Raspberry Pi Batinator: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Batinator är en bärbar Raspberry Pi som använder en PinoIR (No Infrared Filter) kameramodul för att spela in video i mörkret med 90 bilder per sekund, 640x480 upplösning. Den har en 48 LED-infraröd belysning på toppen och strömmen tillhandahålls av ett ombyggt 12v uppladdningsbart borrbatteri. Jag har nyligen blivit fascinerad av fladdermössen som besöker vår kvällsträdgård och byggde detta för att försöka fånga de små skönheterna på film.

Det visar sig att Batinator också är praktiskt för inspelning av blixtnedslag, jag borde kanske ha kallat det Storminator: Youtube -videon på:

Om du inte kan se den inbäddade videon finns den på YouTube på: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw med mer på

Den (mycket okomplicerade) Python -koden finns på GitHub på

Steg 1: Bat Detection

Vi flyttade bara in i detta hus i augusti förra året så det var riktigt spännande när jag först märkte fladdermössen i trädgården för några veckor sedan. De är huvudsakligen synliga i skymningen, när de kommer ut ur sin rast i skogen för att frossa på nattfjärilar och andra insekter. Det finns till synes rika plockningar i vår trädgård och du behöver vanligtvis inte titta så länge för att se dem, ofta flyger i cirklar och svävar upp vad de än kan hitta. som var en rolig lödning och fungerar riktigt bra. Jag undrade då om det kan vara möjligt att filma dem för att få en närmare titt och förhoppningsvis till och med identifiera vilka fladdermössarter som besökte! Jag hade en extra Raspberry Pi 2 och fick en Pi NoIR (noir = inget infrarött filter) kameramodul för min födelsedag förra året så tänkte att jag skulle använda den och se vad som hände.

Steg 2: Koden

Jag började med att installera kameran på Pi, efter instruktioner och ett kameraexempel från MagPi Magazine, vände mig sedan till internet för att hitta andra exempel jag kunde anpassa för inspelning av videon.

Jag hittade den perfekta koden på webbplatsen Average Man Vs Raspberry Pi, som var väl dokumenterad och riktigt lätt att följa. Jag gjorde några ändringar för att passa mina behov, specifikt för att dela upp den inspelade videon i bitar på 5 minuter - var femte minut tar 15 minuter att titta tillbaka på grund av bildhastigheten!

Koden jag använde är tillgänglig på GitHub - det är väldigt enkelt!

Steg 3: Första ljuset

Jag hoppades inledningsvis att använda en handfull infraröda lysdioder monterade på Pi för att belysa fladdermössen, så började jaga runt i verkstaden för att se vad jag kunde hitta. Jag stötte på en trasig övervakningskamera och tog snart isär den och klippte lysdioderna från kretskortet för att lämna så mycket "ben" som möjligt. Jag lödde sedan dessa till ett perma-proto-kort, kopplade dem till Pi och gav det ett test.

När jag tittade genom min telefonkamera fungerade de verkligen, så den kvällen satte jag ut Pi i trädgården, kopplade till ett eluttag i skjulet och låg i en bekväm växtkruka. När 40 minuter var slut kopierade jag upphetsat filmen till min bärbara dator för visning och - ingenting, inte en korv!

Det var uppenbart att belysningen av de fyra bärgade lysdioderna inte var tillräckligt kraftfull nog, eftersom fladdermössen förmodligen var minst en meter från Pi. Av gick jag till google på jakt efter lösningar!

Steg 4: Mer kraft

Jag hittade en bra artikel om raspberrypi -spy som jämförde de olika alternativen för IR -belysning och bestämde mig för att skaffa en IR -belysning - i huvudsak en liten spotlight fylld med IR -lysdioder. Den jag köpte på ebay har 48 lysdioder och drivs av 12 volt DC - det var bokstavligen den billigaste i Storbritannien där på cirka £ 5 och kom ett par dagar senare.

Det här var mycket mer! Jag kopplade in den bredvid Pi i den mörka verkstaden och körde ett par testvideor, förkortade inspelningstiden i Batinator.py -skriptet men lämnade den inställd på att fånga vid 90fps.

