Impianto di animazione stop-motion Raspberry Pi: 16 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

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L'animazione stop-motion è una tecnica in cui gli oggetti vengono manipolati fisicamente e fotografati fotogramma per fotogramma per creare l'illusione di un'immagine in movimento.

La nostra mini mostra di animazione in stop-motion è realizzata con un Raspberry Pi, che è un "computer piccolo e conveniente che puoi usare per imparare a programmare attraverso progetti divertenti e pratici".

Il rig utilizza un Raspberry Pi, una pi-camera e cinque semplici comandi di input per creare infinite possibilità di narrazione. Può essere collegato a qualsiasi monitor o proiettore e gli studenti possono lavorare da soli o collaborare in coppia per creare le loro animazioni.

Questo strumento può essere utilizzato per l'esplorazione a tempo indeterminato a casa o incorporato nelle lezioni in aula per approfondire e rafforzare l'apprendimento. Gli utenti possono creare i propri personaggi da inserire in una lezione di storia, in un progetto artistico o in un mondo microscopico, utilizzando l'animazione in stop-motion e materiali semplici e quotidiani per raccontare una storia o illustrare la propria comprensione di concetti scientifici in modo giocoso e coinvolgente.

Questa guida è ancora una bozza! Continueremo a lavorare per sviluppare questo giocoso strumento di esplorazione in modo che possa essere utilizzato nei musei, nelle aule scolastiche, negli spazi dei produttori e sul tavolo della cucina. Sentiti libero di remixare la stazione di animazione e facci sapere cosa ti viene in mente mentre sperimenti. Controlla gli aggiornamenti mentre perfezioniamo il design dell'hardware e del software.

Passaggio 1: raccogliere i materiali (elettronica)

Se vuoi costruire la stazione di animazione più semplice (controllata con una tastiera) puoi semplicemente ottenere i seguenti materiali (quindi saltare al passaggio 10):

Raspberry Pi 3 Starter kit completo di Canakit, che include Raspberry Pi 3 (include alimentatore da 5 V 2,5 A, custodia Raspberry Pi 3, cavo HDMI, scheda MicroSD da 32 GB (precaricata con NOOBS), 2 dissipatori di calore breadboard full size, ponticello da maschio a maschio cavi)

Tastiera e mouse (usb o wireless)

Monitor compatibile con HDMI

Modulo fotocamera Raspberry Pi V2

Cavo flessibile Adafruit da 2 metri per fotocamera Raspberry Pi

Custodia per fotocamera Adafruit Pi

Questi componenti elettronici (insieme ai materiali da costruzione) sono necessari per costruire una stazione simile a una mostra più robusta

Cinque pulsanti arcade Rosso, bianco, verde, blu e giallo

Tavola prototipo Gikfun

Filo intrecciato

Scheda Breakout Canakit e cavo GPIO

Interruttore momentaneo (normalmente aperto)

ventola del computer 5v

Passaggio 2: raccogliere il legno, l'hardware e gli strumenti

Raccogli la legna per la scatola:

• Compensato da 1/4", 12" per 17"
• Compensato da 1/4", 13" per 18"
• Compensato da 1/2", 4" x 8'
• 1x2 tavola di pino comune, lunghezza 4'
• 1x1 tavola di pino comune, lunghezza 4'

Raccogli il seguente hardware:

• chiodi Brad, lunghezza 3/4"
• Vite a macchina 1/4-20, lunghezza 1 3/4"
• Inserti filettati 1/4-20
• 1/4-20 dadi a T
• 1/4 rondelle
• 1/4-20 galletto
• 4-40 viti, lunghezza 3/4"
• 4-40 noci

Avrai anche bisogno dei seguenti strumenti:

• Sega da banco, sega da traforo e/o sega a mano giapponese
• Trapano a batteria
• Set di punte per trapano e punte per cacciavite (inclusa una punta forstner da 3/4" e 1" di diametro)
• Brad chiodatrice
• Cacciavite a testa Philips
• Saldatore e saldatore
• Tagliafili e spelafili
• Martello o mazzuolo
• Colla per legno
• 2 morsetti rapidi (almeno 18 pollici di larghezza)

Passaggio 3: costruisci il fondo della scatola

Taglia il foglio di compensato da 1/4". Il pezzo da 12"x17" sarà il fondo della scatola e il pezzo da 13" x 18" sarà la parte superiore.

