Càmera de jocs infrarojos Raspberry Pi: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Acabo de començar a explorar el Raspberry Pi i m’ha fascinat el mòdul de càmera d’infrarojos Pi. Visc en una zona una mica remota i he vist signes de diverses criatures salvatges que exploren per la casa a la nit.

Vaig tenir la idea de crear una càmera de jocs nocturns amb una placa de càmera NoIR Raspberry Pi amb un detector de moviment PIR i un focus LED IR extern per il·luminar la zona i permetre a la càmera IR capturar vídeo.

Vaig començar amb quelcom senzill, però com tots els enginyers, vaig anar afegint-ne cada cop més. Així és com funciona:

Aquest projecte utilitza un Raspberry Pi configurat amb WiFi en mode sense cap. Puc tenir la meva càmera remota dins del rang WiFi, de manera que un cop connectat puc iniciar el programa i recuperar els fitxers de vídeo capturats. Hi ha moltes instruccions en línia per fer-ho, de manera que no intentaré tornar-ho a revisar aquí. També he instal·lat la càmera Raspberry Pi seguint les instruccions en línia. Proveu la càmera sense cap (si és el que voleu) i la càmera per assegurar-vos que tot funcioni.

Aquest projecte utilitza la placa de càmera NoIR de Raspberry Pi (infrarojos) per enregistrar vídeo de nit quan es detecta alguna cosa. El tauler de càmera Pi NoIR també es pot utilitzar durant el dia, però, com que s’elimina el filtre IR, el color està una mica rentat. Vaig construir un focus LED IR extern que s’activa quan es detecta moviment per il·luminar la zona mentre es captura el vídeo. Un cop finalitzada la durada del vídeo seleccionat, el focus IR LED s’apaga. El disseny també té un circuit LDR per detectar si és de dia o de nit. Si és de nit i es detecta moviment, el punt LED IR està habilitat i durant el dia es desactiva. Si connecteu el cable de focus LED IR extern, es pot crear un pin de detecció per detectar si el llum està connectat a la càmera. Si no es detecta el focus IR extern, la sortida de la llum es desactiva. Després de detectar PIR, si és nocturn, el pin 22 GPIO activa el relé que impulsa els LED IR de gran intensitat (si està connectat).

La captura de vídeo també pot ocupar força espai al disc i es pot omplir ràpidament. Vaig descobrir una vegada que vaig omplir totalment l'espai del disc i no vaig poder entrar a distància i el Pi no s'engegava. Per solucionar-ho, he afegit un codi per mesurar l'espai en disc i avortar el programa si l'espai en disc s'està acabant.

Gaudeix-ne!

Pas 1: llista de peces

Raspberry Pi:

Raspberry Pi

Tauler de càmera NoIR

Dongle WiFi (si es desitja)

Parts de l'escut:

Tauler proto Humble Pi Shield

SN75468D

Relé DS2E-L-5V

Potenciòmetre 1M ohm

Resistència de 100K ohm

Resistència de 1K ohm

LED

2N3904 transistor

LDR

Resistència de 100K ohm

Diversos connectors pin IO, segons calgui

Interconnecteu el cable, segons sigui necessari

Recinte:

Recinte per allotjar el Pi i l'escut

Connectors d'interfície, segons sigui necessari

LÀMPARA IR:

20 LED d’IR d’alta intensitat

Resistències de 47 ohm i 5 W (quantitat 2)

Tancament de la làmpada (he utilitzat un recinte de fre del remolc)

Pas 2: creeu l'escut

Vaig crear un escut per muntar el relé, el controlador del relé, la interfície PIR, el circuit LDR, el sensor de llum LED IR i altres E / S.

He utilitzat l’Humble Pi Shield:

Vaig cavar a les meves parts diverses i vaig fer servir una matriu de transistors Darlington d’alta tensió i intensitat 75468. Tot el que necessiteu és un controlador amb prou unitat de corrent de sortida per configurar / restablir el relé. També he adjuntat un fitxer Visio per mostrar com he col·locat les peces i afegit els cables del pont, així com l’esquema (format Eagle).

He utilitzat alguns pins de sòcol de recanvi i mànigues encongides per fer connectors per a E / S des de la placa fins als connectors de la caixa, PIR i LDR.

Pas 3: Creeu el recinte

Vaig trobar un recinte de recanvi a les meves caixes escombraries de peces. Alguna cosa senzilla, però en el futur podria substituir-la per una carcassa impermeable i experimentar amb una bateria / font d’energia recarregable.

Vaig tallar un forat al recinte de manera que el sensor PIR sortís i el muntés al recinte. També he utilitzat un pas LED de muntatge en panell per subjectar el LDR.

Vaig tallar un altre forat per a la càmera Pi. Vaig enganxar una finestra de plexiglàs sobre la càmera per protegir l’objectiu.

