El Raspberry Pi Batinator: 8 passos (amb imatges)

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

El Batinator és un Raspberry Pi portàtil que utilitza un mòdul de càmera PinoIR (sense filtre infrarojos) per gravar vídeo a les fosques a 90 fotogrames per segon, resolució de 640x480. Compta amb un il·luminador d'infrarojos de 48 LED a la part superior i l'alimentació la proporciona una bateria recarregable de 12V recarregable. Recentment m’han fascinat els ratpenats que visiten el jardí d’una nit i l’he construït per intentar atrapar les petites belleses del cinema.

Resulta que el Batinator també és útil per gravar llamps, potser hauria d’haver-lo anomenat Storminator: vídeo de Youtube a:

Per si no podeu veure el vídeo incrustat, es troba a YouTube a: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw amb més informació a

El codi Python (molt senzill) es troba a GitHub a

Pas 1: detecció de ratpenats

Només ens vam instal·lar a aquesta casa el passat mes d’agost, de manera que va ser realment emocionant quan vaig notar els ratpenats al jardí fa unes setmanes. Són visibles principalment al capvespre, quan surten de la seva posada al bosc per celebrar festes amb arnes i altres insectes. Al nostre jardí hi ha recomanacions aparentment riques i normalment no cal mirar molt de temps per veure-les, sovint volant en cercles sobre el que puguin trobar. que va ser una mica divertit de soldar i funciona molt bé. Llavors em vaig preguntar si seria possible filmar-los per conèixer-los de prop i, fins i tot, espero identificar quines espècies de ratpenats estaven visitant. Vaig tenir un Raspberry Pi 2 de recanvi i em van donar un mòdul de càmera Pi NoIR (noir = sense filtre infrarojos) per al meu aniversari l'any passat, així que vaig pensar que en faria ús i veuré què va passar.

Pas 2: el codi

Vaig començar configurant la càmera al Pi, seguint instruccions i un exemple de càmera de la revista MagPi, i després em vaig dirigir a Internet per trobar altres exemples que pogués adaptar per gravar el vídeo.

Vaig trobar el codi perfecte al lloc web Average Man Vs Raspberry Pi, que estava ben documentat i era molt fàcil de seguir. Vaig fer uns quants canvis per adaptar-me a les meves necessitats, específicament per dividir el vídeo gravat en trossos de 5 minuts; cada 5 minuts triga 15 minuts a mirar-se a causa de la freqüència de fotogrames.

El codi que he utilitzat està disponible a GitHub; és molt senzill.

Pas 3: Primera llum

Inicialment, esperava utilitzar un grapat de LEDs infrarojos muntats al Pi per il·luminar els ratpenats, així que vaig començar a caçar al taller per veure què podia trobar. Vaig trobar-me amb una càmera de seguretat trencada i aviat la vaig separar, trencant els LED de la placa de circuit perquè deixessin el màxim de "pota" possible. Després els he soldat a una placa perma-proto, els he connectat al Pi i he fet una prova.

Mirant a través de la càmera del meu telèfon, sens dubte funcionaven, de manera que aquella nit vaig desplegar el Pi al jardí, el vaig endollar a una presa de corrent del cobert i el vaig situar en un còmode test. Un cop passats els 40 minuts, vaig copiar les imatges amb il·lusió al meu ordinador portàtil per veure-les i res, ni una llonganissa.

Era obvi que la il·luminació dels quatre LED recuperats no era gaire prou potent, ja que els ratpenats estaven probablement a almenys un metre de distància del Pi. Vaig anar a google a la recerca de solucions.

Pas 4: Més potència

Vaig trobar un article fantàstic sobre raspberrypi-spy comparant les diverses opcions d’il·luminació IR i vaig decidir obtenir un IR Illuminator, essencialment un petit focus farcit de LEDs IR. El que he comprat a ebay té 48 LEDs i funciona amb 12 volts de corrent continu: era literalment el més barat que hi havia a l’abast del Regne Unit a uns 5 GBP i va arribar un parell de dies després.

Això era molt més semblant! El vaig connectar al costat del Pi al taller enfosquit i vaig executar un parell de vídeos de prova, escurçant el temps de gravació a l’escriptura Batinator.py però deixant-lo configurat a 90 fps.

