Quadre Time-Lapse: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquest tutorial us mostrarà com construir una configuració de Raspberry Pi per disparar els temps.

La configuració es compon d’una caixa que conté una font de llum i una càmera (PiCamera) controlada per un Raspberry Pi per fer fotografies i penjar-les a Google Drive.

Aplico la meva caixa de llum al lapse de temps del creixement de les colònies bacterianes a la superfície de les plaques Petri. Tanmateix, aquesta configuració es pot adaptar fàcilment a timelapse o supervisar visualment tot el que vulgueu.

Us guiaré per tots els passos que he seguit perquè el meu sistema funcioni:

Pas 1: preparareu el vostre compte de Google perquè el vostre Raspberry Pi pugui enviar imatges de manera autònoma a Google Drive

Pas 2: configurareu el vostre Raspberry Pi per controlar la font de llum i la càmera i perquè pugui accedir al vostre GoogleDrive

Pas 3: Construireu la caixa i muntareu la Picamera

Pas 4: connectareu el GPIO del Raspberry Pi i la font de llum mitjançant un relé

Pas 5: comenceu a disparar.

Tingueu en compte que l’ordre de les seccions d’aquest tutorial no té importància. Els podeu seguir en qualsevol ordre que vulgueu.

Fem STAAAAAARTED

Subministraments

1) 1 Raspberry Pi (Aquí versió Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (Here Mòdul V2) + targeta 1SD (entre 8 i 32 GB)

2) 2 fonts d'alimentació de 5V, teclat, ratolí, pantalla i WIFI per treballar amb el vostre Raspberry Pi

3) Un relé de 5V i un munt de cables elèctrics.

3) Una font de llum (aquí faig servir un coixinet de llum Gaomon GB4 per il·luminar els plats Petri des de baix!)

4) Una caixa gran (o taulers de fusta per construir-la)

7) Eines comunes (capes, tornavís, cinta, soldador, trepants) + 3 cargols parcialment roscats (2,2 a 2,5 mm de diàmetre)

Pas 1: configureu el vostre compte de Google

Introducció a aquest pas

Desem les fotos fetes per Raspberry Pi a Google Drive. A més d'evitar omplir la memòria del Pi, això us permetrà comprovar el vostre lapse de temps des de qualsevol part del món.

Google ha llançat un paquet Python anomenat PyDrive que us permet carregar i descarregar fitxers amb … Python!

Google proporciona molta documentació per entendre com gestionar PyDrive. També he trobat molt útil el tutorial d’Annis. Tot i això, si sou biòlegs com jo, tot aquest argot de programació (API, àmbits, flux, testimoni …) pot ser una mica aclaparador. Així que aquí teniu la història tal com l’entenc:

Creeu un projecte al vostre compte de Google i activeu l'opció de programador per a aquest projecte. Google us donarà un nom i una contrasenya que el vostre script Python utilitza per connectar-vos al vostre compte de Google. Quan es connecta per primera vegada, Python utilitza un "flux" d'autorització on indica a Google a quin servei vol accedir (la llista de serveis a què Python vol accedir s'anomena "abast"). Quan Google rep una sol·licitud de flux de Python, us demanarà l'autorització. Un cop accepteu manualment, Python obtindrà credencials i un testimoni per connectar-se amb Google sense la vostra autorització en el futur.

1) Aneu a Google Cloud Plateform i feu clic a Selecciona un projecte a la cinta blava. Feu clic a Projecte nou a la part superior dreta de la finestra emergent. Poseu un nom al vostre projecte i feu clic a Crea. Això us tornarà a la pàgina de benvinguda. De nou, feu clic a Selecciona un projecte a la cinta blava. Ara feu clic al nou projecte que acabeu de crear.

2) Feu clic al menú Burger a la part superior esquerra de la pantalla. A la columna esquerra de la pantalla, seleccioneu API i serveis >> Tauler. A continuació, just a sota de la cinta blava, seleccioneu + ACTIVA APIS i SERVEIS. A continuació, cerqueu Drive a la barra de cerca i seleccioneu Google Drive. A continuació, feu clic al botó Habilita.

3) Torneu al menú Burger >> API i serveis i, aquesta vegada, seleccioneu Credencials. A la pàgina següent, aneu a la pantalla de consentiment OAuth i doneu un nom a la vostra aplicació i Desa. Ara feu clic al botó blau "Crea credencials" seleccionant l'opció Identificador de client OAuth. Ara marqueu l'opció Altres i Creeu.

