Der Raspberry Pi Batinator - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Der Batinator ist ein tragbarer Raspberry Pi, der ein PinoIR-Kameramodul (kein Infrarotfilter) verwendet, um Videos im Dunkeln mit 90 Bildern pro Sekunde und einer Auflösung von 640 x 480 aufzunehmen. Es verfügt über eine 48-LED-Infrarotbeleuchtung auf der Oberseite und die Energie wird von einem wiederverwendeten wiederaufladbaren 12-V-Bohrerakku bereitgestellt. Ich bin seit kurzem fasziniert von den Fledermäusen, die abends unseren Garten besuchen, und habe diesen gebaut, um die kleinen Schönheiten auf Film einzufangen.

Es stellte sich heraus, dass der Batinator auch praktisch ist, um Blitze aufzunehmen, ich hätte ihn vielleicht Storminator nennen sollen: Youtube-Video unter:

Falls Sie das eingebettete Video nicht sehen können, finden Sie es auf YouTube unter: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw mit mehr unter

Der (sehr einfache) Python-Code befindet sich auf GitHub unter

Schritt 1: Fledermauserkennung

Wir sind erst letzten August in dieses Haus eingezogen, daher war es wirklich spannend, als ich vor einigen Wochen zum ersten Mal die Fledermäuse im Garten bemerkte. Sie sind vor allem in der Abenddämmerung zu sehen, wenn sie aus ihrem Quartier im Wald kommen, um sich an Motten und anderen Insekten zu laben. Es gibt scheinbar reiche Beute in unserem Garten und Sie müssen normalerweise nicht lange aufpassen, um sie zu sehen, oft fliegen sie im Kreis und saugen alles auf, was sie finden können. Das war ein lustiges Löten und funktioniert wirklich gut. Dann fragte ich mich, ob es vielleicht möglich wäre, sie zu filmen, um sie genauer zu betrachten und hoffentlich sogar zu identifizieren, welche Fledermausarten zu Besuch waren! Ich hatte einen Ersatz-Raspberry Pi 2 und bekam letztes Jahr zu meinem Geburtstag ein Pi NoIR (noir = kein Infrarotfilter) Kameramodul geschenkt, also dachte ich, ich würde es nutzen und sehen, was passiert.

Schritt 2: Der Code

Ich begann damit, die Kamera auf dem Pi einzurichten, indem ich den Anweisungen und einem Kamerabeispiel aus dem MagPi-Magazin folgte, und suchte dann im Internet nach anderen Beispielen, die ich für die Aufnahme des Videos anpassen konnte.

Ich habe den perfekten Code auf der Average Man Vs Raspberry Pi-Website gefunden, der gut dokumentiert und wirklich einfach zu befolgen war. Ich habe ein paar Änderungen vorgenommen, um meinen Bedürfnissen gerecht zu werden, insbesondere um das aufgenommene Video in 5-Minuten-Blöcke aufzuteilen - jede 5 Minuten dauert wegen der Bildrate 15 Minuten, um es wieder anzusehen!

Der Code, den ich verwendet habe, ist auf GitHub verfügbar - er ist sehr einfach!

Schritt 3: Erstes Licht

Ich hatte anfangs gehofft, eine Handvoll Infrarot-LEDs auf dem Pi zu verwenden, um die Fledermäuse zu beleuchten, also fing ich an, in der Werkstatt herumzustöbern, um zu sehen, was ich finden konnte. Ich stieß auf eine kaputte Überwachungskamera und zerlegte sie bald, indem ich die LEDs von der Platine schnippte, um so viel "Bein" wie möglich zu hinterlassen. Diese habe ich dann auf ein Perma-Proto-Board gelötet, mit dem Pi verbunden und getestet.