Att se testvideorna tillbaka var ett fall av goda nyheter/dåliga nyheter - belysningen var fantastisk, riktigt bra i flera meter. Nackdelen är att videon ständigt flimrade, till den grad att den inte kan ses. Jag hade en känsla av att jag visste vad orsaken till detta skulle vara, strömförsörjningen till den nya belysningen. Min teori var att flimmern återspeglade 50hz -svängningarna av nätströmmen, så jag ställde in ett testskript för att spela in 10 sekunders video vid 90, 85, 80, 70, 60, 50 och 40 bilder per sekund. Att jämföra videorna hade nog att de alla hade en flimrande effekt förutom 50fps. Detta var lite nedslående eftersom jag verkligen ville driva bildhastigheten till dess gräns.

Jag gick tillbaka till artikeln om kameraspecifikationer för inspiration och upptäckte att om bildfrekvensen sänks till 49 fps kan upplösningsupplösningen ökas från 640x480 till 1296 × 730 - en kompromiss!

Steg 5: Mer testning

Nästa natt gick kameran ut, in i sin planterare på sidan av skjulet och pekade över trädgården.

Så snart jag drog mig tillbaka inomhus kunde jag se en fladdermus cirkla runt, så jag hoppades att jag den här gången skulle fånga något bra. 45 minuter senare började jag titta på bilderna bakåt och även om jag hade fångat en bugg eller två nära kameran hade den rörliga fladdermusen inte varit upplyst alls.

Jag kunde se den på filmen i silhuett när den rullade runt över väggen i perfekta cirklar men det var uppenbarligen fortfarande för långt bort från IR -ljuset.

Nästa natt bestämde jag mig för att öka mitt spel, så istället för att placera kameran nära dess strömkälla i skjulet sprang jag en förlängningsledning ut till fågelmataren, som är nästan mitt i trädgården och mycket närmare där jag brukar se fladdermössen. Jag använde också ett hemligt vapen - den illaluktande strumpan! Jag hade sett på Springwatch några veckor tidigare att Martin Hughes -Games hade lockat nattfjärilar genom att hänga upp strumpor dränkta i en blandning av öl, vin och farinsocker - "Sugaring" heter det. Jag tänkte att om jag kunde locka nattfjärilar nära kameran så skulle detta i sin tur locka fladdermössen. Inte särskilt rättvist mot malarna men det går, jag skulle inte fresta dem varje kväll med mitt tjusiga strumpor. Jag hade ingen framgång de följande nätterna (för kallt och blött) men höll ett lager öl till hands (för nattfjärilarna förstås) för säkerhets skull.

Steg 6: Bat-tery Power

Svårigheten att "sätta in batinatorn" på en kväll var att det innebar att köra en förlängningsledning från skjulet, koppla in Pi och belysaren och sedan försöka rikta in dem mot där fladdermössen kan vara - detta skulle ta 10-15 minuter och var en krångel att lägga undan sent på kvällen. Jag bestämde mig för att jag ville bli batteridriven, så att det skulle vara enkelt att starta inspelningen som att slå ut den och trycka på "go" -knappen.

Jag tänkte först använda ett 12v batteri för belysaren och en separat 5v powerbank för Pi, men det här kändes som en klumpig lösning, så jag bestämde mig för att gå med ett enda 12v batteri för att driva båda. Jag undersökte redan 12v strömkällor för ett annat projekt, så bestämde mig för att bygga en bärbar 12v/5v strömförsörjning som var tillräckligt modulär för att användas för båda ändamålen.

Jag började med en gammal 12v sladdlös borrmaskin (en mycket billig!) - Jag sågade genom handtaget strax under avtryckaren och lämnade en plan yta för att fixera en projektlåda säkert ovanpå med buntband. 12v -kabeln var tydligt synlig inuti det hackade handtaget så jag lade bara till ett anslutningsblock för att förenkla saker.

