The Raspberry Pi Batinator: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Batinator er en bærbar Raspberry Pi som bruker en PinoIR (No Infrared Filter) kameramodul for å ta opp video i mørket med 90 bilder per sekund, 640x480 oppløsning. Den har en 48 LED infrarød belysning på toppen, og strømmen leveres av et omformet 12v oppladbart drillbatteri. Jeg har nylig blitt fascinert av flaggermusene som besøker hagen vår på en kveld, og bygde dette for å prøve å fange de små skjønnhetene på film.

Det viser seg at Batinator også er praktisk for opptak av lyn, jeg burde kanskje ha kalt det Storminator: Youtube -video på:

Hvis du ikke kan se den innebygde videoen, er den på YouTube på: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw med mer på

Den (veldig enkle) Python -koden er på GitHub på

Trinn 1: Flaggermusoppdagelse

Vi flyttet bare inn i dette huset i august i fjor, så det var veldig spennende da jeg først la merke til flaggermusene i hagen for noen uker siden. De er hovedsakelig synlige i skumringen, når de kommer ut av sitt hode i skogen for å feste på møll og andre insekter. Det er tilsynelatende rike plukkinger i hagen vår, og du trenger vanligvis ikke å se veldig lenge på å se dem, ofte flyr han i sirkler og svever opp det de kan finne. som var en morsom lodding og fungerer veldig bra. Jeg lurte på om det kan være mulig å filme dem for å se nærmere på og forhåpentligvis til og med identifisere hvilke flaggermusarter som besøkte! Jeg hadde en ekstra Raspberry Pi 2 og fikk en Pi NoIR (noir = ingen infrarød filter) kameramodul til bursdagen min i fjor, så tenkte jeg skulle bruke den og se hva som skjedde.

Trinn 2: Koden

Jeg begynte med å sette opp kameraet på Pi, følge instruksjoner og et kameraeksempel fra MagPi Magazine, og gikk deretter til internett for å finne andre eksempler jeg kunne tilpasse for innspilling av videoen.

Jeg fant den perfekte koden på gjennomsnittlig mann mot Raspberry Pi -nettsted, som var godt dokumentert og veldig lett å følge. Jeg har gjort noen endringer for å passe mine behov, spesielt for å dele den innspilte videoen i biter på 5 minutter - hvert femte minutt tar det 15 minutter å se tilbake på grunn av frameraten!

Koden jeg brukte er tilgjengelig på GitHub - den er veldig grei!

Trinn 3: Første lys

Jeg håpet først å bruke en håndfull infrarøde lysdioder montert på Pi for å belyse flaggermusene, så begynte å jakte rundt på verkstedet for å se hva jeg kunne finne. Jeg kom over et ødelagt sikkerhetskamera og tok det snart fra hverandre, og klippet lysdiodene fra kretskortet for å la så mye "ben" som mulig. Jeg loddet disse deretter til et perma-proto-kort, koblet dem til Pi og ga den en test.

Når jeg så gjennom telefonens kamera, fungerte de absolutt, så den kvelden satte jeg ut Pi -en i hagen, koblet til en stikkontakt i skuret og lå i en praktisk plantepotte. Etter at de 40 minuttene var ferdig, kopierte jeg begeistret opptakene til den bærbare datamaskinen min for visning og - ingenting, ikke en pølse!

Det var åpenbart at belysningen av de fire redde lysdiodene ikke var nær kraftig nok, ettersom flaggermusene sannsynligvis var minst en meter unna Pi. Av gikk jeg til google på jakt etter løsninger!

Trinn 4: Mer kraft

Jeg fant en flott artikkel om raspberrypi -spy som sammenlignet de forskjellige alternativene for IR -belysning, og bestemte meg for å kjøpe en IR Illuminator - egentlig et lite spotlight fylt med IR -lysdioder. Den jeg kjøpte på ebay har 48 lysdioder og er drevet av 12 volt DC - den var bokstavelig talt den billigste i Storbritannia på omtrent £ 5 og kom et par dager senere.

Dette var mye mer likt det! Jeg koblet den til sammen med Pi i det formørkede verkstedet og kjørte et par testvideoer, forkortet innspillingstiden i Batinator.py -skriptet, men lot den sette seg til 90 fps.

