Raspberry Pi Stop-Motion Animation Rig: 16 steg (med bilder)

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

Av wonderfulideaWonderful Idea CompanyFölj mer av författaren:

About: the Wonderful Idea Company är en designstudio för lekfull utforskning av idéer inom konst, vetenskap och teknik Mer om underbar idé »

Stop-motion-animering är en teknik där objekt manipuleras fysiskt och fotograferas bildruta för bild för att skapa en illusion av en rörlig bild.

Vår mini-stop-motion-animationsutställning är gjord med en Raspberry Pi, som är en "liten och prisvärd dator som du kan använda för att lära dig programmering genom roliga, praktiska projekt."

Riggen använder en Raspberry Pi, en pi-kamera och fem enkla ingångskommandon för att skapa oändliga berättarmöjligheter. Den kan anslutas till valfri bildskärm eller projektor, och eleverna kan arbeta på egen hand eller samarbeta i par för att skapa sina animationer.

Det här verktyget kan användas för öppet utforskande hemma eller integreras i klasslektioner för att fördjupa och förstärka lärandet. Användare kan skapa sina egna karaktärer för att infoga i en historielektion, ett konstprojekt eller en mikroskopisk värld, med hjälp av stop-motion-animering och enkla, vardagliga material för att berätta en historia eller illustrera sin förståelse av vetenskapliga begrepp på ett lekfullt, engagerande sätt.

Den här guiden är fortfarande ett grovt utkast! Vi kommer att fortsätta arbeta med att utveckla det här lekfulla verktyget för utforskning så att det kan användas i museer, klassrum, skaparutrymmen och ditt köksbord. Remixa gärna animationsstationen och låt oss veta vad du hittar på när du experimenterar. Kom tillbaka för uppdateringar när vi förfinar designen av hårdvaran och programvaran.

Steg 1: Samla material (elektronik)

Om du vill bygga den enklaste animationsstationen (kontrollerad med ett tangentbord) kan du bara få följande material (hoppa sedan till steg 10):

Raspberry Pi 3 Komplett startpaket från Canakit, som inkluderar Raspberry Pi 3 (inkluderar 5V 2,5A strömförsörjning, hallon Pi 3 -fodral, HDMI -kabel, 32 GB MicroSD -kort (förladdad med NOOBS), 2x kylflänsar i full storlek brödbräda, man till manlig bygel kablar)

Tangentbord och mus (usb eller trådlöst)

HDMI -kompatibel bildskärm

Raspberry Pi Kameramodul V2

Adafruit 2 meter flexkabel för Raspberry Pi -kamera

Adafruit Pi kamerafodral

Dessa elektroniska komponenter (tillsammans med byggmaterialen) behövs för att konstruera en mer robust utställningsliknande station

Fem arkadknappar Röd, vit, grön, blå och gul

Gikfun proto board

Strandad tråd

Canakit Breakout -kort och GPIO -kabel

Momentary switch (normalt öppen)

5v datorfläkt

Steg 2: Samla trä, hårdvara och verktyg

Samla träet till lådan:

• 1/4 "plywood, 12" x 17"
• 1/4 "plywood, 13" x 18"
• 1/2 "plywood, 4" x 8 '
• 1x2 vanlig tallbräda, 4 'längd
• 1x1 vanlig tallbräda, 4 'längd

Samla in följande hårdvara:

• brad naglar, 3/4 "längd
• 1/4-20 maskinskruv, 1 3/4 "längd
• 1/4-20 gängade skär
• 1/4-20 t-muttrar
• 1/4 brickor
• 1/4-20 vingmutter
• 4-40 skruvar, 3/4 "längd
• 4-40 nötter

Du behöver också följande verktyg:

• Bordsåg, rullsåg och/eller japansk handsåg
• Sladdlös borr
• Uppsättning borrbitar och drivbitar (inklusive en förstnerbits med 3/4 "och 1" diameter)
• Brad spikare
• Philips huvudskruvmejsel
• Lödkolv och löd
• Trådskärare och trådavdragare
• Hammare eller klubba
• Trälim
• 2 snabbklämmor (minst 18 tum breda)

Steg 3: Bygg lådans botten

Klipp 1/4 "plywoodskivan. Biten 12" x17 "kommer att vara botten av lådan och 13" x 18 "biten blir toppen.

