Casella Time-Lapse: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo tutorial mostrerà come costruire una configurazione Raspberry Pi per scattare timelapse!

Il setup è composto da una scatola contenente una sorgente luminosa e una fotocamera (PiCamera) controllata da un Raspberry Pi per scattare foto e caricarle su Google Drive.

Applico la mia scatola luminosa per rallentare la crescita delle colonie batteriche sulla superficie delle capsule Petri. Tuttavia, questa configurazione può essere facilmente adattata per il time-lapse o per monitorare visivamente tutto ciò che desideri!

Ti guiderò attraverso tutti i passaggi che ho seguito per far funzionare il mio sistema:

Passaggio 1: preparerai il tuo account Google in modo che il tuo Raspberry Pi possa inviare autonomamente immagini a Google Drive

Passaggio 2: configurerai il tuo Raspberry Pi per controllare la sorgente luminosa e la fotocamera e in modo che possa accedere al tuo GoogleDrive

Passaggio 3: costruirai la scatola e monterai la Picamera

Passaggio 4: collegherai il GPIO del Raspberry Pi e la sorgente luminosa attraverso un relè

Passaggio 5: inizia a scattare!

Nota che l'ordine delle sezioni di questo tutorial non ha importanza. Puoi seguirli nell'ordine che preferisci!

Andiamo STAAAAAAAARTED

Forniture

1) 1 Raspberry Pi (qui versione Pi 3 modello B+) + 1 Picamera (qui modulo V2) + 1 scheda SD (tra 8 e 32 Gb)

2) 2 alimentatori 5V, tastiera, mouse, schermo e WIFI per lavorare con il tuo Raspberry Pi

3) Un relè da 5V e un mucchio di cavi elettrici.

3) Una fonte di luce (qui uso un light pad Gaomon GB4 per illuminare le capsule di Petri dal basso!)

4) Una grande scatola (o tavole di legno per costruirla)

7) Strumenti comuni (pinze, cacciavite, nastro, saldatore, trapani) + 3 viti parzialmente filettate (diametro da 2,2 a 2,5 mm)

Passaggio 1: configura il tuo account Google

Introduzione a questo passaggio

Salviamo le foto scattate dal Raspberry Pi su Google Drive. Oltre a evitare di riempire la memoria del tuo Pi, questo ti permetterà di controllare il tuo time lapse da qualsiasi parte del mondo!

Google ha rilasciato un pacchetto Python chiamato PyDrive che ti permette di caricare e scaricare file con… Python!

Google fornisce molta documentazione per capire come gestire PyDrive. Ho anche trovato molto utile il tutorial di Annis. Tuttavia, se sei un biologo come me, tutto questo gergo di programmazione (API, ambiti, flusso, token…) potrebbe essere un po' opprimente. Quindi ecco la storia per come l'ho capita:

Crei un progetto sul tuo account Google e abiliti l'opzione del programmatore per questo progetto. Google ti darà un nome e un passcode che il tuo script Python utilizza per connettersi al tuo account Google. Quando si connette per la prima volta, Python utilizza un "flusso" di autorizzazione in cui indica a Google a quale servizio vuole accedere (l'elenco dei servizi a cui Python vuole accedere è chiamato "ambito"). Quando Google riceve una richiesta di flusso da Python, chiederà la tua autorizzazione. Dopo aver accettato manualmente, Python ottiene le credenziali e un token per connettersi con Google senza la tua autorizzazione in futuro.

1) Vai su Google Cloud Platform e fai clic su Seleziona un progetto sulla barra blu. Fare clic su Nuovo progetto in alto a destra nella finestra pop-up. Assegna un nome al tuo progetto e fai clic su Crea. Questo ti riporterà alla pagina di benvenuto. Ancora una volta, fai clic su Seleziona un progetto sul nastro blu. Ora fai clic sul nuovo progetto che hai appena creato.

2) Clicca sul menu Burger in alto a sinistra dello schermo. Nella colonna di sinistra dello schermo seleziona API e servizi >> Dashboard. Quindi, appena sotto il nastro blu, seleziona + ABILITA API e SERVIZI. Quindi, cerca Drive nella barra di ricerca e seleziona Google Drive. Quindi fare clic sul pulsante Abilita.

3)Torna al menu Burger >> API e servizi e questa volta seleziona Credenziali. Nella pagina successiva vai alla schermata di consenso OAuth e dai un nome alla tua applicazione e salva. Ora fai clic sul pulsante blu "Crea credenziali" selezionando l'opzione ID client OAuth. Ora seleziona l'opzione Altro e Crea.