He instal·lat un connector tipus DB-9 per al focus LED IR extern.

Vaig instal·lar un connector d'alimentació per encendre el conjunt.

Com que he utilitzat un allotjament de recanvi que tenia a mà, aquest allotjament no permet l’accés fàcil a la targeta SD i al dongle WiFi. Però una vegada que tot funcioni, no caldrà que hi arribeu a menys que alguna cosa es trenqui realment.

Pas 4: feu el focus LED IR

El focus LED IR era bastant senzill. Vaig trobar alguns LEDs IR d’alta potència econòmics a EBAY especificats a 700 mA de pic. Vaig crear 4 cadenes de 5 LEDs connectats en sèrie (vegeu l’esquema). Vaig connectar les dues cadenes en paral·lel i vaig connectar una resistència de 47 ohms i 5 W a cada cadena. He trobat un endoll extern d’alimentació que proporciona uns 17 V CC. He seleccionat una de les resistències per limitar el corrent perquè no es cremin els LED. Haureu d’esbrinar les especificacions dels vostres LED, quants voleu, quina font cal utilitzar per al corrent de la unitat LED i calcular les resistències limitants. No hi ha manera que el Pi pugui conduir-los per si mateix. El Camera Shield utilitza un relé de manera que no importa el que utilitzeu. Assegureu-vos que no conduïu més corrent del que pot manejar el relé o el cablejat que utilitzeu.

També veureu un bucle de filferro entre els pins 8 i 9. Ho faig servir per detectar si la làmpada està connectada. L’escut CAM té una resistència d’arrencada unida al gerd. Quan el cable està connectat, la línia de sentit es tira cap avall, quan no està connectat, la línia de sentit es tira cap a dalt.

També vaig descobrir que, mitjançant l’ús d’un llum de fre del remolc, el bisell vermell fa un gran treball en la dispersió del “feix” IR per il·luminar una àrea més gran. Els LED que tinc tenen un feix bastant estret. Sense el bisell, els LED proporcionen un feix bastant ajustat.

Pas 5: pengeu el programa

S'adjunta el fitxer python que he creat (encara intento esbrinar GitHub).

Els fitxers de vídeo es guarden amb una extensió a.h264. Utilitzo un programa FTP per penjar els vídeos al meu ordinador. Podeu utilitzar el reproductor multimèdia VLC per veure els vídeos.

He adjuntat uns quants vídeos capturats. Un era un gatet i un altre era un gat.

He afegit algunes coses més al sistema operatiu de raspberry per facilitar les coses. No tinc rellotge en temps real, de manera que cada cop que encenc el raspberry pi necessitava establir la data i l’hora. Ho vaig fer amb l'ordre Sudo per definir la data i l'hora a Raspberry:

sudo date -s "dilluns 12 d'agost 20:14:11 PST 2014"

També volia desactivar el LED de la càmera Raspberry Pi perquè no alertés el que estigués enregistrant. Per desactivar el LED de la càmera, modifiqueu: /boot/config.txt i afegiu la línia següent:

disable_camera_led = 1

Pensava fer que tota la bateria funcionés, de manera que vaig poder estalviar ~ 20 mA en desactivar les sortides PAL / HDMI canviant config.txt afegint:

opt / vc / bin / tvservice -off

Pas 6: llista de desitjos

Tinc algunes altres idees per millorar la càmera. Podria treballar en alguns d'aquests i actualitzaré a mesura que actualitzi …

1. Voleu desar el vídeo com a format més estàndard (mpg, etc.)?

2. Envieu fitxers a través del servidor WEB

3. Utilitzeu el programa de moviment per a la detecció del dia. El programa de moviment detecta el moviment buscant canvis de píxels. També podeu centrar-vos en una àrea específica específica. Això ajudarà a la detecció diürna. El detector PIR funciona molt bé a la nit, però pot ser una mica sensible a plena llum i pot provocar el moviment dels arbres pel vent o per altres moviments que vulgueu ignorar (com ara cotxes a la carretera, etc.). Podeu ajustar la sensibilitat del vostre detector PIR, però el moviment seria bastant genial.

4. Optimitzar el codi: utilitzeu trucades per a tasques repetitives (iniciar / aturar vídeo, mida del disc, etc.)

5. Utilitzeu MUX per canviar mòduls de càmera del dia a la nit ?? Pot funcionar?

6. Què caldria per fer funcionar la bateria del sistema?

7. Afegiu un mòdul de rellotge en temps real (si no podeu connectar-vos a Internet)

8. Afegiu un programa per tornar a connectar-vos automàticament al wifi quan es desconnecta

9. Feu que el programa s'iniciï automàticament en arrencar (quan apliqueu energia).