Skär 1/2 "plywood i 4" remsor för att göra sidorna av lådan. Klipp två av dem till 12 "längder och två 18" längder.

Ta en av de 18 bitarna (det här är baksidan av lådan) och klipp ut hål för kontakten och kablarna

• 1/2 "hål för avbrytaren
• två 1/4 "hål för armfästet
• ett hål med 3/4 "diameter för fläkten
• en 3/4 "x 1/2" rektangel för hdmi -kabeln
• ett 1/4 "mushål för strömkabeln.

Spruta en remsa av trälim på botten av sidstyckena och använd klämmorna för att ansluta sidorna till basen. Använd sedan bradspikern för att fästa sidorna på basen, med avstånd mellan naglarna cirka 2-3 tum från varandra.

Fäst de främre och bakre bitarna med lim och spik på samma sätt. Var noga med att dra kabeln till strömkabeln genom mushålet först.

I slutet av detta steg bör du ha botten av lådan med fyra sidor och strömkabeln löper genom hålet på baksidan av lådan.

Steg 4: Bygg toppen av lådan

Få 13 "x 18" bit 1/4 "plywood att använda för att göra toppen av lådan.

Använd en borr med en 1 "forstner -bit för att göra en rad med fem stora hål i ungefär 1" från höger sida av locket för arkadknapparna. De ska vara ungefär lika fördelade, men du kan lämna ett extra utrymme mellan det övre hålet och de andra fyra hålen för att skilja bort raderingsfilmen från de andra knapparna.

Skär två 1,5 "långa bitar av 1x2 -brädan och borra ett hål med en diameter på 5/16" i mitten av varje. Använd en 3/4 "forsterbit för att göra ett infällt hål i linje med 5/16" hålet. Trä t-muttern genom hålet och använd en skruv för att tvinga t-muttern mot biten. Titta på den här videon för en översikt över processen för att fästa t-muttrar.

Fäst blocken på brädan i mitten 1/2 från varje sida med det infällda hålet vänd mot mitten med trälim och spikspik

Klipp en 3 "lång bit av 1x2 och fäst på toppen av brädet 1/2" från toppen

Skär en 1/4 "med 1" oval slits i toppen av brädet nära platsen för 3 "blocket. För att göra detta kan du borra två 1/4" hål i toppen av lådan och sedan trä bladet av rullremsan genom hålet. Titta på denna instruktionsvideo för en demo av processen.

Steg 5: Gör kamerarmen

Kamerarmen är vikbar och avtagbar vilket gör det enkelt att lagra animationsstationen. Det är också riktigt komplicerat att göra. Du kan justera detta steg för att passa dina behov och träbearbetningsnivå. Målet i slutet av steget är att ha kameran ovanför mitten av stationen.

Klipp av en 5 "lång bit från 1x1 -brädan och borra tre 1/4" -hål (ett 1/2 "från toppen) och de andra två för att matcha 1/4" -hålen på baksidan av lådan

Klipp av en 11 "bit och en 13" bit från 1x1 brädan

Använd en borr och en rullsåg för att klippa spåren för kameratråden och borrhålen enligt bilderna som följer med detta steg. Använd rullsagen och borrtekniken för att skära ut skårorna i armarnas botten. Testa kurvorna för att se till att de kan fungera som en svängning.

Klipp en 2,5 lång bit från 1x2 -kortet för kamerablocket

Rita ut mönstret som visas på bilderna för att göra ett utrymme för kamerablocket att svänga och ett plant utrymme för att fästa pi -kameran.

Använd 1/4 -20 pannhuvudbultar, brickor och vingmuttrar för att ansluta det lilla blocket till baksidan av lådan Anslut de korta (11 ") och långa (13") armarna tillsammans med en 1/4-20 bultar, brickor och vingmuttrar. Fäst kamerablocket på det böjda skåran i toppen av den korta armen. Fäst armstrukturen på det sista hålet i det korta blocket med en 1/4-20 bult, bricka och sexkantmutter.

