на своя Pi, това ще ви позволи да проверите времето си от всяка точка на света!

Google пусна пакет на Python, наречен PyDrive, който ви позволява да качвате и изтегляте файлове с … Python!

Google предоставя много документация, за да разбере как да се работи с PyDrive. Също така намерих урока на Анис за много полезен. Ако обаче сте биолог като мен, целият този жаргон за програмиране (API, обхват, поток, жетон …) може да е малко преобладаващ. Ето историята, както я разбирам:

Създавате проект в профила си в Google и активирате опцията програмист за този проект. Google ще ви даде име и парола, които вашият скрипт на python използва за свързване с вашия акаунт в Google. Когато се свързвате за първи път, Python използва „поток за упълномощаване“, където казва на Google до коя услуга иска да получи достъп (Списъкът с услуги, които Python иска да получи достъп, се нарича „обхват“). Когато Google получи заявка за поток от python, той ще поиска вашето разрешение. След като приемете ръчно, Python получава идентификационни данни и знак за връзка с Google без ваше разрешение в бъдеще.

1) Отидете на Google Cloud Plateform и кликнете върху Изберете проект на синята лента. Кликнете върху Нов проект в горния десен ъгъл на изскачащия прозорец. Дайте име на проекта си и щракнете върху Създаване. Това ще ви върне на страницата за добре дошли. Отново кликнете върху Избор на проект на синята лента. Сега кликнете върху новия проект, който току -що създадохте.

2) Щракнете върху менюто Burger в горния ляв ъгъл на екрана. В лявата колона на екрана изберете API и услуги >> Табло за управление. След това точно под синята лента изберете + Активиране на APIS и УСЛУГИ. След това потърсете Диск в лентата за търсене и изберете Google Диск. След това кликнете върху бутона Активиране.

3) Върнете се в менюто на Burger >> API & Services и този път изберете Credentials. На следващата страница отидете на екрана за съгласие на OAuth и дайте име на приложението си и запишете. Сега кликнете върху синия бутон „Създаване на идентификационни данни“, като изберете опцията OAuth Client ID. Сега отбележете опцията Други и Създай.

4) Сега ще можете да изтеглите файл, наречен client_secret.json. Този файл съхранява вашите идентификационни данни и жетон. Той ще се използва от вашия скрипт на python на вашия Raspberry Pi за взаимодействие с вашия акаунт в Google. Засега го запишете на флаш диск като „credentials.json“, след като го настроите, ще го прехвърлите на вашия Raspberry Pi.

Стъпка 2: Настройка на Raspberry Pi

Въведение в тази стъпка:

Тук ще инсталирате пакетите и скрипта на python, за да работи вашата Raspberry Pi. Скриптът на python lapser.py е мозъкът, който управлява нашето устройство с интервал. Той има три основни функции:

1) Той се занимава с Google Диск. Както е обяснено в раздел 1, ако искате да знаете повече за тази част, погледнете тук, тук и тук). 2) Задейства GPIO, за да включи източника на светлина. 3) Той задейства PiCamera за правене на снимки.

Ако искате да разберете как работи скриптът, коментирах силно всяка стъпка и включих връзките към онлайн уроците, които съм използвал, за да я напиша.

Добре, нека започнем:

1) Подгответе вашата SD карта

Форматирайте SD картата си, за да форматирате FAT. Изтеглете NOOBS от уебсайта на Raspberry Pi. Копирайте и поставете всички файлове от прясно изтеглената папка направо на вашата SD карта. Ако заседнат, подробни инструкции могат да бъдат намерени тук.

2) Стартирайте вашия Raspberry Pi

Просто поставете SD картата в Pi, включете я и следвайте инструкциите за стартиране.

3) Уверете се, че вашият Raspberry Pi е настроен на правилното време:

> в командния прозорец въведете следната команда:

sudo date -s "Mon Aug 30 15:27:30 UTC 2019"

4) Уверете се, че използвате python 3

> в командния прозорец въведете следната команда:

python -версия

> ако версията на python не е 3, редактирайте.bashrc файла, като въведете следната команда:

sudo nano ~/.bashrc

Превъртете надолу в края на документа и добавете следния ред в края на файла:

псевдоним python = „usr/bin/python3.5“

запазете и рестартирайте

5) Инсталирайте необходимите пакети:

> в командния прозорец въведете следните команди:

pip install pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip install google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Активирайте PiCamera:

> въведете в терминала: sudo raspi-config

> Кликнете върху 5 Interfacing Option, след това върху P1 Camera, след това активирайте интерфейса на камерата и рестартирайте

7) Запазете Python Script lapser.py и файла credentials.json на вашия Raspberry Pi:

Изтеглете скрипта на python lapser.py, предоставен в този Instructable.lapser.py, е скриптът, който ще бъде изпълнен за заснемане на интервала от време. Събрах го, като копирах някои битове кодове, намерени онлайн (предоставям адресите на уеб страниците, използвани в скрипта). credentials.json е файлът, който сте получили в последната стъпка на раздел 1, запишете го с lapser.py в папката Документи на вашия Raspberry Pi.

8) Установете потока за удостоверяване с вашия Google Диск:

lapser.py съдържа всички инструкции за установяване на първия поток за удостоверяване с вашия акаунт в Google с приложението, което сте създали в раздел 1. Той предава идентификационните данни, съхранени в credentials.json, на Google и отваря вашия уеб браузър, така че да можете да влизате ръчно влезте в профила си в Google и разрешете на приложението си достъп до вашия Google Диск. След като това стане, Google ни дава знак, който Lapser.py записва във вашите документи като файл, наречен token.pickles, който ще се използва за установяване на връзки без вашето въвеждане в бъдеще.

