Time-Lapse Box: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Denna handledning kommer att visa hur man bygger en Raspberry Pi -installation för att skjuta tidsförlopp!

Installationen är gjord av en låda som innehåller en ljuskälla och en kamera (PiCamera) som styrs av en Raspberry Pi för att ta bilder och ladda upp dem till Google Drive.

Jag applicerar min ljuslåda för att time-lapse tillväxten av bakteriekolonier på ytan av petriskålar. Men den här konfigurationen kan enkelt anpassas till timelapse eller visuellt övervaka vad du vill!

Jag kommer att leda dig igenom alla steg jag följde för att få mitt system att fungera:

Steg 1: Du förbereder ditt Google -konto så att din Raspberry Pi autonomt kan skicka bilder till Google Drive

Steg 2: Du kommer att konfigurera din Raspberry Pi för att styra ljuskällan och kameran och så att den kan komma åt din GoogleDrive

Steg 3: Du kommer att bygga lådan och montera Picamera

Steg 4: Du kommer att köra Raspberry Pi: s GPIO och ljuskällan genom ett relä

Steg 5: Börja skjuta!

Observera att ordningen på sektionerna i den här självstudien inte spelar någon roll. Du kan följa dem i vilken ordning du vill!

Låt oss bli STAAAAAAARTED

Tillbehör

1) 1 Raspberry Pi (Here Version Pi 3 Model B +) + 1 Picamera (Here Module V2) + 1SD -kort (mellan 8 och 32Gb)

2) 2 5V nätaggregat, tangentbord, mus, skärm och WIFI för arbete med din Raspberry Pi

3) Ett 5V -relä och ett gäng elektriska ledningar.

3) En ljuskälla (Här använder jag en ljuskudde Gaomon GB4 för att lysa upp petriskålarna underifrån!)

4) En stor låda (eller träskivor för att bygga den)

7) Vanliga verktyg (plyers, skruvmejsel, tejp, lödkolv, borrar) + 3 delvis gängade skruvar (2,2 till 2,5 mm diameter)

Steg 1: Konfigurera ditt Google -konto

Introduktion till detta steg

Vi sparar bilderna som tagits av Raspberry Pi på Google Drive. Förutom att undvika att fylla ditt Pi -minne, kan du kontrollera hur lång tid du har förflutit från var som helst i världen!

Google har släppt ett Python -paket som heter PyDrive som låter dig ladda upp och ladda ner filer med … Python!

Google tillhandahåller massor av dokumentation för att förstå hur man hanterar PyDrive. Jag tyckte också att Annis handledning var mycket hjälpsam. Men om du är en biolog som jag, kan all denna programmeringsjargong (API, omfattningar, flöde, token …) vara lite överväldigande. Så här är historien som jag förstår den:

Du skapar ett projekt på ditt Google -konto och aktiverar programmeringsalternativet för detta projekt. Google ger dig ett namn och ett lösenord som ditt python -skript använder för att ansluta till ditt Google -konto. När du ansluter för första gången använder Python ett auktoriseringsflöde där det berättar för Google vilken tjänst den vill komma åt (listan över tjänster som Python vill komma åt kallas "omfattningen"). När Google tar emot en flödesbegäran från python kommer den att be om ditt tillstånd. När du har accepterat manuellt får Python autentiseringsuppgifter och en token för att ansluta till Google utan ditt tillstånd i framtiden.

1) Gå till Google Cloud Plateform och klicka på Välj ett projekt på det blå bandet. Klicka på Nytt projekt högst upp till höger i popup-fönstret. Ge ditt projekt ett namn och klicka på Skapa. Detta tar dig tillbaka till välkomstsidan. Klicka igen på Välj ett projekt på det blå bandet. Klicka nu på det nya projektet som du just skapade.

2) Klicka på Burger -menyn längst upp till vänster på skärmen. På den vänstra kolumnen på skärmen väljer du API och tjänster >> Dashboard. Välj sedan bara under det blå bandet + AKTIVERA APIS och TJÄNSTER. Sök sedan efter Drive i sökfältet och välj Google Drive. Klicka sedan på knappen Aktivera.

3) Gå tillbaka till Burger -menyn >> API och tjänster och välj den här gången Credentials. På nästa sida går du till OAuth -samtyckeskärmen och ger din applikation ett namn och Spara. Klicka nu på den blå knappen 'Skapa referenser' för att välja alternativet OAuth Client ID. Markera nu alternativet Övrigt och skapa.