Å se testvideoene tilbake var et tilfelle av gode nyheter/dårlige nyheter - belysningen var fantastisk, veldig bra i flere meter. Ulempen er at videoen hele tiden flimret, til den grad var usynlig. Jeg hadde en følelse av at jeg visste hva årsaken til dette ville være, strømforsyningen til den nye belysningen. Min teori var at flimringen gjenspeilte 50hz -svingningene til strømnettet, så jeg satte opp et testskript for å ta opp 10 sekunder med video ved 90, 85, 80, 70, 60, 50 og 40 bilder per sekund. Å sammenligne videoene sikkert at de alle hadde den flimrende effekten bortsett fra 50 fps. Dette var litt skuffende, ettersom jeg virkelig ønsket å presse bildefrekvensen til grensen.

Jeg gikk tilbake til kameraspesifikasjonsartikkelen for inspirasjon og fant ut at hvis bildefrekvensen senkes til 49 fps, kan oppløsningsoppløsningen økes fra 640x480 til 1296 × 730 - et kompromiss!

Trinn 5: Mer testing

Ut gikk kameraet neste kveld, tilbake i plantemaskinen på siden av skuret og pekte over hagen.

Så snart jeg trakk meg tilbake innendørs kunne jeg se en flaggermus sirkle rundt, så jeg håpet at jeg denne gangen ville fange noe godt. 45 minutter senere begynte jeg å se opptakene tilbake, og selv om jeg hadde fanget en feil eller to nær kameraet, hadde ikke den bevegelige flaggermusen blitt belyst i det hele tatt.

Jeg kunne se den på filmen i silhuett mens den rullet rundt over veggen i perfekte sirkler, men den var åpenbart fortsatt for langt unna IR -lyset.

Neste kveld bestemte jeg meg for å øke spillet, så i stedet for å plassere kameraet i nærheten av strømkilden i skuret, løp jeg en forlengelsesledning ut til fuglefôderen, som er nesten midt i hagen og mye nærmere der jeg vanligvis ser flaggermusene. Jeg brukte også et hemmelig våpen - den stinkende sokken! Jeg hadde sett på Springwatch noen uker tidligere at Martin Hughes -Games hadde tiltrukket seg møll ved å henge opp sokker dynket i en blanding av øl, vin og brunt sukker - "Sugaring" heter det. Jeg tenkte at hvis jeg kunne tiltrekke møll nær kameraet, ville dette igjen tiltrekke flaggermusene. Ikke veldig rettferdig på møllene, men du kommer, jeg ville ikke fristet dem hver kveld med min fulle truser. Jeg hadde ingen suksess de følgende nettene (for kaldt og vått), men beholdt et lager øl (for møllene selvfølgelig) for sikkerhets skyld.

Trinn 6: Bat-tery Power

Vanskeligheten med å "distribuere batinatoren" på en kveld var at det innebar å kjøre en skjøteledning fra skuret, plugge inn Pi og belysningen og deretter prøve å justere dem mot hvor flaggermusene kan være - dette ville ta 10-15 minutter og var et problem å sette bort sent på kvelden. Jeg bestemte meg for at jeg ville gå på batteridrevne, slik at det ville være enkelt å starte opptaket som å slå det ut og trykke på "gå" -knappen.

Jeg tenkte først på å bruke et 12v batteri til belysningen og en egen 5v powerbank for Pi, men dette føltes som en klønete løsning, så jeg bestemte meg for å gå med et enkelt 12v batteri for å drive begge. Jeg undersøkte allerede 12v strømkilder for et annet prosjekt, så bestemte meg for å bygge en bærbar 12v/5v forsyning som var modulær nok til å brukes til begge formål.

Jeg begynte med en gammel 12v batteridrevet boremaskin (en veldig billig!) - Jeg hacksaget gjennom håndtaket like under avtrekkeren, og etterlot en flat overflate for å fikse en prosjektboks forsvarlig på toppen med kabelbånd. 12v -kabelen var tydelig synlig inne i det hakkede håndtaket, så jeg la til en tilkoblingsblokk for å forenkle ting.