Taglia il compensato da 1/2 "in strisce da 4" per creare i lati della scatola. Taglia due di loro fino a 12 "di lunghezza e due di 18".

Prendi uno dei pezzi da 18 (questo sarà il retro della scatola) e ritaglia i fori per la spina e i cavi

• Foro da 1/2" per il kill switch
• due fori da 1/4" per il supporto del braccio
• un foro da 3/4" di diametro per la ventola
• un rettangolo da 3/4" x 1/2" per il cavo hdmi
• un foro per mouse da 1/4" per il cavo di alimentazione.

Spruzzare una striscia di colla per legno sul fondo dei pezzi laterali e utilizzare i morsetti per collegare i lati alla base. Quindi usa la chiodatrice Brad per attaccare i lati alla base, distanziando le unghie di circa 2-3 pollici l'una dall'altra.

Attacca i pezzi davanti e dietro con colla e chiodi allo stesso modo. Assicurati di far passare prima il filo per il cavo di alimentazione attraverso il foro del mouse.

Alla fine di questo passaggio dovresti avere il fondo della scatola con quattro lati e il cavo di alimentazione che passa attraverso il foro nella parte posteriore della scatola finito.

Passaggio 4: costruisci la parte superiore della scatola

Prendi il pezzo da 13 "per 18" di compensato da 1/4" da utilizzare per realizzare la parte superiore della scatola.

Usa un trapano con una punta forstner da 1 "per fare una fila di cinque grandi fori fissati a circa 1" dal lato destro del coperchio per i pulsanti arcade. Dovrebbero essere approssimativamente equidistanti, ma puoi lasciare uno spazio extra tra il foro superiore e gli altri quattro fori per impostare il filmato di cancellazione oltre agli altri pulsanti.

Taglia due pezzi lunghi 1,5" dalla tavola 1x2 e pratica un foro di 5/16" di diametro al centro di ciascuno. Usa una punta forster da 3/4" per creare un foro incassato allineato con il foro da 5/16". Infilare il dado a T attraverso il foro e utilizzare una vite per forzare il dado a T a filo contro il pezzo. Guarda questo video per una panoramica del processo di fissaggio dei dadi a T.

Attacca i blocchi sulla tavola nel mezzo 1/2 da ciascun lato con il foro incassato rivolto verso il centro usando colla per legno e chiodi di garofano

Taglia un pezzo lungo 3" di 1x2 e attaccalo alla parte superiore della tavola a 1/2" dall'alto

Taglia una fessura ovale da 1/4" per 1" nella parte superiore della tavola vicino alla posizione del blocco da 3". Per fare ciò puoi praticare due fori da 1/4" nella parte superiore della scatola e quindi infilare la lama della sega da traforo attraverso il foro. Guarda questo video didattico per una demo del processo.

Passaggio 5: crea il braccio della fotocamera

Questo braccio della fotocamera è pieghevole e rimovibile, il che rende facile riporre la stazione di animazione. È anche molto complicato da realizzare. Puoi modificare questo passaggio in base alle tue esigenze e al tuo livello di esperienza nella lavorazione del legno. L'obiettivo alla fine del passaggio è avere la telecamera sopra il centro della stazione.

Taglia un pezzo lungo 5" dalla tavola 1x1 e pratica tre fori da 1/4" (uno a 1/2" dall'alto) e gli altri due in modo che corrispondano ai fori da 1/4" sul retro della scatola

Taglia un pezzo da 11" e un pezzo da 13" dalla tavola 1x1

Usa un trapano e una sega a nastro per tagliare le fessure per il filo della fotocamera e i fori come mostrato nelle immagini che accompagnano questo passaggio. Usa la tecnica della sega circolare e del trapano per ritagliare le tacche alla base delle braccia. Prova le curve per assicurarti che possano funzionare come perno.

Taglia un pezzo lungo 2,5 dalla tavola 1x2 per il blocco della fotocamera

Disegna lo schema come mostrato nelle immagini per creare uno spazio in cui il blocco della fotocamera possa ruotare e uno spazio piatto per collegare la fotocamera pi.