4) Ora sarai in grado di scaricare un file chiamato client_secret.json. Questo file memorizza le tue credenziali e il token. Verrà utilizzato dal tuo script Python sul tuo Raspberry Pi per interagire con il tuo account Google. Per ora salvalo su un'unità flash come "credentials.json", lo trasferirai sul tuo Raspberry Pi una volta configurato.

Passaggio 2: impostazione del Raspberry Pi

Introduzione a questo passaggio:

Qui installerai i pacchetti e lo script python per far funzionare il tuo Raspberry Pi. Lo script Python lapser.py è il cervello che governa il nostro dispositivo time-lapse. Ha tre funzioni principali:

1) Si tratta di Google Drive. Come spiegato nella sezione 1, se vuoi saperne di più su questa parte guarda qui, qui e qui). 2) Aziona il GPIO per accendere la sorgente luminosa. 3) Aziona la PiCamera per scattare foto.

Se vuoi capire come funziona lo script, ho commentato pesantemente ogni passaggio e ho incluso i collegamenti ai tutorial online che ho usato per scriverlo.

Bene iniziamo:

1) Prepara la tua scheda SD

Formatta la tua scheda SD per formattare FAT. Scarica NOOBS dal sito Web Raspberry Pi. Copia e incolla tutti i file dalla cartella appena scaricata direttamente sulla tua scheda SD. Se bloccato, puoi trovare istruzioni dettagliate qui.

2) Avvia il tuo Raspberry Pi

Basta inserire la scheda SD nel tuo Pi, accenderlo e seguire le istruzioni di avvio.

3) Assicurati che il tuo Raspberry Pi sia impostato sull'ora corretta:

> nella finestra di comando inserisci il seguente comando:

sudo date -s "Lun ago 30 15:27:30 UTC 2019"

4) Assicurati di utilizzare Python 3

> nella finestra di comando inserisci il seguente comando:

versione python

> se la versione di python non è 3 modifica il file.bashrc inserendo il seguente comando:

sudo nano ~/.bashrc

Scorri verso il basso alla fine del documento e aggiungi la seguente riga alla fine del file:

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

salva e riavvia

5) Installa i pacchetti necessari:

>nella finestra di comando inserisci i seguenti comandi:

pip installa pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip install google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Abilita PiCamera:

>digita nel Terminale: sudo raspi-config

> Fare clic su 5 Opzioni di interfaccia, quindi su Fotocamera P1, quindi abilitare l'interfaccia della fotocamera e riavviare

7) Salva lo script Python lapser.py e il file credenziali.json sul tuo Raspberry Pi:

Scarica lo script python lapser.py fornito in questo Instructable.lapser.py è lo script che verrà eseguito per riprendere il time lapse. L'ho messo insieme copiando alcuni bit di codici trovati online (fornisco gli indirizzi delle pagine web utilizzate nello script). credenziali.json è il file che hai ottenuto nell'ultimo passaggio della Sezione 1 salvalo con lapser.py nella cartella Documenti del tuo Raspberry Pi.

8) Stabilisci il flusso di autenticazione con il tuo Google Drive:

lapsr.py contiene tutte le istruzioni per stabilire il primo flusso di autenticazione con il tuo account Google con l'applicazione che hai creato nella Sezione 1. Trasmette le credenziali memorizzate in credenziali.json a Google e apre il tuo browser web in modo che tu possa accedere manualmente nel tuo account Google e concedi l'autorizzazione alla tua app per accedere al tuo Google Drive. Una volta fatto ciò, Google ci fornisce un token che Lapser.py salva nei tuoi documenti come file chiamato token.pickles che verrà utilizzato per stabilire connessioni senza il tuo input in futuro.

Esegui lapser.py, digita nel Terminale:

> cd Documenti

poi:

> pitone lapser.py

Accedi al tuo account Google e consenti alla tua applicazione di accedere a Google Drive.

Dopo questo passaggio, controlla che il tuo Raspberry Pi stia scattando foto e le salvi sul tuo Drive.

9) Assicurati che il tuo Raspberry Pi esegua lapser.py all'avvio senza alcun input dell'utente:

Per consentire al tuo Raspberry Pi di eseguire lapser.py all'avvio, gli diciamo di aprire il terminale all'avvio e di eseguire lapser.py all'apertura del terminale:

Per dire al Pi di aprire il terminale all'avvio modifichiamo il file autostart. Digita nella finestra di comando:

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

Quindi digita @lxterminal immediatamente sopra la riga "@xscreensaver". Salva e chiudi digitando ctrl+x poi y quindi invio.

