Time-Lapse Box: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Denne opplæringen viser hvordan du bygger et Raspberry Pi -oppsett for å skyte timelapses!

Oppsettet er laget av en eske som inneholder en lyskilde og et kamera (PiCamera) kontrollert av en Raspberry Pi for å ta bilder og laste dem opp til Google Drive.

Jeg bruker lysboksen min for å forfalle veksten av bakteriekolonier på overflaten av petriskåler. Dette oppsettet kan imidlertid enkelt tilpasses timelapse eller visuelt overvåke alt du ønsker!

Jeg vil lede deg gjennom alle trinnene jeg fulgte for å få systemet mitt til å fungere:

Trinn 1: Du vil forberede Google -kontoen din slik at Raspberry Pi kan sende bilder autonomt til Google Disk

Trinn 2: Du vil konfigurere Raspberry Pi for å kontrollere lyskilden og kameraet, slik at den får tilgang til GoogleDrive

Trinn 3: Du bygger boksen og monterer Picamera

Trinn 4: Du leder Raspberry Pi's GPIO og lyskilden gjennom et relé

Trinn 5: Begynn å skyte!

Vær oppmerksom på at rekkefølgen på delene av denne opplæringen ikke spiller noen rolle. Du kan følge dem i hvilken rekkefølge du vil!

La oss få STAAAAAAARTED

Rekvisita

1) 1 Raspberry Pi (Here Version Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (Here Module V2) + 1SD -kort (mellom 8 og 32Gb)

2) 2 5V strømforsyninger, tastatur, mus, skjerm og WIFI for arbeid med Raspberry Pi

3) Et 5V relé og en haug med elektriske ledninger.

3) En lyskilde (Her bruker jeg en lyspute Gaomon GB4 for å lyse opp petriskålene nedenfra!)

4) En stor eske (eller treplater for å bygge den)

7) Vanlige verktøy (plyers, skrutrekker, tape, loddejern, bor) + 3 delvis gjengede skruer (2,2 til 2,5 mm diameter)

Trinn 1: Konfigurer Google -kontoen din

Introduksjon til dette trinnet

Vi lagrer bildene tatt av Raspberry Pi på Google Drive. I tillegg til å unngå å fylle Pi -minnet ditt, lar dette deg sjekke tidsforløpet fra hvor som helst rundt om i verden!

Google har gitt ut en Python -pakke kalt PyDrive som lar deg laste opp og laste ned filer med … Python!

Google gir mye dokumentasjon for å forstå hvordan du håndterer PyDrive. Jeg syntes også Annis veiledning var veldig nyttig. Men hvis du er en biolog som meg, kan all denne programmeringsjargongen (API, omfang, flyt, token …) være litt overveldende. Så her er historien slik jeg forstår den:

Du oppretter et prosjekt på Google -kontoen din og aktiverer programmeringsalternativet for dette prosjektet. Google gir deg et navn og en passord som python -skriptet ditt bruker for å koble til Google -kontoen din. Når du kobler til for første gang, bruker Python en autorisasjons "flyt" der den forteller Google hvilken tjeneste den vil ha tilgang til (listen over tjenester Python ønsker å få tilgang til kalles "omfanget"). Når Google mottar en flytforespørsel fra python, vil den be om autorisasjon. Når du har godtatt manuelt, får Python legitimasjon og et tegn for å koble til Google uten din autorisasjon i fremtiden.

1) Gå til Google Cloud Plateform og klikk på Velg et prosjekt på det blå båndet. Klikk på Nytt prosjekt øverst til høyre i popup-vinduet. Gi prosjektet et navn, og klikk på Opprett. Dette vil bringe deg tilbake til velkomstsiden. Klikk igjen på Velg et prosjekt på det blå båndet. Klikk nå på det nye prosjektet du nettopp opprettet.

2) Klikk på Burger -menyen øverst til venstre på skjermen. Velg API og tjenester >> Dashboard i venstre kolonne på skjermen. Velg deretter + AKTIVER APIS og TJENESTER, like under det blå båndet. Søk deretter etter Disk i søkefeltet og velg Google Disk. Klikk deretter på Aktiver -knappen.

3) Gå tilbake til Burger -menyen >> API og tjenester, og velg denne gangen legitimasjon. På neste side går du til OAuth -samtykkeskjermen og gir programmet et navn og Lagre. Klikk nå på den blå knappen 'Opprett legitimasjon' for å velge alternativet OAuth Client ID. Merk av for Annet og Opprett.