Inne i prosjektboksen koblet jeg til en likestrømskontakt som ville kobles til belysningens 12v -inngang, og parallelt koblet jeg til en standard 12v bilstikkontakt og boret hull for å stikke gjennom bak. Dette ville tillate meg å koble til en USB -adapter for å konvertere 12v -forsyningen fra drillbatteriet til en 5v 2.1a og 1a usb -utgang. Jeg la deretter til en hovedstrømbryter i esken, og før jeg plugget inn den dyrebare Pi testet USB -utgangen med en Adafruit USB Charger Doctor, det så bra ut!

Trinn 7: Se Batinator

Med alt strømmen sortert trengte jeg bare å montere Pi og belysningen på basen for å gjøre den fin og bærbar.

Belysningen kom med en hendig svingbar brakett, så dette var lett å boltre til lokket på Pi -etuiet, og jeg limte kameramodulen lett på toppen slik at de alltid ville være riktig justert. Jeg trengte å bruke en lengre kamerabåndkabel for å være sikker på at den ikke var for langt strukket.

Jeg visste at jeg ville bruke 12v/5v -basen med andre prosjekter, så jeg trengte å gjøre Pi -saken avtagbar - Lego viste seg å være en praktisk og perfekt semi -permanent løsning! Jeg varmlimte en flat Lego-base til toppen av strømboksen, og en til til bunnen av Pi-saken, og passet de to godt sammen.

Med alle bitene klippet på det ferdige produktet minnet jeg virkelig om "-inatorene" opprettet av den ulykkelige onde forskeren Heinz Doofenshmirtz i Phineas & Ferb-tegneserien, og så ble Batinator navngitt! Etter å ha lært av skjebnen til de andre -inatorene bestemte jeg meg for å utelate en fremtredende "Self Destruct" -knapp.

En uplanlagt fordel med å bruke 12v -batteriet var at 50hz -flimringen fra strømnettet ble eliminert, så jeg igjen kunne ta opp video med hele 90 bilder per sekund. Nå var det bare å vente på at været skulle bli bedre!

Trinn 8: Fullfør og opptak

Vanligvis forverret været så snart Batinator var klar, og det har bare vært de siste varme kveldene at jeg har klart å teste det. Du kan se de tidlige opptakene i YouTube -videoen - selv om det kan være en møll eller to inkludert! Å spille inn i mørket er vanskelig å få en ide om skala, så noen ganger er det vanskelig å si om noe er lite eller bare langt unna. En flaggermus er ganske særegen skjønt!

Jeg prøvde å bruke forskjellige oppløsningsoppløsninger, men 90 fps 640x480 er min favoritt - alt raskere og ting blir bare en uskarphet på skjermen, om enn en 720p uskarphet! IR-belysningen er effektiv opptil 2-3 meter, så for å jobbe med det og VGA-oppløsningen er planen å eksperimentere med å plassere kameraet på forskjellige steder for å komme så nært som mulig der flaggermusene flyr forbi. Eller ugler, UFOer, lyn, jeg er ikke masete. Jeg håper å ta det lenger unna de neste ukene, kanskje nedover skogen eller på en flaggermustur på det lokale naturreservatet.

Oppdatering 2016-07-20: Tok noen korte lynopptak på Batinator!

Oppdatering 2016-07-24: Noen flere flaggermus og noen møll!

Det konverterte drillbatteriet fungerer veldig bra, jeg prøver å få det fulladet før jeg "setter ut flaggermuset" fra en kveld, men alt går ganske lykkelig i over to timer. Jeg har ikke latt batteriet gå helt ned til null mens det er koblet til Pi, da jeg forestiller meg at dette ikke er veldig bra for det.

Jeg har brukt VLC for å vise tilbake de fangede.mp4 -filene og synes dette er et solid alternativ på både bærbar PC og mobil. Det er enkelt å redigere videoene i Windows Movie Maker. Jeg har for vane å se tilbake filene i VLC for hurtig spoling fremover, og notere ned tidene for eventuelle "blips" på skjermen for å gjøre trimmingen lettere senere.

Batinator var veldig morsom å bygge, og det er enda morsommere å bruke, jeg elsker den enkle påliteligheten og det merkelige utseendet. Det er også det første bærbare Pi -prosjektet jeg har prøvd, som åpner for mange nye muligheter. Jeg vil koble flere videoer til dette instruerbare når de (krysser fingrene) blir fanget. Unnskyld meg mens jeg ser på himmelen …