Utilizzare bulloni a testa bombata 1/4 -20, rondelle e dadi ad alette per collegare il blocco piccolo al retro della scatola Collegare i bracci corti (11") e lunghi (13") insieme a bulloni, rondelle e 1/4-20 noci ad alette. Attacca il blocco della fotocamera alla tacca curva nella parte superiore del braccio corto. Fissare la struttura del braccio all'ultimo foro nel blocco corto utilizzando un bullone da 1/4-20, una rondella e un dado esagonale.

Passaggio 6: preparare i pulsanti e Raspberry Pi

Tagliare un pezzo di filo colorato, spellare un'estremità e poi avvolgere quell'estremità attorno alla linguetta metallica dei terminali COM e NC (normalmente chiusi). Utilizzare il saldatore per saldare i fili ai cavi dell'interruttore. Ripetere con gli altri quattro pulsanti (utilizzando il filo colorato appropriato).

Tagliare un pezzo di filo nero e saldarlo ai terminali dell'interruttore momentaneo in metallo.

Metti il lampone pi nella custodia di plastica

Aggiungi una scheda di memoria con NOOB installati

Collega il cavo canakit al rasberry pi (fai un doppio controllo extra assicurandoti che l'indicatore del PIN 1 sia nell'angolo del Pi. Se hai un cavo grigio è probabilmente una striscia rossa, per i cavi neri, una striscia bianca. Quello il pin non deve essere vicino al connettore TV. Girare o torcere il cavo finché non è a destra)

Passaggio 7: saldare l'elettronica alla scheda prototipi

Premere il lato della scheda di breakout del cavo GPIO sulla scheda prototipi gik come mostrato nell'immagine allegata a questo passaggio. Capovolgere la scheda e saldare con cura la scheda GPIO in posizione aggiungendo un po' di saldatura su ciascuno dei pin.

Collega un filo da ciascuno dei pulsanti arcade alla scheda Gik ai pin numeri 2, 3, 4, 5, 6 nel seguente ordine.

Cancellare (filo rosa/rosso) il pin 2 etichettato anche SDA)

Play (filo verde), pin 3 etichettato anche come SCL

Annulla (filo blu) pin 4

Scatta una foto (filo giallo) pin 5

Salva (filo bianco) pin 6

Prendi i fili dall'altro lato di ciascuno dei pulsanti e collegali alla colonna negativa della scheda gik proto (non importa l'ordine purché siano nella colonna).

Collegare uno dei fili dall'interruttore momentaneo (filo nero) alla riga per il pin 13 e l'altro alla colonna negativa.

Collegare i fili dalla mini ventola alla sezione 5V + e - della breadboard

Passaggio 8: collegare interruttori e ventola alla scatola

Attacca i pulsanti arcade alla parte superiore della scatola svitando la parte dell'interruttore dei pulsanti, svitando il dado di plastica nera, spingendo il pulsante attraverso il foro, stringendo il dado e ricollegando l'interruttore. Eseguire questa operazione su tutti e cinque i pulsanti nell'ordine dall'alto verso il basso: rosso, bianco, verde, blu e giallo.

Se lo desideri, puoi etichettare i pulsanti, con un pezzo di carta nella parte superiore del pezzo di plastica o scrivendo sul lato del pulsante.

Attacca l'interruttore di spegnimento sul retro della scatola allo stesso modo in modo che lo stantuffo sia rivolto verso il retro della scatola.

Allineare la mini ventola sul foro da 3/4 all'interno del retro della scatola. Segnare gli spazi per i fori e praticare i fori pilota nella posizione corretta. Utilizzare le viti e i bulloni 4-40 per fissare la ventola sul scatola.

Passaggio 9: collegare la fotocamera alla stazione

Fai due fori pilota nella scatola della fotocamera sulla parte superiore del braccio e avvita la custodia in plastica usando 4-40 bulloni e dadi (assicurati di rimuovere prima il pezzo di schiuma)

Collega il cavo flessibile al Raspberry Pi. Infilare il cavo attraverso la fessura della parte superiore della scatola, attraverso le fessure nel braccio e quindi collegarlo alla fotocamera. Posiziona la fotocamera all'interno della custodia e posiziona il braccio sopra la scatola.