4) Nå kan du laste ned en fil som heter client_secret.json. Denne filen lagrer legitimasjon og token. Det vil bli brukt av python -skriptet ditt på Raspberry Pi for å samhandle med Google -kontoen din. For nå lagre den på en flashdrive som 'credentials.json', vil du overføre den til Raspberry Pi når den er konfigurert.

Trinn 2: Innstilling av Raspberry Pi

Introduksjon til dette trinnet:

Her vil du installere pakkene og python -skriptet for at Raspberry Pi skal fungere. Python-skriptet lapser.py er hjernen som styrer vår time-lapse-enhet. Den har tre hovedfunksjoner:

1) Den omhandler Google Disk. Som forklart i avsnitt 1, hvis du vil vite mer om denne delen, kan du se opp her, her og her). 2) Den aktiverer GPIO for å slå på lyskilden. 3) Det aktiverer PiCamera for å ta bilder.

Hvis du vil forstå hvordan skriptet fungerer, har jeg kommentert hvert trinn sterkt og har inkludert koblingene til online -opplæringsprogrammene jeg har brukt til å skrive det.

Ok, la oss begynne:

1) Forbered SD -kortet

Formater SD -kortet for å formatere FAT. Last ned NOOBS fra Raspberry Pi -nettstedet. Kopier og lim inn alle filene fra den nylig nedlastede mappen direkte på SD -kortet. Hvis du sitter fast, finner du detaljerte instruksjoner her.

2) Start Raspberry Pi

Bare sett inn SD -kortet i Pi -svingen, slå det på og følg oppstartsinstruksjonene.

3) Sørg for at Raspberry Pi er satt til riktig tid:

> Skriv inn følgende kommando i kommandovinduet:

sudo date -s "Man 30. august 15:27:30 UTC 2019"

4) Sørg for at du bruker python 3

> Skriv inn følgende kommando i kommandovinduet:

python -versjon

> hvis python -versjonen ikke er 3, rediger.bashrc -filen ved å skrive inn følgende kommando:

sudo nano ~/.bashrc

Rull ned på slutten av dokumentet, og legg til følgende linje i slutten av filen:

alias python = ‘usr/bin/python3.5’

lagre og start på nytt

5) Installer nødvendige pakker:

> skriv inn følgende kommandoer i kommandovinduet:

pip installer pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip installer google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Aktiver PiCamera:

> skriv inn Terminal: sudo raspi-config

> Klikk på 5 Grensesnittalternativ og deretter på P1 -kamera, aktiver deretter kameragrensesnittet og start på nytt

7) Lagre Python Script lapser.py og filen credentials.json på Raspberry Pi:

Last ned python -skriptet lapser.py som er gitt i denne Instructable.lapser.py er skriptet som vil bli utført for å skyte tidsforløpet. Jeg har satt det sammen ved å kopiere noen koder som er funnet på nettet (jeg oppgir adressene til websidene som brukes i skriptet). credentials.json er filen du fikk i det siste trinnet i seksjon 1, lagre den med lapser.py i mappen Dokumenter til din Raspberry Pi.

8) Opprett godkjenningsflyten med Google Disk:

lapser.py inneholder alle instruksjonene for å etablere den første godkjenningsflyten med Google -kontoen din med programmet du opprettet i seksjon 1. Den overfører legitimasjonen lagret i credentials.json til Google og åpner nettleseren din slik at du kan logge manuelt inn på Google -kontoen din og gi appen din tillatelse til å få tilgang til Google Disk. Når dette er gjort, gir Google oss et token som Lapser.py lagrer i dokumentene dine som en fil som kalles token.pickles, som vil bli brukt til å opprette tilkoblinger uten innspill i fremtiden.

Utfør lapser.py, skriv inn Terminal:

> cd Dokumenter

og så:

> python lapser.py

Logg deg på Google -kontoen din og la appen få tilgang til Google Disk.

Etter dette trinnet, sjekk at Raspberry Pi tar bilder og lagrer dem på Disken din.

9) Sørg for at Raspberry Pi kjører lapser.py ved oppstart uten brukerinngang:

For å la din Raspberry Pi kjøre lapser.py under oppstart, forteller vi den å åpne terminalen når den starter og å kjøre lapser.py når terminalen åpnes:

For å be Pi om å åpne terminalen ved oppstart, endrer vi filen autostart. Skriv inn kommandovinduet:

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

Skriv deretter @lxterminal rett over linjen '@xscreensaver'. Lagre og lukk ved å skrive ctrl+x og deretter y og deretter skrive inn.