Steg 6: Förbered knapparna och Raspberry Pi

Klipp en längd av färgad tråd, ta bort ena änden och linda sedan änden runt metallfliken på COM och NC (normalt stängda) terminaler. Använd lödkolven för att löda kablarna till strömbrytarna. Upprepa med de andra fyra knapparna (med lämplig färgad tråd).

Klipp en längd av svart tråd och löd den till plintarna på metallbrytaren.

Lägg hallon pi i plastfodralet

Lägg till ett minneskort med NOOB installerade

Anslut canakit-kabeln till rasberry pi (extra extra dubbelkontrollera att PIN 1-indikatorn är i hörnet på Pi. Om du har en grå kabel är det förmodligen en röd rand, för svarta kablar, en vit rand. Det stift får inte ligga bredvid TV -kontakten. Vänd eller vrid kabeln tills den är rätt)

Steg 7: Löd elektroniken till Protoboard

Tryck på utbrytningssidan på GPIO -kabeln på protokollet som gick på bilden som bifogas detta steg. Vänd brädan och löd försiktigt GPIO -kortet på plats genom att lägga till lite löd på var och en av stiften.

Anslut en kabel från var och en av arkadknapparna till Gik -kortet till pin nummer 2, 3, 4, 5, 6 i följande ordning.

Radera (rosa/röd tråd) stift 2 också märkt SDA)

Play (grön tråd), pin 3 också märkt som SCL

Ångra (blå tråd) stift 4

Ta en bild (gul tråd) stift 5

Spara (vit tråd) stift 6

Ta ledningarna från andra sidan av var och en av knapparna och anslut dem till den negativa kolumnen på gå proto -kortet (det spelar ingen roll ordningen så länge de finns i kolumnen).

Anslut en av ledningarna från den momentana omkopplaren (svart ledning) raden för stift 13 och den andra till den negativa kolumnen.

Anslut kablarna från minifläkten till 5V + och - sektionen på brödbrädan

Steg 8: Fäst omkopplare och fläkt i lådan

Fäst arkadknapparna högst upp på lådan genom att vrida av knappens omkopplingsdel, skruva loss den svarta plastmuttern, trycka på knappen genom hålet, dra åt muttern och anslut kontakten igen. Gör detta med alla fem knapparna i ordningen från topp till botten av rött, vitt, grönt blått och gult.

Om du vill kan du märka knapparna, antingen med ett papper i toppen av plastbiten eller genom att skriva på sidan av knappen.

Fäst dödknappen på baksidan av lådan på samma sätt så att kolven pekar ut på lådans baksida.

Rikta in minifläkten över det 3/4 hålet på insidan av baksidan av lådan. Markera utrymmena för hålen och borra pilothål på propoerplatsen. Använd 4-40 skruvar och bultar för att säkra fläkten på fläkten låda.

Steg 9: Fäst kameran på stationen

Gör två pilothål i kameralådan ovanpå armen och skruva fast plasthöljet med 4-40 bultar och muttrar (var noga med att ta bort skumstycket först)

Anslut flexkabeln till Raspberry Pi. Trä kabeln genom facket på lådans ovansida, genom spåren i armen och fäst sedan på kameran. Placera kamerans insida och placera armen över lådan.

Steg 10: Anslut Raspberry Pi och anslut kablar

Använd dubbla tejp eller skruvar för att ansluta Raspberry Pi -fodralet till lådans botten. Fäst protoboardet och andra komponenter på lådans botten med skruvar eller tejp. Du kanske vill lägga till p-remmar till trådarna för att göra allt snyggare.

Anslut strömkabeln och HDMI -kabeln till Raspberry Pi

Fäst en mus och ett tangentbord på Raspberry Pi (om du använder bluetooth -tangentbordet följer du instruktionerna för att ansluta).

Anslut Raspberry Pi till bildskärmen med HDMI -kabeln.

Steg 11: Konfigurera Raspberry Pi och kamera

Följ Canakits snabbstartguide för att få igång din Rasperry Pi.