Veure els vídeos de la prova de nou era un cas de bones notícies / males notícies: la il·luminació era fantàstica, realment bona durant diversos metres. L’inconvenient és que el vídeo parpellejava constantment, fins al punt de ser inabastable. Tenia la sensació de saber quina seria la causa d'això, la font d'alimentació del nou il·luminador. La meva teoria era que el parpelleig reflectia les oscil·lacions de 50 Hz de la xarxa elèctrica, així que vaig configurar un script de prova per gravar 10 segons de vídeo a 90, 85, 80, 70, 60, 50 i 40 fotogrames per segon. Comparant els vídeos amb tota seguretat, tots van tenir l’efecte parpellejador a part del de 50 fps. Va ser una mica decebedor, ja que realment volia pujar la velocitat de fotogrames al seu límit.

Vaig tornar a l'article de les especificacions de la càmera per inspirar-me i vaig trobar que si la velocitat de fotogrames es redueix a 49 fps, la resolució de captura es pot augmentar de 640x480 a 1296 × 730, un compromís.

Pas 5: més proves

La càmera va sortir la nit següent, de nou, cap al jardiner del costat del cobert i apuntant cap al jardí.

Tan bon punt em vaig retirar de nou a l'interior, vaig poder veure un ratpenat donant voltes al voltant, així que tenia l'esperança que aquesta vegada capturés alguna cosa bona. 45 minuts després vaig començar a mirar les imatges enrere i, tot i que havia agafat un error o dos a prop de la càmera, el ratpenat en moviment no havia estat il·luminat en absolut.

Podia veure-la a la pel·lícula en silueta mentre rodava per sobre de la paret en cercles perfectes, però òbviament encara estava massa lluny de la llum IR.

La nit següent vaig decidir augmentar el joc, així que en lloc de col·locar la càmera a prop de la font d’energia del cobert, vaig llançar una extensió cap a l’alimentador d’ocells, que es troba gairebé al mig del jardí i molt més a prop d’on veig habitualment. els ratpenats. També vaig desplegar una arma secreta: el mitjó pudent! Unes setmanes abans, havia vist a Springwatch que Martin Hughes-Games havia atret les arnes penjant mitjons mullats en una barreja de cervesa, vi i sucre morè: es diu "Sugaring". Vaig pensar que si podia atraure arnes a prop de la càmera, aleshores això atrauria els ratpenats. No és gaire just a les arnes, però allà, no les temptaria cada nit amb les meves calceteries. No vaig tenir èxit les nits següents (massa fredes i mullades), però vaig tenir un estoc de cervesa a mà (per a les arnes, és clar) per si de cas.

Pas 6: Potència de bat-tery

La dificultat a l’hora de “desplegar el batinador” d’una nit era que consistia en executar un cable d’extensió des del cobert, endollar el Pi i l’il·luminador i intentar alinear-los cap allà on podrien estar els ratpenats; això trigaria entre 10 i 15 minuts i va ser una molèstia per deixar-ho a altes hores de la nit. Vaig decidir que volia anar amb bateria, de manera que iniciar la captura seria tan senzill com treure'l i prémer el botó "anar".

Primer vaig pensar a fer servir una bateria de 12v per a l’il·luminador i un banc d’alimentació separat de 5v per al Pi, però em va semblar una solució maldestra, així que vaig decidir anar amb una sola bateria de 12v per alimentar tots dos. Ja estava explorant fonts d'alimentació de 12v per a un altre projecte, així que vaig decidir construir un subministrament portàtil de 12v / 5v que fos prou modular com per a ser utilitzat amb tots dos propòsits.

Vaig començar amb un vell trepant sense fil de 12 V (molt barat!): Vaig serrar a través del mànec just a sota del gallet, deixant una superfície plana per fixar una caixa del projecte de manera segura a la part superior amb tirants de cable. el cable de 12 V era clarament visible a l'interior del mànec picat, de manera que acabo d'afegir un bloc de connexió per simplificar les coses.