Durch die Kamera meines Handys geschaut, funktionierten sie auf jeden Fall, also stellte ich den Pi an diesem Abend im Garten auf, steckte ihn in eine Steckdose im Schuppen und versteckte ihn in einem praktischen Blumentopf. Nachdem die 40 Minuten um waren, kopierte ich aufgeregt das Filmmaterial auf meinen Laptop, um es anzusehen und - nichts, keine Wurst!

Es war offensichtlich, dass die Beleuchtung der vier geretteten LEDs nicht annähernd stark genug war, da die Fledermäuse wahrscheinlich mindestens einen Meter vom Pi entfernt waren. Auf der Suche nach Lösungen ging ich zu Google!

Schritt 4: Mehr Leistung

Ich fand einen großartigen Artikel über Raspberrypi-Spy, in dem die verschiedenen Optionen für die IR-Beleuchtung verglichen wurden, und entschied mich für einen IR-Illuminator - im Wesentlichen einen kleinen Scheinwerfer mit IR-LEDs. Die, die ich bei ebay gekauft habe, hat 48 LEDs und wird mit 12 Volt Gleichstrom betrieben - sie war buchstäblich die billigste in Großbritannien auf Lager für etwa 5 Pfund und kam ein paar Tage später an.

Das war viel ähnlicher! Ich habe es neben dem Pi in der abgedunkelten Werkstatt angeschlossen und ein paar Testvideos ausgeführt, die die Aufnahmezeit im Batinator.py-Skript verkürzt, aber auf 90 fps eingestellt belassen.

Das Anschauen der Testvideos war eine gute/schlechte Nachricht - die Ausleuchtung war fantastisch, wirklich gut für mehrere Meter. Der Nachteil ist, dass das Video ständig flackerte, bis es nicht mehr angeschaut werden konnte. Ich hatte das Gefühl, die Ursache dafür zu kennen, die Stromversorgung des neuen Illuminators. Meine Theorie war, dass das Flackern die 50-Hz-Schwingungen des Netzstroms widerspiegelt, also habe ich ein Testskript erstellt, um 10 Sekunden Video mit 90, 85, 80, 70, 60, 50 und 40 Bildern pro Sekunde aufzunehmen. Wenn man die Videos vergleicht, hatten sie alle den Flackereffekt außer dem 50fps-Effekt. Das war etwas enttäuschend, da ich die Framerate wirklich an ihre Grenzen bringen wollte.

Ich ging zur Inspiration zurück zum Artikel mit den Kameraspezifikationen und fand heraus, dass die Aufnahmeauflösung von 640 x 480 auf 1296 x 730 erhöht werden kann, wenn die Bildrate auf 49 fps gesenkt wird - ein Kompromiss!

Schritt 5: Weitere Tests

Am nächsten Abend ging die Kamera raus, zurück in ihren Pflanzkübel an der Seite des Schuppens und auf den Garten gerichtet.

Sobald ich mich wieder ins Haus zurückzog, konnte ich eine Fledermaus kreisen sehen, also hoffte ich, dass ich diesmal etwas Gutes einfangen würde. 45 Minuten später begann ich, mir das Filmmaterial anzusehen, und obwohl ich ein oder zwei Käfer in der Nähe der Kamera gefangen hatte, war die sich bewegende Fledermaus überhaupt nicht beleuchtet.

Ich konnte es als Silhouette auf dem Film sehen, als es in perfekten Kreisen über die Wand kreiste, aber es war offensichtlich immer noch zu weit vom IR-Licht entfernt.