Inuti projektlådan kopplade jag en likströmskontakt som skulle anslutas till belysarens 12v ingång, och parallellt ansluten ett standard 12v biluttag, som borrade hål för att de skulle peta igenom på baksidan. Detta skulle tillåta mig att ansluta en USB -adapter för att konvertera 12v -strömförsörjningen från borrbatteriet till en 5v 2.1a och 1a usb -utgång. Jag lade sedan till en huvudströmbrytare i lådan och innan jag kopplade in den dyrbara Pi testade USB -utgången med en Adafruit USB Charger Doctor, det såg bra ut!

Steg 7: Se Batinator

Med kraften sorterad behövde jag bara montera Pi och belysaren på basen för att göra den snygg och bärbar.

Belysningen kom med en praktisk svängbar konsol så det var lätt att skruva fast locket på Pi -fodralet, och jag limmade lätt kameramodulen ovanpå så att de alltid skulle vara rätt inriktade. Jag behövde använda en längre kamerabandskabel för att se till att den inte var översträckt.

Jag visste att jag skulle vilja använda 12v/5v -basen med andra projekt så jag behövde göra Pi -fodralet avtagbart - Lego visade sig vara en bekväm och perfekt semi -permanent lösning! Jag varmlimmade en platt Lego-bas på toppen av kraftboxen och en till basen på Pi-fodralet och passade ihop de två.

Med alla bitar klippta på den färdiga produkten påminde mig verkligen om "-inatorerna" skapade av den olyckliga onda vetenskapsmannen Heinz Doofenshmirtz i Phineas & Ferb-tecknad film, och så fick Batinator namnet! När jag lärde mig av de andra -inatorernas öde bestämde jag mig för att utelämna en framträdande "Self Destruct" -knapp.

En oplanerad fördel med att använda 12v -batteriet var att 50hz -flimmerna från elnätet eliminerades, så jag kunde återigen spela in video med hela 90 bilder per sekund. Nu var det bara att vänta på att vädret skulle bli bättre!

Steg 8: Slutför och film

Vanligtvis försämrades vädret så snart Batinator var klar, och det har bara varit de senaste varma kvällarna som jag har kunnat ge det ett ordentligt test. Du kan se de tidiga filmerna i YouTube -videon - även om det kan finnas en nattfjäril eller två! Att spela in i mörkret är svårt att få en uppfattning om skala, så ibland är det svårt att avgöra om något är litet eller bara långt borta. En fladdermus är dock ganska distinkt!

Jag försökte använda olika fångstupplösningar men 90fps 640x480 är min favorit - allt snabbare och saker blir bara en suddighet på skärmen, om än en 720p oskärpa! IR-belysningen är effektiv upp till cirka 2-3 meter, så för att arbeta med det och VGA-upplösningen är planen att experimentera med att placera kameran på olika platser för att komma så nära som möjligt där fladdermössen flyger förbi. Eller ugglor, UFO, blixtar, jag är inte noga. Jag hoppas kunna ta det längre bort under de kommande veckorna, kanske ner i skogen eller på en fladdermuspromenad vid det lokala naturreservatet.

Uppdatering 2016-07-20: fångade några korta blixtbilder på Batinator!

Uppdatering 2016-07-24: Ytterligare några fladdermöss och några nattfjärilar!

Det konverterade borrbatteriet fungerar riktigt bra, jag försöker ha det fulladdat innan jag "lägger ut fladdermusen" från en kväll, men allt går ganska lyckligt i över två timmar. Jag har inte låtit batteriet gå ner till noll när jag är ansluten till Pi eftersom jag föreställer mig att det här inte är särskilt bra för det.

Jag har använt VLC för att visa tillbaka de tagna.mp4 -filerna och tycker att detta är ett bra alternativ på både bärbar dator och mobil. Det är enkelt att redigera videoklippen i Windows Movie Maker. Jag har för vana att titta på filerna i VLC snabbspolning framåt och notera tiderna för "blipp" på skärmen för att underlätta trimningen senare.

Batinator var jättekul att bygga, och det är ännu roligare att använda, jag älskar bara dess enkla tillförlitlighet och snygga utseende. Det är också det första bärbara Pi -projektet jag har försökt, vilket öppnar massor av nya möjligheter. Jag kommer att länka fler videor till detta instruerbara när de (tummarna) fångas. Ursäkta mig nu medan jag tittar på himlen …