Passaggio 10: collegare il Raspberry Pi e collegare i cavi

Usa il nastro biadesivo o le viti per collegare la custodia Raspberry Pi alla base della scatola. Fissare la scheda prototipi e altri componenti alla base della scatola utilizzando viti o nastro biadesivo. Potresti voler aggiungere cinghie p ai fili per rendere tutto più ordinato.

Collega il cavo di alimentazione e il cavo HDMI al Raspberry Pi

Collega un mouse e una tastiera al Raspberry Pi (se stai usando la tastiera bluetooth segui le istruzioni per connetterti).

Collega il Raspberry Pi al monitor usando il cavo HDMI.

Passaggio 11: configurare Raspberry Pi e fotocamera

Segui la guida rapida di Canakit per far funzionare il tuo Rasperry Pi.

Dopo aver verificato che il software Raspberry Pi sia aggiornato, apri il terminale e digita:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Installa ffmpeg, omxplayer, python e pygame sul tuo Raspberry Pi digitando questi comandi nel terminale

sudo apt-get install ffmpeg

sudo apt-get install omxplayer

sudo apt-get install python

sudo apt-get install python3-pygame

Abilita Fotocamera digitando nel terminale:

sudo raspi-config

Si aprirà una nuova finestra, usa i tasti cursore per spostarti sull'opzione della telecamera e seleziona 'abilita'. All'uscita chiederà di riavviare. Riavvia il tuo Raspberry Pi.

Passaggio 12: scarica il software di animazione WICO

Vai su

Fai clic sul pulsante verde per scaricare un file zip del repository sul tuo Raspberry Pi Apri il file zip e trascina la cartella sul desktop Rinomina la cartella stop_motion

Per fare un film, apri il terminale e vai alla cartella stop motion digitando:

Cd ~/Desktop/stop_motion

E poi digita

python3 src/run.py

Passaggio 13: crea il tuo primo film

Quando apri per la prima volta il programma di animazione vedrai una schermata di benvenuto. Quando premi un pulsante (o un tasto) qualsiasi ti invierà nell'ambiente di animazione.

Per realizzare il tuo filmato puoi azionare la stazione con i seguenti comandi:

Scatta una foto: pulsante giallo "fotocamera" o tasto Invio

Elimina una cornice: pulsante blu "annulla" o tasto backspace

Riproduci il tuo film - pulsante verde "play" o barra spaziatrice

Elimina il tuo film per sempre - pulsante rosa "cestino" o tasto elimina

Salva il tuo filmato - pulsante bianco o tasto "s"

Quando premi il pulsante vedrai la tua animazione in loop e dove è stata salvata sul raspberry pi. Puoi anche fare un video della tua creazione.

Dopo aver premuto il pulsante Salva non potrai tornare alla modifica del filmato. Quando sei pronto per iniziare una nuova animazione, premi un tasto o un pulsante qualsiasi e tornerai alla schermata di benvenuto.

Quando vuoi uscire dal programma puoi usare l'interruttore di escape nascosto nell'angolo posteriore destro della casella o premere il tasto ecsape. Puoi creare, salvare ed eliminare tutti i filmati che desideri in una sessione. Quando hai finito, premi il pulsante Esc (interruttore momentaneo) per uscire dal programma di animazione e tornare al desktop raspberry pi.

Passaggio 14: riproduzione, salvataggio, eliminazione di filmati

Riproduzione di un filmato salvato

Nota: l'elaborazione dei film richiede un po' di tempo, quindi potrebbe essere necessario attendere fino alla fine della sessione o del giorno per riprodurre i film dal rasberry pi

Apri la cartella stop_motion sul desktop, quindi apri il file contrassegnato film per trovare il tuo film Apri la finestra del terminale e digita

cd Desktop/stop_motion/filmati

Premi invio, quindi digita omxplayer [nome file del tuo film]

(Ad esempio) omxplayer 00_08_34.mp4

Premi Invio per riprodurre il film

Se non ha giocato! Non preoccuparti, concedigli più tempo per elaborare il film e riprova più tardi.

Carica i tuoi film

Può essere utile salvare i filmati su Google Drive in modo da poterli visualizzare ed elaborare su un'altra macchina. Per fare ciò, apri il browser web, accedi alla tua unità Google, crea una nuova cartella per le tue animazioni e trascina semplicemente i tuoi film dalla cartella dei film sul Raspberry Pi alla tua nuova cartella dell'unità Google. Una volta che sono stati caricati ed elaborati, puoi fare clic per giocare online!