For å kjøre lapser.py når terminalen åpnes, redigerer vi.bashrc -filen. Skriv inn kommandovinduet:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Rull ned til slutten av filen og skriv:

ekko Kjører ved oppstart

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

Lagre og lukk ved å skrive: ctrl+x deretter y deretter enter.

10) Flytt noen pakker rundt:

Nå vil lapser.py kjøre på oppstart. Imidlertid er pakkene den trenger nå lagret på et sted den ikke kan få tilgang til (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Vi må derfor flytte disse pakkene til stedet den har tilgang til (/usr/lib/python3.5/dist-packages). For å flytte disse pakkene, skriv inn følgende kommando i din Raspberry Pi -terminal:

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

Du kan kontrollere at disse pakkene ble flyttet ved å gå til disse stedene med filbehandling. Du må høyreklikke og velge Vis skjult for å få.local til å vises i filbehandleren.

Dette er slutten på denne delen! De neste seksjonene kommer til å bli litt mer smarte: vi skal bygge boksen og koble Raspberry Pi for å begynne å skyte timelapsene våre!

Trinn 3: Bygg boksen

Introduksjon til dette trinnet:

Den beste tiden utløper blir tatt i et konstant lysmiljø der ingenting beveger seg bortsett fra det du filmer. Du kan bruke hvilken som helst plass der belysningen ikke endres for mye, for eksempel en stor korteske, et skap, et oppbevaringsrom så lenge oppsettet ditt ikke blir forstyrret under hele opptaket.

En laserskjærer lar deg bygge en pen eske med perfekte dimensjoner for oppsettet ditt. Du trenger imidlertid ikke noe så fancy for å skyte flotte tidsforløp. Du kan også bruke hvilken som helst plass der belysningen ikke endres for mye, for eksempel en stor korteske, et skap, et oppbevaringsrom …

1) Design boksen din.

Jeg brukte en laserskærer (Trotec Speedy 360) til å bygge en eske (i 6 mm MDF -tre) som ikke bare har de riktige dimensjonene, men også har en fantastisk design.

Husk at boksen din må være høy nok til at kameraet kan fange hele scenen din. Bruk de horisontale og vertikale synsfeltene til picameraet for å anslå hvor høyt kameraet ditt må være for å fange det du filmer.

Jeg brukte Make a Box med følgende dimensjoner (bredde: 303 mm, lengde: 453 mm, dybde (= høyde): 350 mm, plankebredde: 6 mm) for å få tegningene. Jeg la til noen hull for Picamera og ledningene og graverte også noen kule trippy -tegninger som ble funnet på Freepik.

2) Sett sammen boksen din

3) Monter Picamera

Å ha et stødig kamera som ikke beveger seg gjennom hele fotograferingen er veldig viktig for å få et flott tidsforløp. Etter å ha prøvd tape, 3D-trykte PiCamera-etuier og andre, kom jeg frem til et fint triks for å både sette orienteringen til kameraet og holde det godt festet på toppen av esken. Jeg bruker 3 skruer som bare er gjenget på spissene. Den gjengede delen er den som går gjennom tredybden mens den gjengede spissen går i picamerahullet. Når du roterer skruen, vil den gjengede spissen flytte PiCamera -hjørnet nærmere eller vekk fra overflaten på esken. Dette lar deg nøyaktig og fast angi vinkelen på kameraet for å fange scenen din.

Vær oppmerksom på at dette er den mest listige delen av denne instruksjonsboken, ettersom hullplasseringen og vinkelen må samsvare nøyaktig med dem på Picamera. Det er sannsynligvis best at du først øver på et treverk før du begynner å stikke hull over den vakre boksen din!

Trinn 4: Koble lyskilden til RaspberryPi

Introduksjon til dette trinnet:

Denne delen tar seg av kabling av lyskilden, 5V -reléet og Raspberry Pi gjennom GPIO.

Viktig: Jeg vet ikke mye om å jobbe med elektrisitet og høyspenninger (jeg er tross alt bare en biolog). Jeg kan ikke garantere sikkerheten til denne opplæringen og det endelige oppsettet. Vær spesielt forsiktig med brannfare og når du arbeider med høyspenning!

Du kan se her for å lese mer om hvordan et 5V -relé fungerer, og her for en full opplæring i hvordan du kontrollerer RaspberryPi's GPIO.

Du vil kanskje legge merke til at jeg ikke inkluderte noen motstand i kretsen som driver lysputen. Dette er fordi det er mistenkt at LED -strengen i den allerede har dem.

Bortsett fra det er alt på videoen!

Trinn 5: Shoot Time Lapses

Og du er ferdig!

Ha det gøy og del kunsten din i kommentarene!