Vremenski okvir: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovaj će vodič pokazati kako izgraditi Raspberry Pi postav za snimanje vremenskih odstupanja!

Postavka se sastoji od kutije koja sadrži izvor svjetla i kameru (PiCamera) kojom upravlja Raspberry Pi za snimanje slika i postavljanje na Google disk.

Svoju svjetlosnu kutiju primjenjujem za ubrzani rast kolonija bakterija na površini Petrijevih zdjelica. Međutim, ovaj se postav može lako prilagoditi vremenskom odmaku ili vizualno nadzirati sve što želite!

Provest ću vas kroz sve korake koje sam slijedio kako bi moj sustav funkcionirao:

Korak 1: Pripremit ćete svoj Google račun tako da vaš Raspberry Pi može samostalno slati slike na Google disk

2. korak: Raspberry Pi ćete postaviti tako da kontrolira izvor svjetla i kameru kako bi mogao pristupiti vašem GoogleDriveu

Korak 3: Izgradit ćete kutiju i montirati Picameru

Korak 4: Ožičit ćete GPIO Raspberry Pi i izvor svjetla kroz relej

Korak 5: Počnite snimati!

Imajte na umu da redoslijed odjeljaka ovog vodiča nije bitan. Možete ih pratiti bilo kojim redoslijedom koji želite!

Idemo na STAAAAAARTED

Pribor

1) 1 Raspberry Pi (ovdje verzija Pi 3 model B +) + 1 pikamera (ovdje modul V2) + 1SD kartica (između 8 i 32 Gb)

2) 2 5V napajanja, tipkovnica, miš, zaslon i WIFI za rad s vašim Raspberry Pi

3) Relej od 5 V i hrpa električnih žica.

3) Izvor svjetla (ovdje koristim svjetlosnu ploču Gaomon GB4 za osvjetljavanje Petrijevih zdjelica odozdo!)

4) Velika kutija (ili drvene ploče za njenu izgradnju)

7) Uobičajeni alati (kliješta, odvijač, traka, lemilica, bušilice) + 3 vijka s djelomičnim navojem (promjera 2,2 do 2,5 mm)

1. korak: Postavite svoj Google račun

Uvod u ovaj korak

Slike snimljene Raspberry Pi spremamo na Google disk. Osim što izbjegavate napuniti memoriju svog Pi -a, to će vam omogućiti da provjerite vremenski odmak s bilo kojeg mjesta u svijetu!

Google je izdao Python paket pod nazivom PyDrive koji vam omogućuje postavljanje i preuzimanje datoteka s … Python -om!

Google pruža obilje dokumentacije za razumijevanje načina rukovanja PyDriveom. Također mi je Annisin vodič bio od velike pomoći. Međutim, ako ste biolog poput mene, sav ovaj programski žargon (API, opsezi, tok, token …) mogao bi biti pomalo neodoljiv. Dakle, evo priče kako je ja razumijem:

Izradite projekt na svom Google računu i omogućite opciju programera za ovaj projekt. Google će vam dati ime i zaporku koju vaša python skripta koristi za povezivanje s vašim Google računom. Prilikom prvog povezivanja Python koristi autorizacijski "tok" gdje govori Googleu kojoj usluzi želi pristupiti (Popis usluga kojima Python želi pristupiti naziva se "opseg"). Kada Google primi zahtjev za protok od pythona, zatražit će vaše odobrenje. Nakon što ručno prihvatite, Python dobiva vjerodajnice i token za povezivanje s Googleom bez vašeg odobrenja u budućnosti.

1) Idite na Google Cloud Plateform i kliknite na Select Project na plavoj vrpci. Kliknite na Novi projekt u gornjem desnom kutu skočnog prozora. Imenujte svoj projekt i kliknite Stvori. Ovo će vas vratiti na stranicu dobrodošlice. Ponovo kliknite na Odaberi projekt na plavoj vrpci. Sada kliknite na novi projekt koji ste upravo stvorili.

2) Kliknite izbornik Burger u gornjem lijevom kutu zaslona. U lijevom stupcu zaslona odaberite API i usluge >> Nadzorna ploča. Zatim ispod plave vrpce odaberite + ENABLE APIS i USLUGE. Zatim potražite Disk na traci za pretraživanje i odaberite Google disk. Zatim kliknite gumb Omogući.

3) Vratite se na izbornik Burger >> API & Services i ovaj put odaberite Credentials. Na sljedećoj stranici idite na zaslon pristanka OAuth i dajte aplikaciji naziv i Spremi. Sada kliknite na plavi gumb 'Stvori vjerodajnice' za odabir opcije ID klijenta OAuth. Sada označite opciju Ostalo i Stvori.