In der nächsten Nacht beschloss ich, mein Spiel zu verbessern, also lief ich, anstatt die Kamera in der Nähe ihrer Stromquelle im Schuppen zu platzieren, eine Verlängerung zum Vogelhäuschen, das fast in der Mitte des Gartens liegt und viel näher an der Stelle, an der ich normalerweise sehe die Fledermäuse. Ich habe auch eine Geheimwaffe eingesetzt - die stinkende Socke! Auf Springwatch hatte ich ein paar Wochen zuvor gesehen, dass Martin Hughes-Games Motten angezogen hatte, indem er Socken aufhängte, die in einer Mischung aus Bier, Wein und braunem Zucker getränkt waren - "Sugaring" heißt es. Ich dachte mir, wenn ich Motten in der Nähe der Kamera anlocken könnte, dann würde dies wiederum die Fledermäuse anlocken. Nicht sehr fair gegenüber den Motten, aber bitte, ich würde sie nicht jede Nacht mit meinen feuchten Strümpfen in Versuchung führen. In den folgenden Nächten hatte ich keinen Erfolg (zu kalt und nass), aber ich hielt für alle Fälle einen Vorrat an Bier bereit (für die Motten natürlich).

Schritt 6: Batterieleistung

Die Schwierigkeit beim "Einsetzen des Batinators" eines Abends bestand darin, dass man ein Verlängerungskabel vom Schuppen aus verlegen, den Pi und den Illuminator einstecken und dann versuchen musste, sie dorthin auszurichten, wo die Fledermäuse sein könnten - dies würde 10-15 Minuten dauern und Es war mühsam, spät in der Nacht wegzuräumen. Ich beschloss, dass ich batteriebetrieben sein wollte, damit das Starten der Aufnahme einfach ist, indem ich sie herausdrücke und die "Go"-Taste drücke.

Ich dachte zuerst daran, eine 12-V-Batterie für den Illuminator und eine separate 5-V-Powerbank für den Pi zu verwenden, aber dies fühlte sich wie eine ungeschickte Lösung an, also entschied ich mich für eine einzige 12-V-Batterie, um beide mit Strom zu versorgen. Ich habe bereits 12-V-Stromquellen für ein anderes Projekt untersucht und beschlossen, eine tragbare 12-V-/5-V-Versorgung zu bauen, die modular genug war, um für beide Zwecke verwendet zu werden.

Ich begann mit einem alten 12-V-Akkubohrer (einem sehr billigen!) - Ich säge durch den Griff direkt unter dem Abzug und hinterlasse eine flache Oberfläche, um eine Projektbox mit Kabelbindern sicher oben zu befestigen. Das 12-V-Kabel war im gehackten Griff deutlich sichtbar, daher habe ich nur einen Anschlussblock hinzugefügt, um die Dinge zu vereinfachen.

In der Projektbox habe ich einen DC-Stecker verdrahtet, der an den 12-V-Eingang des Illuminators angeschlossen wurde, und parallel eine Standard-12-V-Autosteckdose angeschlossen, um Löcher für sie hinten zu bohren. Dies würde es mir ermöglichen, einen USB-Adapter anzuschließen, um die 12-V-Versorgung vom Bohrerakku in einen 5V 2.1a- und 1a-USB-Ausgang umzuwandeln. Ich habe dann der Box einen Hauptnetzschalter hinzugefügt und bevor ich den kostbaren Pi eingesteckt habe, habe ich den USB-Ausgang mit einem Adafruit USB Charger Doctor getestet, alles sah gut aus!

Schritt 7: Siehe den Batinator

Mit der sortierten Leistung musste ich nur den Pi und den Illuminator an der Basis anbringen, um ihn schön und tragbar zu machen.

Der Illuminator wurde mit einer praktischen schwenkbaren Halterung geliefert, die sich leicht am Deckel des Pi-Gehäuses befestigen ließ, und ich habe das Kameramodul leicht darauf geklebt, damit sie immer richtig ausgerichtet waren. Ich musste ein längeres Kamera-Flachbandkabel verwenden, um sicherzustellen, dass es nicht überdehnt wurde.

Ich wusste, dass ich die 12v / 5v-Basis für andere Projekte verwenden wollte, also musste ich das Pi-Gehäuse abnehmbar machen - Lego erwies sich als bequeme und perfekte semi-permanente Lösung! Ich habe eine flache Lego-Basis auf die Oberseite der Powerbox und eine andere auf die Basis des Pi-Gehäuses geklebt und die beiden fest zusammengefügt.