4) Nu kan du ladda ner en fil som heter client_secret.json. Den här filen lagrar dina referenser och token. Det kommer att användas av ditt python -skript på din Raspberry Pi för att interagera med ditt Google -konto. För nu spara det på en flash-enhet som 'credentials.json', du kommer att överföra det till din Raspberry Pi när installationen.

Steg 2: Ställa in Raspberry Pi

Introduktion till detta steg:

Här kommer du att installera paketen och python -skriptet för att din Raspberry Pi ska fungera. Python-skriptet lapser.py är hjärnan som styr vår time-lapse-enhet. Den har tre huvudfunktioner:

1) Det handlar om Google Drive. Som förklaras i avsnitt 1, om du vill veta mer om den här delen, leta upp här, här och här). 2) Den aktiverar GPIO för att slå på ljuskällan. 3) Det aktiverar PiCamera för att ta bilder.

Om du vill förstå hur manuset fungerar har jag kommenterat varje steg kraftigt och har inkluderat länkarna till de onlinehandledning som jag har använt för att skriva det.

Okej låt oss börja:

1) Förbered ditt SD -kort

Formatera ditt SD -kort för att formatera FAT. Ladda ner NOOBS från Raspberry Pi -webbplatsen. Kopiera och klistra in alla filer från din nyligen nedladdade mapp direkt på ditt SD -kort. Om du fastnar kan du hitta detaljerade instruktioner här.

2) Starta din Raspberry Pi

Sätt bara in ditt SD -kort i din Pi -sväng, sätt på det och följ startinstruktionerna.

3) Se till att din Raspberry Pi är inställd på rätt tid:

> i kommandofönstret anger du följande kommando:

sudo date -s "mån 30 augusti 15:27:30 UTC 2019"

4) Se till att du använder python 3

> i kommandofönstret anger du följande kommando:

python -version

> om python -versionen inte är 3 redigera.bashrc -filen genom att ange följande kommando:

sudo nano ~/.bashrc

Rulla ner i slutet av dokumentet och lägg till följande rad i slutet av filen:

alias python = ‘usr/bin/python3.5’

spara och starta om

5) Installera de paket som behövs:

> i kommandofönstret anger du följande kommandon:

pip installera pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip installera google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get install python-gi-cairo

6) Aktivera PiCamera:

> skriv in Terminal: sudo raspi-config

> Klicka på 5 gränssnittsalternativ och sedan på P1 -kamera, aktivera sedan kamerans gränssnitt och starta om

7) Spara Python Script lapser.py och filen credentials.json på din Raspberry Pi:

Ladda ner python -skriptet lapser.py som finns i detta Instructable.lapser.py är skriptet som kommer att köras för att skjuta time -lapse. Jag har sammanställt det genom att kopiera några bitar av koder som finns online (jag anger adresserna till webbsidorna som används i skriptet). credentials.json är filen som du fick i det sista steget i avsnitt 1, spara den med lapser.py i mappen Dokument på din Raspberry Pi.

8) Upprätta autentiseringsflödet med din Google Drive:

lapser.py innehåller alla instruktioner för att upprätta det första autentiseringsflödet med ditt Google -konto med appen som du skapade i avsnitt 1. Den överför referenser som lagras i credentials.json till Google och öppnar din webbläsare så att du kan logga manuellt in på ditt Google -konto och ge din app tillstånd att komma åt ditt Google Drive. När detta är gjort ger Google oss en token som Lapser.py sparar i dina dokument som en fil som heter token.pickles som kommer att användas för att upprätta anslutningar utan din input i framtiden.

Kör lapser.py, skriv in Terminal:

> cd Dokument

och då:

> python lapser.py

Logga in på ditt Google -konto och låt din ansökan få åtkomst till Google Drive.

Efter det här steget, kontrollera att din Raspberry Pi tar bilder och sparar dem på din enhet.

9) Se till att din Raspberry Pi kör lapser.py vid start utan användarinmatning:

För att din Raspberry Pi ska kunna köra lapser.py vid uppstart säger vi till den att öppna terminalen när den startar och att köra lapser.py när terminalen öppnas:

För att be Pi att öppna terminalen vid start ändrar vi filen autostart. Skriv i kommandofönstret:

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

Skriv sedan @lxterminal omedelbart ovanför raden '@xscreensaver'. Spara och stäng genom att skriva ctrl+x sedan y sedan enter.