4) Sada ćete moći preuzeti datoteku koja se zove client_secret.json. Ova datoteka pohranjuje vaše vjerodajnice i token. Koristit će ga vaša python skripta na vašem Raspberry Pi za interakciju s vašim Google računom. Za sada ga spremite na flashdrive kao 'credentials.json', prenijet ćete ga na svoj Raspberry Pi nakon postavljanja.

Korak 2: Postavljanje Raspberry Pi

Uvod u ovaj korak:

Ovdje ćete instalirati pakete i python skriptu za rad vašeg Raspberry Pi -a. Python skripta lapser.py je mozak koji upravlja našim time-lapse uređajem. Ima tri glavne funkcije:

1) Bavi se Google diskom. Kao što je objašnjeno u odjeljku 1, ako želite znati više o ovom dijelu, pogledajte ovdje, ovdje i ovdje). 2) Pokreće GPIO za uključivanje izvora svjetla. 3) Pokreće PiCameru za fotografiranje.

Ako želite razumjeti kako skripta funkcionira, jako sam komentirao svaki korak i uključio veze do internetskih vodiča koje sam koristio za njegovo pisanje.

U redu, počnimo:

1) Pripremite SD karticu

Formatirajte SD karticu u FAT. Preuzmite NOOBS s web stranice Raspberry Pi. Kopirajte i zalijepite sve datoteke iz svježe preuzete mape ravno na SD karticu. Ako ste zaglavili, detaljne upute možete pronaći ovdje.

2) Pokrenite svoj Raspberry Pi

Samo umetnite SD karticu u Pi uključenje, uključite je i slijedite upute za pokretanje.

3) Provjerite je li vaš Raspberry Pi postavljen na točno vrijeme:

> u naredbeni prozor unesite sljedeću naredbu:

sudo date -s "pon 30. kolovoza 15:27:30 UTC 2019"

4) Provjerite koristite li python 3

> u naredbeni prozor unesite sljedeću naredbu:

python -verzija

> ako verzija pythona nije 3, uredite.bashrc datoteku unošenjem sljedeće naredbe:

sudo nano ~/.bashrc

Pomaknite se prema dolje na kraju dokumenta i dodajte sljedeći redak na kraj datoteke:

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

spremite i ponovno pokrenite

5) Instalirajte potrebne pakete:

> u naredbeni prozor unesite sljedeće naredbe:

pip install 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) Omogućite PiCameru:

> upišite u terminal: sudo raspi-config

> Pritisnite 5 Opcija sučelja, zatim P1 Kamera, zatim omogućite sučelje kamere i ponovno pokrenite sustav

7) Spremite Python Script lapser.py i datoteku credentials.json na svoj Raspberry Pi:

Preuzmite skriptu python lapser.py koja se nalazi u ovom Instructable.lapser.py je skripta koja će se izvršiti za snimanje vremenskog odmaka. Sastavio sam to tako što sam kopirao neke dijelove kodova koji se nalaze na internetu (navodim adrese web stranica koje se koriste u skripti). credentials.json je datoteka koju ste dobili u posljednjem koraku odjeljka 1, spremite je sa lapser.py u mapu Dokumenti vašeg Raspberry Pi.

8) Uspostavite tijek provjere autentičnosti sa svojim Google diskom:

lapser.py sadrži sve upute za uspostavljanje prvog tijeka provjere autentičnosti s vašim Google računom s aplikacijom koju ste stvorili u odjeljku 1. On prenosi vjerodajnice pohranjene u credentials.json Googleu i otvara vaš web preglednik tako da se možete ručno prijaviti na svoj Google račun i odobriti aplikaciji pristup vašem Google disku. Nakon što to učini, Google nam daje token koji Lapser.py sprema u vaše dokumente kao datoteku zvanu token.pickles koja će se koristiti za uspostavljanje veza bez vašeg unosa u budućnosti.

Izvršite lapser.py, upišite terminal:

> cd dokumenti

i onda:

> python lapser.py

Prijavite se na svoj Google račun i dopustite svojoj aplikaciji pristup Google disku.

Nakon ovog koraka provjerite snima li vaš Raspberry Pi slike i sprema li ih na vaš Disk.

9) Pobrinite se da vaš Raspberry Pi izvršava lapser.py pri pokretanju bez unosa korisnika:

Da biste omogućili vašem Raspberry Pi -u pokretanje lapser.py prilikom pokretanja, kažemo mu da otvori terminal prilikom pokretanja i da pokrene lapser.py kad se terminal otvori:

Da bismo rekli Pi da otvori terminal pri pokretanju, mijenjamo automatsko pokretanje datoteke. U naredbeni prozor upišite:

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

Zatim upišite @lxterminal neposredno iznad retka '@xscreensaver'. Spremite i zatvorite upisivanjem ctrl+x pa y pa unesite.