Mit all den abgeschnittenen Teilen erinnerte mich das fertige Produkt wirklich an die "-inators", die der glücklose böse Wissenschaftler Heinz Doofenshmirtz im Phineas & Ferb-Cartoon geschaffen hat, und so wurde der Batinator benannt! Aus dem Schicksal der anderen -Inatoren lernend, entschied ich mich, einen prominenten "Selbstzerstörungs"-Button wegzulassen.

Ein ungeplanter Vorteil der Verwendung der 12-V-Batterie war, dass das 50-Hz-Flimmern aus dem Stromnetz eliminiert wurde, sodass ich wieder Videos mit den vollen 90 Bildern pro Sekunde aufnehmen konnte. Jetzt heißt es nur noch warten, bis das Wetter besser wird!

Schritt 8: Finish & Filmmaterial

Normalerweise verschlechterte sich das Wetter, sobald der Batinator fertig war, und erst an den letzten warmen Abenden konnte ich ihn richtig testen. Sie können das frühe Filmmaterial im YouTube-Video sehen - obwohl es möglicherweise ein oder zwei Motten enthält! Bei Aufnahmen im Dunkeln ist es schwierig, eine Vorstellung von der Größe zu bekommen, daher ist es manchmal schwer zu sagen, ob etwas klein oder nur weit entfernt ist. Eine Fledermaus ist jedoch ziemlich unverwechselbar!

Ich habe versucht, verschiedene Aufnahmeauflösungen zu verwenden, aber 90 fps 640 x 480 ist mein Favorit - alles schneller und die Dinge werden auf dem Bildschirm nur noch verschwommen, wenn auch eine 720p-Unschärfe! Der IR-Strahler ist bis zu 2-3 Meter effektiv. Um mit dieser und der VGA-Auflösung zu arbeiten, ist es geplant, die Kamera an verschiedenen Orten zu platzieren, um so nah wie möglich an die vorbeifliegenden Fledermäuse zu kommen. Oder Eulen, UFOs, Blitze, ich bin nicht pingelig. Ich hoffe, dass ich es in den kommenden Wochen weiter in die Ferne treiben kann, vielleicht in den Wald oder bei einer Fledermauswanderung im örtlichen Naturschutzgebiet.

Update 20.07.2016: Einige kurze Blitzaufnahmen auf dem Batinator aufgenommen!

Update 24.07.2016: Noch ein paar Fledermäuse und ein paar Motten!

Der umgebaute Bohrer-Akku funktioniert wirklich gut, ich versuche, ihn voll aufzuladen, bevor ich eines Abends "den Schläger auspacke", aber alles läuft über zwei Stunden recht glücklich. Ich habe den Akku nicht ganz auf Null laufen lassen, während ich mit dem Pi verbunden war, da ich mir vorstelle, dass dies nicht sehr gut dafür ist.

Ich habe VLC verwendet, um die aufgenommenen.mp4-Dateien anzuzeigen, und finde, dass dies sowohl auf Laptops als auch auf Mobilgeräten eine solide Option ist. Das Bearbeiten der Videos in Windows Movie Maker ist einfach. Ich habe jetzt die Angewohnheit, die Dateien in VLC im Schnellvorlauf anzusehen und die Zeiten von "Blips" auf dem Bildschirm zu notieren, um das Trimmen später zu erleichtern.

Es hat großen Spaß gemacht, den Batinator zu bauen, und es macht noch mehr Spaß, ihn zu benutzen. Ich liebe einfach seine einfache Zuverlässigkeit und sein skurriles gutes Aussehen. Es ist auch das erste tragbare Pi-Projekt, das ich versucht habe, das viele neue Möglichkeiten eröffnet. Ich werde mehr Videos mit diesem instructable verknüpfen, wenn sie (Daumen gekreuzt) erfasst werden. Entschuldigen Sie mich jetzt, während ich den Himmel beobachte…