4) Ara podreu descarregar un fitxer anomenat client_secret.json. Aquest fitxer emmagatzema les vostres credencials i el vostre testimoni. El vostre script Python el farà servir al vostre Raspberry Pi per interactuar amb el vostre compte de Google. Ara per ara, deseu-lo en una memòria flash com a "credentials.json", el transferireu al vostre Raspberry Pi un cop configurat.

Pas 2: Configuració del Raspberry Pi

Introducció a aquest pas:

Aquí instal·leu els paquets i l’escriptura python perquè funcioni el vostre Raspberry Pi. La script python lapser.py és el cervell que governa el nostre dispositiu time-lapse. Té tres funcions principals:

1) Tracta de Google Drive. Com s’explica a la secció 1, si voleu obtenir més informació sobre aquesta part, busqueu aquí, aquí i aquí). 2) Actua el GPIO per encendre la font de llum. 3) Acciona la PiCamera per fer fotografies.

Si voleu entendre com funciona el guió, he comentat molt cada pas i he inclòs els enllaços als tutorials en línia que he utilitzat per escriure-ho.

Molt bé, comencem:

1) Prepareu la targeta SD

Formateu la targeta SD al format FAT. Descarregueu NOOBS des del lloc web Raspberry Pi. Copieu i enganxeu tots els fitxers de la carpeta acabada de descarregar directament a la targeta SD. Si està bloquejat, es poden trobar instruccions detallades aquí.

2) Arrenceu el vostre Raspberry Pi

Simplement introduïu la targeta SD al vostre encès Pi, activeu-la i seguiu les instruccions d’arrencada.

3) Assegureu-vos que el vostre Raspberry Pi estigui configurat a l’hora correcta:

> a la finestra d'ordres introduïu l'ordre següent:

sudo date -s "Dill 30 agost 15:27:30 UTC 2019"

4) Assegureu-vos que utilitzeu Python 3

> a la finestra d'ordres introduïu l'ordre següent:

python -versió

> si la versió de Python no és 3, editeu el fitxer.bashrc introduint l'ordre següent:

sudo nano ~ /.bashrc

Desplaceu-vos cap avall al final del document i afegiu la línia següent al final del fitxer:

àlies python = 'usr / bin / python3.5'

deseu i reinicieu

5) Instal·leu els paquets necessaris:

> a la finestra d'ordres introduïu les ordres següents:

pip instal·lar pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip instal·lar google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Activeu PiCamera:

> escriviu a la Terminal: sudo raspi-config

> Feu clic a 5 Interfacing Option i després a P1 Camera i activeu la interfície de la càmera i reinicieu

7) Deseu el Python Script lapser.py i el fitxer credentials.json al vostre Raspberry Pi:

Descarregueu l'script python lapser.py que es proporciona en aquest Instructable.lapser.py és l'script que s'executarà per disparar el lapse de temps. Ho he ajuntat copiant alguns trossos de codis que es troben en línia (proporciono les adreces de les pàgines web que s’utilitzen en el script). credentials.json és el fitxer que vau obtenir al darrer pas de la secció 1, deseu-lo amb lapser.py a la carpeta Documents del vostre Raspberry Pi.

8) Establir el flux d’autenticació amb Google Drive:

lapser.py conté totes les instruccions per establir el primer flux d'autenticació amb el vostre compte de Google amb l'aplicació que heu creat a la secció 1. Transmet a Google les credencials emmagatzemades a credentials.json i obre el navegador web perquè pugueu iniciar la sessió manualment accediu al vostre compte de Google i concediu permís a la vostra aplicació per accedir a Google Drive. Un cop fet això, Google ens proporciona un testimoni que Lapser.py desa als vostres documents com a fitxer anomenat token.pickles que s’utilitzarà per establir connexions sense la vostra entrada en el futur.

Executeu lapser.py, escriviu el terminal:

> Documents cd

i llavors:

> python lapser.py

Inicieu la sessió al vostre compte de Google i permeteu que la vostra aplicació accedeixi a Google Drive.

Després d'aquest pas, comproveu que el vostre Raspberry Pi estigui fent fotos i les desi al vostre Drive.

9) Assegureu-vos que el vostre Raspberry Pi executi lapser.py en arrencar sense cap entrada de l'usuari:

Per permetre que el vostre Raspberry Pi executi lapser.py en arrencar, li diem que obri el terminal quan s’engega i que executi lapser.py quan s’obri:

Per dir al Pi que obri el terminal en arrencar, modifiquem el fitxer d’inici automàtic. Escriviu a la finestra d'ordres:

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

A continuació, escriviu @lxterminal immediatament a sobre de la línia "@xscreensaver". Deseu i tanqueu escrivint ctrl + x i, a continuació, i introduïu.