Dins de la caixa del projecte vaig connectar un endoll de corrent continu que es connectaria a l’entrada de 12v de l’il·luminador i, en paral·lel, vaig connectar una presa de corrent estàndard de 12v, perforant forats perquè poguessin passar per la part posterior. Això em permetria connectar un adaptador USB per convertir el subministrament de 12v de la bateria de perforació a una sortida usb de 5v 2.1a i 1a. Després vaig afegir un interruptor d’alimentació principal a la caixa i, abans de connectar el preciós Pi, vaig provar la sortida USB mitjançant un Adafruit USB Charger Doctor, tot quedava bé.

Pas 7: Heus aquí el Batinator

Amb la potència tot ordenada, només necessitava ajustar el Pi i l’il·luminador a la base perquè fos agradable i portàtil.

L'il·luminador venia amb un pràctic suport giratori, de manera que era fàcil fixar-lo a la tapa de la caixa Pi i vaig enganxar lleugerament el mòdul de la càmera per tal que estiguessin sempre correctament alineats. Vaig haver d’utilitzar un cable de cinta més llarg per assegurar-me que no estigués massa estès.

Sabia que voldria fer servir la base de 12v / 5v amb altres projectes, així que necessitava que la funda Pi fos extraïble: Lego va resultar ser una solució semipermanent còmoda i perfecta. Vaig enganxar una base plana de Lego a la part superior de la caixa elèctrica i una altra a la base de la caixa Pi, encaixant-los fermament.

Amb tots els trossos retallats al producte acabat, em van recordar realment els "-inators" creats pel desgraciat científic maligne Heinz Doofenshmirtz a la historieta de Phineas & Ferb, i així es va nomenar Batinator. Aprenent del destí dels altres -inadors- vaig decidir ometre un botó destacat "Autodestrucció".

Un avantatge no planificat d’utilitzar la bateria de 12v era que s’eliminaven els 50 Hz que parpellejaven de la xarxa elèctrica, de manera que podia tornar a capturar vídeo als 90 fotogrames complets per segon. Ara només era un cas d’esperar que el temps millorés!

Pas 8: Acabat i filmació

Normalment, el temps es va deteriorar tan aviat com el Batinator estava a punt, i només ha estat en els darrers vespres càlids que he pogut fer-li una prova adequada. Podeu veure les primeres imatges del vídeo de YouTube, tot i que hi pot haver una arna o dues incloses. Enregistrar a les fosques és difícil fer-se una idea d’escala, de manera que de vegades és difícil saber si alguna cosa és petita o simplement està lluny. Un ratpenat és bastant distintiu!

Vaig provar d’utilitzar diverses resolucions de captura, però el 640x480 a 90 fps és el meu favorit: qualsevol cosa més ràpida i les coses es converteixen en un desenfocament a la pantalla, encara que sigui un desenfocament de 720p. L'il·luminador IR és efectiu fins a uns 2-3 metres, de manera que, per treballar amb això i amb la resolució VGA, el pla consisteix a experimentar col·locant la càmera en diferents llocs per apropar-se el més possible a on passen els ratpenats. O mussols, ovnis, llamps, no sóc exigent. Espero portar-ho més lluny en les properes setmanes, potser pel bosc o fent una passejada per ratpenats a la reserva natural local.

Actualització 2016-07-20: va capturar algunes imatges breus de llamps a Batinator.

Actualització 2016-07-24: alguns ratpenats més i algunes arnes.

La bateria de trepant convertida funciona molt bé, intento tenir-la completament carregada abans de "treure el ratpenat" d'una nit, però tot funciona molt bé durant més de dues hores. No he deixat que la bateria baixi fins a zero mentre estava connectat al Pi, ja que imagino que això no és molt bo per a això.

He estat utilitzant VLC per tornar a visualitzar els fitxers.mp4 capturats i he trobat que aquesta és una opció sòlida tant a l’ordinador portàtil com al mòbil. L’edició dels vídeos és senzilla a Windows Movie Maker, ara tinc l’hàbit de mirar enrere els fitxers en VLC en avanç ràpid, i anotar els temps de qualsevol "clip" en pantalla per facilitar la retallada més endavant.

El Batinator va ser molt divertit de construir i és encara més divertit d’utilitzar, només m’encanta la seva fiabilitat senzilla i el seu aspecte peculiar. També és el primer projecte portàtil de Pi que he intentat, que obre un munt de noves possibilitats. Enllaçaré més vídeos a aquest instructiu a mesura que es capturin (els dits creuats). Ara disculpeu-me mentre miro el cel …