För att köra lapser.py när terminalen öppnar redigerar vi.bashrc -filen. Skriv i kommandofönstret:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Rulla ner till slutet av filen och skriv:

eko Kör vid start

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

Spara och stäng genom att skriva: ctrl+x sedan y sedan enter.

10) Flytta runt några paket:

Nu kör lapser.py på start. Paketen som behövs sparas dock nu på en plats som den inte kan komma åt (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Vi måste därför flytta dessa paket till den plats det kan komma åt (/usr/lib/python3.5/dist-packages). För att flytta dessa paket, skriv följande kommando i din Raspberry Pi -terminal:

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

Du kan kontrollera att dessa paket har flyttats genom att gå till den platsen med filhanteraren. Du måste högerklicka och välja Visa dold för att få.local att visas i filhanteraren.

Detta är slutet på det här avsnittet! Nästa avsnitt kommer att bli lite snyggare: vi kommer att bygga lådan och ansluta Raspberry Pi för att börja skjuta våra tidsförlopp!

Steg 3: Bygg rutan

Introduktion till detta steg:

Den bästa tiden förflutas fotograferas i en konstant ljusmiljö där ingenting rör sig förutom det du filmar. Du kan använda alla utrymmen där belysningen inte ändras för mycket, till exempel en stor kortlåda, ett skåp, ett förråd så länge din inställning inte störs under hela inspelningen.

Med en laserskärare kan du bygga en snygg låda med perfekta mått för din uppställning. Men du behöver inte något så snyggt för att skjuta fantastiska tidsförlopp. Du kan också använda alla utrymmen där belysningen inte ändras för mycket, till exempel en stor kartong, ett skåp, ett förråd …

1) Designa din låda.

Jag använde en laserskärare (Trotec Speedy 360) för att bygga en låda (i 6 mm MDF -trä) som inte bara har rätt dimensioner utan också har en fantastisk design.

Tänk på att din låda måste vara tillräckligt hög så att kameran kan fånga hela din scen. Använd bildkamerans horisontella och vertikala synfält för att uppskatta hur hög din kamera behöver vara för att fånga det du filmar.

Jag använde Make a Box med följande dimensioner (bredd: 303 mm, längd: 453 mm, djup (= höjd): 350 mm, plankbredd: 6 mm) för att få ritningarna. Jag lade till några hål för Picamera och trådarna och graverade också några coola trippy -ritningar som hittades på Freepik.

2) Montera din låda

3) Montera Picamera

Att ha en stadig kamera som inte rör sig under hela fotograferingen är mycket viktigt för att få en snygg tidsförlopp. Efter att ha testat tejp, 3D-tryckta PiCamera-fodral och andra, kom jag på ett bra trick för att både ställa in kamerans orientering och hålla den ordentligt fixerad ovanpå lådan. Jag använder 3 skruvar som är gängade endast vid deras spetsar. Den otrådade delen är den som går genom veddjupet medan den gängade spetsen går i picamera -hålet. När skruven roteras kommer den gängade spetsen att flytta PiCamera -hörnet närmare eller bort från lådans yta. Detta låter dig exakt och fast ställa in kamerans vinkel för att fånga din scen.

Observera att detta är den mest listiga delen av denna instruerbara, eftersom hålens placering och vinkel exakt måste matcha dem på Picamera. Det är nog bäst att du först övar på en reservbit innan du börjar peta hål över hela din vackra låda!

Steg 4: Anslut ljuskällan till RaspberryPi

Introduktion till detta steg:

Det här avsnittet tar hand om att ansluta din ljuskälla, ditt 5V -relä och Raspberry Pi genom dess GPIO.

Viktigt: Jag kan inte mycket om att arbeta med el och högspänning (jag är ju bara en biolog). Jag kan inte garantera säkerheten för denna handledning och den slutliga installationen. Var särskilt försiktig med brandfaror och vid arbete med högspänning!

Du kan titta här för att läsa mer om hur ett 5V -relä fungerar och här för en fullständig handledning om hur du styr RaspberryPis GPIO.

Du kanske märker att jag inte inkluderade något motstånd i kretsen som driver ljuskudden. Detta beror på att det är misstänkt att LED -strängen i den redan har dem.

Bortsett från det finns allt på videon!

Steg 5: Shoot Time Lapses

Och du är klar!

Ha kul och dela din konst i kommentarerna!