Изпълнете lapser.py, въведете в терминала:

> cd документи

и тогава:

> python lapser.py

Влезте в профила си в Google и разрешете на приложението си достъп до Google Диск.

След тази стъпка проверете дали вашият Raspberry Pi прави снимки и ги записва на вашия диск.

9) Уверете се, че вашият Raspberry Pi изпълнява lapser.py при зареждане без въвеждане на потребител:

За да позволим на вашия Raspberry Pi да стартира lapser.py при зареждане, ние му казваме да отваря терминала при стартиране и да стартира lapser.py, когато терминалът се отваря:

За да кажем на Pi да отвори терминала при зареждане, ние променяме автоматичното стартиране на файла. Въведете в командния прозорец:

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

След това въведете @lxterminal непосредствено над реда „@xscreensaver“. Запазете и затворете, като въведете ctrl+x, след това y, след което въведете.

За да стартираме lapser.py, когато терминалът се отвори, редактираме.bashrc файла. Въведете в командния прозорец:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Превъртете надолу до края на файла и въведете:

echo Работи при зареждане

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

Запишете и затворете, като въведете: ctrl+x, след това y, след това въведете.

10) Преместете някои пакети наоколо:

Сега lapser.py ще работи при зареждане. Пакетите, от които се нуждае, сега се записват на място, до което няма достъп (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Затова трябва да преместим тези пакети на мястото, до което има достъп (/usr/lib/python3.5/dist-packages). За да преместите тези пакети, въведете следната команда във вашия терминал Raspberry Pi:

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

Можете да проверите дали тези пакети са преместени, като отидете на това място с файлов мениджър. Ще трябва да щракнете с десния бутон и да изберете Show Hidden, за да се покаже.local във файловия мениджър.

Това е краят на този раздел! Следващите раздели ще бъдат малко по -хитри: ние ще изградим кутията и ще свържем Raspberry Pi, за да започнем да снимаме нашите timelaps!

Стъпка 3: Изградете кутията

Въведение в тази стъпка:

Най -добрите времеви интервали се снимат в постоянна светлинна среда, където нищо не се движи отделно от това, което снимате. Можете да използвате всяко място, където осветлението не се променя твърде много, като например голяма кутия за карти, шкаф, помещение за съхранение, стига настройката ви да не бъде нарушена по време на записа.

Лазерният нож ще ви позволи да изградите чиста кутия с перфектни размери за вашата настройка. Въпреки това, не се нуждаете от нещо толкова фантастично, за да снимате страхотни интервали. Можете също така да използвате всяко място, където осветлението не се променя твърде много, като например голяма кутия за карти, шкаф, складово помещение …

1) Проектирайте вашата кутия.

Използвах лазерен нож (Trotec Speedy 360) за изграждане на кутия (от 6 мм MDF дърво), която не само има правилните размери, но и има страхотен дизайн.

Имайте предвид, че кутията ви трябва да е достатъчно висока, за да може камерата да заснеме цялата ви сцена. Използвайте хоризонталното и вертикалното зрително поле на пикамерата, за да прецените колко висока трябва да бъде вашата камера, за да заснемете това, което снимате.

Използвах Make a Box със следните размери (ширина: 303 мм, дължина: 453 мм, дълбочина (= височина): 350 мм, ширина на дъската: 6 мм), за да получа чертежите. Добавих няколко дупки за Picamera и проводниците, а също така и гравирах някои готини трипични рисунки, намерени на Freepik.

2) Сглобете кутията си

3) Монтирайте Picamera

Наличието на постоянна камера, която не се движи по време на снимането, е много важно, за да получите добре изглеждащ интервал от време. След като опитах касета, 3D отпечатани калъфи PiCamera и други, измислих хубав трик, за да задам както ориентацията на камерата, така и да я държа здраво фиксирана върху кутията. Използвам 3 винта, които са с резба само на върховете им. Частта без резба е тази, която преминава през дълбочината на дървото, докато върхът с резба влиза в отвора за пикамера. При завъртане на винта върхът с резба ще премести ъгъла на PiCamera по -близо или по -далеч от повърхността на кутията. Това ви позволява точно и здраво да настроите ъгъла на камерата, за да заснемете вашата сцена.

Моля, обърнете внимание, че това е най -хитрата част от тази инструкция, тъй като поставянето на дупките и ъгълът трябва точно да съвпадат с тези на Picamera. Вероятно е най -добре първо да тренирате върху резервно парче дърво, преди да започнете да пробивате дупки по цялата си красива кутия!

Стъпка 4: Окабеляване на източника на светлина към RaspberryPi

Въведение в тази стъпка:

Този раздел се грижи за свързването на вашия източник на светлина, вашето 5V реле и Raspberry Pi чрез неговия GPIO.

Важно: Не знам много за работа с електричество и високо напрежение (все пак съм просто биолог). Не мога да гарантирам безопасността на този урок и на окончателната настройка. Бъдете особено внимателни при опасност от пожар и при работа с високо напрежение!

Можете да погледнете тук, за да прочетете повече за това как работи 5V реле и тук за пълен урок за управление на GPIO на RaspberryPi.

Може да забележите, че не съм включил никакъв резистор във веригата, която захранва светлинната подложка. Това е така, защото се подозира, че LED низът в него вече ги има.

Освен това всичко е във видеото!

Стъпка 5: Снимайте времеви интервали

И сте готови!

Забавлявайте се и споделете своето изкуство в коментарите!