Za pokretanje lapser.py kad se terminal otvori, uređujemo.bashrc datoteku. U naredbeni prozor upišite:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Pomaknite se prema dolje do kraja datoteke i upišite:

echo Trčanje pri pokretanju

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

Spremite i zatvorite upisivanjem: ctrl+x, zatim y, a zatim unesite.

10) Premjestite neke pakete:

Sada će se lapser.py pokrenuti pri pokretanju. Međutim, potrebni paketi sada se spremaju na mjesto kojem ne može pristupiti (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Stoga moramo premjestiti te pakete na mjesto kojem može pristupiti (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Za premještanje tih paketa upišite sljedeću naredbu u svoj terminal Raspberry Pi:

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

Možete provjeriti jesu li ti paketi premješteni odlaskom na to mjesto pomoću upravitelja datoteka. Morat ćete kliknuti desnom tipkom miša i odabrati Prikaži skriveno da bi se.local pojavio u upravitelju datoteka.

Ovo je kraj ovog odjeljka! Sljedeći odjeljci bit će malo lukaviji: izgradit ćemo okvir i spojiti Raspberry Pi kako bismo počeli snimati naše vremenske odstupanja!

Korak 3: Izgradite kutiju

Uvod u ovaj korak:

Najbolji vremenski odmaci snimaju se u stalnom svjetlosnom okruženju gdje se ništa ne pomiče osim onoga što snimate. Možete koristiti bilo koji prostor u kojem se osvjetljenje ne mijenja previše, poput velike kutije s karticama, ormara, spremišta sve dok vaše postavke neće biti poremećene tijekom snimanja.

Laserski rezač omogućit će vam da izgradite urednu kutiju savršenih dimenzija za vaše postavljanje. Međutim, ne trebate nešto tako otmjeno za snimanje velikih vremenskih odmaka. Također možete koristiti bilo koji prostor u kojem se osvjetljenje ne mijenja previše, poput velike kutije s karticama, ormara, spremišta …

1) Dizajnirajte svoju kutiju.

Koristio sam laserski rezač (Trotec Speedy 360) za izradu kutije (od MDF drveta od 6 mm) koja ne samo da ima prave dimenzije, već ima i odličan dizajn.

Imajte na umu da kutija mora biti dovoljno visoka da kamera može snimiti cijelu scenu. Pomoću vodoravnog i okomitog vidnog polja pikamere procijenite koliko vaša kamera mora biti visoka da biste snimili ono što snimate.

Koristio sam Napravi kutiju sljedećih dimenzija (širina: 303 mm, duljina: 453 mm, dubina (= visina): 350 mm, širina daske: 6 mm) da dobijem nacrte. Dodao sam nekoliko rupa za Picameru i žice te također ugravirao neke cool trippy crteže koji se nalaze na Freepiku.

2) Sastavite svoju kutiju

3) Montirajte Picameru

Imati stalnu kameru koja se ne pomiče tijekom snimanja vrlo je važno da biste dobili dobar izgled. Nakon što sam isprobao vrpcu, kućišta PiCamera s 3D ispisom i druge, smislio sam lijep trik kako postaviti orijentaciju kamere i držati je čvrsto fiksiranom na vrhu kutije. Koristim 3 vijka koji imaju navoj samo na njihovim vrhovima. Dio bez navoja je onaj koji prolazi kroz dubinu drva, dok vrh s navojem ide u rupu za pikameru. Prilikom rotiranja vijka, vrh s navojem pomaknut će PiCamera kut bliže ili dalje od površine kutije. To vam omogućuje precizno i čvrsto postavljanje kuta kamere za snimanje prizora.

Imajte na umu da je ovo najlukaviji dio ovog Instructable -a jer postavljanje rupa i kut moraju točno odgovarati onima na Picameri. Vjerojatno je najbolje da prvo vježbate na rezervnom komadu drva prije nego počnete bušiti rupe po svojoj prekrasnoj kutiji!

Korak 4: Ožičenje izvora svjetlosti na RaspberryPi

Uvod u ovaj korak:

U ovom se odjeljku vodi računa o ožičenju vašeg izvora svjetlosti, vašeg 5V releja i Raspberry Pi kroz njegov GPIO.

Važno: Ne znam mnogo o radu s električnom energijom i visokim naponima (ipak sam samo biolog). Ne mogu jamčiti sigurnost ovog vodiča i konačnog postavljanja. Budite posebno oprezni u slučaju opasnosti od požara i pri radu s visokim naponom!

Ovdje možete pročitati više o tome kako radi 5V relej, a ovdje za potpuni vodič o kontroli GPIO -a RaspberryPi.

Možda ćete primijetiti da u krug koji napaja svjetlosnu pločicu nisam uključio otpornik. To je zato što se sumnja da ih LED niz u njima već ima.

Osim toga, sve je na videu!

Korak 5: Snimanje s odmakom

I gotovi ste!

Zabavite se i podijelite svoju umjetnost u komentarima!