Per eseguire lapser.py all'apertura del terminale, modifichiamo il file.bashrc. Digita nella finestra di comando:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Scorri fino alla fine del file e digita:

echo In esecuzione all'avvio

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

Salva e chiudi digitando: ctrl+x poi y quindi invio.

10) Sposta alcuni pacchi in giro:

Ora laspr.py verrà eseguito all'avvio. Tuttavia, i pacchetti di cui ha bisogno vengono ora salvati in una posizione a cui non può accedere (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Dobbiamo quindi spostare quei pacchetti nella posizione a cui possono accedere (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Per spostare quei pacchetti, digita il seguente comando nel tuo terminale Raspberry Pi:

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

Puoi verificare che quei pacchetti siano stati spostati andando in quelle posizioni con il file manager. Dovrai fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Mostra nascosto per far apparire.local nel file manager.

Questa è la fine di questa sezione! Le prossime sezioni saranno un po' più furbe: costruiremo la scatola e collegheremo il Raspberry Pi per iniziare a girare i nostri time-lapse!

Passaggio 3: costruisci la scatola

Introduzione a questo passaggio:

I migliori time lapse vengono ripresi in un ambiente con luce costante in cui nulla si allontana dalla cosa che stai filmando. Puoi utilizzare qualsiasi spazio in cui l'illuminazione non cambia troppo, come una grande scatola di carte, un armadio, un ripostiglio, purché la configurazione non venga disturbata durante la registrazione.

Un laser cutter ti permetterà di costruire una scatola ordinata con dimensioni perfette per il tuo allestimento. Tuttavia, non hai bisogno di qualcosa di così fantasioso per riprendere fantastici time-lapse. Puoi anche utilizzare qualsiasi spazio in cui l'illuminazione non cambia troppo, come una grande scatola di carte, un armadio, un ripostiglio…

1) Progetta la tua scatola.

Ho usato un laser cutter (Trotec Speedy 360) per costruire una scatola (in legno MDF da 6 mm) che non solo ha le giuste dimensioni, ma ha anche un fottuto design.

Tieni presente che la tua scatola deve essere abbastanza alta in modo che la fotocamera possa catturare l'intera scena. Usa i campi visivi orizzontali e verticali della picamera per stimare quanto deve essere alta la tua fotocamera per catturare ciò che stai filmando.

Ho usato Crea una scatola con le seguenti dimensioni (Larghezza: 303 mm, Lunghezza: 453 mm, Profondità (= Altezza): 350 mm, Larghezza tavola: 6 mm) per ottenere i progetti. Ho aggiunto alcuni fori per la Picamera e i fili e ho anche inciso alcuni bei disegni tristi trovati su Freepik.

2) Assembla la tua scatola

3)Montare la Picamera

Avere una fotocamera stabile che non si muova durante le riprese è molto importante per ottenere un time lapse di bell'aspetto. Dopo aver provato il nastro, le custodie PiCamera stampate in 3D e altri, ho trovato un bel trucco per impostare l'orientamento della fotocamera e tenerla saldamente fissata sulla parte superiore della scatola. Uso 3 viti che sono filettate solo in punta. La parte non filettata è quella che passa attraverso la profondità del legno mentre la punta filettata va nel foro della picamera. Quando si ruota la vite, la punta filettata sposterà l'angolo della PiCamera più vicino o lontano dalla superficie della scatola. Ciò consente di impostare con precisione e fermezza l'angolazione della fotocamera per catturare la scena.

Si prega di notare che questa è la parte più furba di questo Instructable poiché la posizione e l'angolo dei fori devono corrispondere esattamente a quelli della Picamera. Probabilmente è meglio che ti eserciti prima su un pezzo di legno di riserva prima di iniziare a fare buchi su tutta la tua bella scatola!

Passaggio 4: cablaggio della sorgente luminosa al RaspberryPi

Introduzione a questo passaggio:

Questa sezione si occupa del cablaggio della sorgente luminosa, del relè 5V e del Raspberry Pi tramite il suo GPIO.

Importante: non so molto di lavoro con l'elettricità e l'alta tensione (dopotutto sono solo un biologo). Non posso garantire la sicurezza di questo tutorial e della configurazione finale. Prestare particolare attenzione ai rischi di incendio e quando si lavora con l'alta tensione!

Puoi guardare qui per saperne di più su come funziona un relè 5V e qui per un tutorial completo sul controllo del GPIO di RaspberryPi.

Potresti notare che non ho incluso alcun resistore nel circuito che alimenta il pad luminoso. Questo perché si sospetta che la stringa di LED al suo interno li abbia già.

A parte questo, è tutto nel video!

Passaggio 5: scatta i time lapse

E hai finito!

Divertiti e condividi la tua arte nei commenti!