Elimina film

Abbiamo calcolato che dovresti essere in grado di inserire circa 32.000 film sulla scheda SD del Pi anche se stai eseguendo la mostra in una scuola, biblioteca o museo. Tuttavia, se desideri eliminare i film dopo averli caricati su Google (o su un altro spazio di archiviazione online), puoi seguire queste istruzioni.

Apri la cartella stop_motion sul desktop, quindi apri il file contrassegnato film Seleziona tutti i film e trascinali nel cestino. Svuota il cestino.

Spegni il Pi

Il Raspberry Pi è un po' fragile, quindi assicurati di spegnerlo in sicurezza quando hai finito. Per farlo correttamente, fai clic sull'icona del lampone nell'angolo in alto a sinistra del desktop e seleziona nuovamente Spegnimento dal menu delle opzioni di spegnimento

Passaggio 15: Animazione Stop Motion in un'aula o in un museo

Materiali Durante la ricerca di materiali, non preoccuparti! Non hai bisogno di molto per realizzare un film in stop motion: puoi iniziare solo con le tue mani. Ma ecco alcuni materiali che si prestano bene a questa attività e portano a prodotti più dettagliati: Forme colorate Cartoncino + personaggi brad (prefabbricati o gli studenti possono crearne di propri) Testo + fumetti, descrizioni di scene (forme laminate e strisce), utilizzare penne cancellabili a secco

Come per molti progetti, limitare i materiali disponibili può spesso portare a creazioni più ponderate. Tuttavia, se gli studenti desiderano esplorare altri materiali, lasciarli andare! Puoi anche avere una stazione a lato per gli studenti per creare i propri oggetti di scena, personaggi e scenari.

Impostare

Organizza i materiali intorno alla stazione per un facile accesso e visibilità e considera di posizionare suggerimenti comuni di stop motion intorno alla stazione, come "Attenti alle tue mani!". Come accennato in precedenza, puoi anche avere una stazione separata nelle vicinanze per la creazione di oggetti di scena.

L'intera stazione può stare su un tavolo con oggetti di scena intorno. È meglio avere 2 sedie di fronte per una persona per fare un film e un'altra per guardare il processo, o per una persona per dirigere mentre l'altra fotografa.

Richiede

Ci sono diversi livelli di istruzione che possiamo dare per l'animazione in stop motion, dal lasciare che gli studenti creino solo filmati (dopo aver fornito lo sfondo e le istruzioni di base) all'inizio con un prompt come "crea un video dove…..".

Se desideri concentrarti sulle capacità di lavoro di gruppo, gli studenti possono creare video collaborativi. Questo può assomigliare a: brainstorming di una trama e a turno spostando oggetti di scena / scattare foto, a ogni persona viene assegnato un certo numero di immagini o a ogni persona vengono assegnati 2 minuti alla stazione per creare la propria scena in un film più grande.

Passaggio 16: andare oltre

Una volta scaricati i film su Google Drive, puoi continuare a espanderli utilizzando il software di editing video di tua scelta come Final Cut o Adobe Premiere. Gli studenti possono avere la possibilità di utilizzare questi strumenti per dare alla stazione di animazione un soffitto più alto e un coinvolgimento più lungo. Alcune idee iniziali per ulteriori indicazioni potrebbero includere collegare i video insieme, comporre colonne sonore o scrivere sottotitoli (e aggiungerli in post-produzione).

Abbiamo realizzato una breve zine con idee su come collegare la stazione di animazione ai Next Generation Science Standards (NGSS) che è allegato anche qui!

Contattateci sul nostro sito Web (https://wonderfulidea.co/contact) con domande o per condividere la vostra versione della macchina. Siamo entusiasti di vedere le diverse direzioni in cui va questa mostra di bricolage mentre le persone costruiscono, remixano e condividono il concetto!

--- Il tempo di prototipazione e ricerca e sviluppo con gli studenti della Lodestar Charter School per la Raspberry Pi Stop Motion Station è stato possibile grazie al generoso supporto della sovvenzione Cognizant "Making the Future".