Per executar lapser.py quan s’obri el terminal editem el fitxer.bashrc. Escriviu a la finestra d'ordres:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Desplaceu-vos cap avall fins al final del fitxer i escriviu:

eco Funcionant a l'arrencada

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

Deseu i tanqueu escrivint: ctrl + x i després introduïu y.

10) Mou alguns paquets:

Ara lapser.py s'executarà a l'arrencada. Ara bé, els paquets que necessita es guarden en un lloc on no pot accedir (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Per tant, hem de moure aquests paquets a la ubicació on pot accedir (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Per moure aquests paquets, escriviu l'ordre següent al terminal Raspberry Pi:

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

Podeu comprovar que aquests paquets es van moure anant a aquella ubicació amb el gestor de fitxers. Haureu de fer clic amb el botó dret i seleccionar Mostrar amagat per fer que.local aparegui al gestor de fitxers.

Aquest és el final d’aquesta secció. Les següents seccions seran una mica més astutes: construirem la caixa i connectarem el Raspberry Pi per començar a disparar els nostres temps.

Pas 3: Creeu la caixa

Introducció a aquest pas:

Els millors períodes de temps es roden en un entorn de llum constant on res no s’allunya del que esteu filmant. Podeu utilitzar qualsevol espai on la il·luminació no canviï massa, com ara una gran caixa de cartes, un armari o un traster, sempre que la configuració no es pertorbi durant la gravació.

Un tallador làser us permetrà construir una caixa amb unes dimensions perfectes per a la vostra configuració. Tanmateix, no necessiteu una cosa tan elegant per disparar grans lapse de temps. També podeu utilitzar qualsevol espai on la il·luminació no canviï massa, com ara una gran caixa de cartes, un armari, un traster …

1) Dissenya la teva caixa.

He utilitzat un tallador làser (Trotec Speedy 360) per construir una caixa (de fusta MDF de 6 mm) que no només té les dimensions adequades, sinó que també té un disseny fantàstic.

Tingueu en compte que la caixa ha de ser prou alta perquè la càmera pugui capturar tota la vostra escena. Utilitzeu els camps de visió horitzontal i vertical de la càmera fotogràfica per calcular quina altura ha de tenir la càmera per capturar el que esteu filmant.

Vaig fer una caixa amb les dimensions següents (amplada: 303 mm, longitud: 453 mm, profunditat (= alçada): 350 mm, amplada del tauler: 6 mm) per obtenir els plànols. Vaig afegir alguns forats per a la Picamera i els cables i també vaig gravar alguns dibuixos trippy que es van trobar a Freepik.

2) Munteu la vostra caixa

3) Munteu la Picamera

Tenir una càmera estable que no es mogui durant tot el rodatge és molt important per aconseguir un bon lapse de temps. Després de provar cintes, fundes PiCamera impreses en 3D i altres, vaig trobar un bon truc per establir l’orientació de la càmera i mantenir-la ben fixada a la part superior de la caixa. Utilitzo 3 cargols que només estan roscats a les seves puntes. La part sense roscar és la que travessa la profunditat de la fusta mentre la punta roscada va al forat de la càmera fotogràfica. En girar el cargol, la punta roscada mourà la cantonada de PiCamera més a prop o lluny de la superfície de la caixa. Això us permet establir amb precisió i fermesa l’angle de la càmera per capturar l’escena.

Tingueu en compte que aquesta és la part més astuta d’aquest instructiu, ja que l’emplaçament i l’angle dels forats han de coincidir amb precisió amb els de la Picamera. Probablement és millor que practiqueu primer en una peça de fusta de recanvi abans de començar a fer forats per tota la vostra bella caixa.

Pas 4: connectar la font de llum al RaspberryPi

Introducció a aquest pas:

Aquesta secció s’encarrega de cablejar la font de llum, el relé de 5V i el Raspberry Pi mitjançant el seu GPIO.

Important: no sé molt sobre treballar amb electricitat i altes tensions (al cap i a la fi només sóc biòleg). No puc garantir la seguretat d’aquest tutorial i de la configuració final. Tingueu especial precaució davant dels riscos d'incendi i quan treballeu amb alta tensió.

Podeu consultar aquí per obtenir més informació sobre com funciona un relé de 5V i aquí per obtenir un tutorial complet sobre el control del GPIO de RaspberryPi.

És possible que noteu que no he inclòs cap resistència al circuit que alimenta el coixinet de llum. Això es deu al fet que se sospita que la cadena de LED que ja hi té.

A part d’això, tot apareix al vídeo.

Pas 5: disparar els lapses de temps

I ja està!

Diverteix-te i comparteix el teu art als comentaris!