När du har kontrollerat att din Raspberry Pi -programvara är uppdaterad öppnar du terminalen och skriver:

sudo apt-get uppdatering

sudo apt-get uppgradering

Installera ffmpeg, omxplayer, python och pygame på din Raspberry Pi genom att skriva dessa kommandon i terminalen

sudo apt-get install ffmpeg

sudo apt-get install omxplayer

sudo apt-get install python

sudo apt-get install python3-pygame

Aktivera kamera genom att skriva i terminalen:

sudo raspi-config

Ett nytt fönster öppnas, använd markörknapparna för att gå till kameralternativet och välj "aktivera". När du avslutar kommer den att be om att starta om. Starta om din Raspberry Pi.

Steg 12: Ladda ner WICO Animation Software

Gå till

Klicka på den gröna knappen för att ladda ner en zip -fil från förvaret till din Raspberry Pi Öppna zip -filen och dra mappen till skrivbordet Byt namn på mappen stop_motion

För att göra en film, öppna terminalen och navigera till stop motion -mappen genom att skriva:

Cd ~/Desktop/stop_motion

Och skriv sedan

python3 src/run.py

Steg 13: Gör din första film

När du först öppnar animationsprogrammet ser du en välkomstskärm. När du trycker på valfri knapp (eller knapp) skickas den till animationsmiljön.

För att göra din film kan du styra stationen med följande kommandon:

Ta en bild - gul "kamera" -knapp eller enter -tangenten

Radera en ram - blå "ångra" -knapp eller bakåtstegsnyckel

Spela din film - grön "play" -knapp eller blanksteg

Radera din film för alltid - rosa "papperskorg" -knapp eller raderingsknapp

Spara din film - vit knapp eller "s" -tangent

När du trycker på knappen ser du din animation i loop och var den sparades på hallon pi. Du kan också ta en video av din skapelse.

Efter att ha tryckt på spara -knappen kommer du inte att kunna återgå till redigering av filmen. När du är redo att starta en ny animering trycker du på valfri knapp eller knapp så återgår du till välkomstskärmen.

När du vill avsluta programmet kan du använda Escape -omkopplaren dold i det bakre högra hörnet av rutan eller trycka på ecsape -knappen. Du kan göra, spara och ta bort så många filmer som du vill under en session. När du är klar trycker du på Escape -knappen (momentan switch) för att lämna animationsprogrammet och gå tillbaka till Raspberry Pi -skrivbordet.

Steg 14: Spela, spara, radera filmer

Spelar en sparad film

Obs! Filmerna tar ett tag att bearbeta, så du kan behöva vänta till slutet av sessionen eller dagen för att spela om filmerna från rasberry pi

Öppna mappen stop_motion på skrivbordet och öppna sedan filen som är märkt filmer för att hitta din film Öppna terminalfönstret och skriv

cd Desktop/stop_motion/filmer

Tryck på enter och skriv omxplayer [filnamn på din film]

(Till exempel) omxplayer 00_08_34.mp4

Tryck på enter för att spela upp film

Om det inte spelades! Oroa dig inte, ge det mer tid att bearbeta filmen och försök igen senare.

Ladda upp dina filmer

Det kan vara bra att spara filmerna på google drive så att du kan se och bearbeta dem på en annan maskin. För att göra detta, öppna webbläsaren, navigera till din google -enhet, skapa en ny mapp för dina animationer och dra och släpp bara dina filmer från filmmappen på Raspberry Pi till din nya Google Drive -mapp. När de har laddats upp och bearbetats kan du klicka för att spela online!

Ta bort filmer

Vi har beräknat att du ska kunna passa cirka 32 000 filmer på Pi: s SD -kort, men om du kör utställningen i en skola, bibliotek eller museum. Men om du vill radera filmer efter att du har laddat upp till google (eller annan online lagring) kan du följa dessa instruktioner.

Öppna mappen stop_motion på skrivbordet och öppna sedan filen markerad filmer Markera alla filmer och dra dem till papperskorgen. Töm papperskorgen.

Stäng av Pi

Raspberry Pi är lite ömtålig, så var noga med att stänga av den säkert när du är klar. För att göra det rätt klickar du på hallonikonen i det övre vänstra hörnet på skrivbordet och väljer Avstängning igen från menyn för avstängningsalternativ

Steg 15: Stop Motion Animation i ett klassrum eller museum

Material När du letar efter material, var inte orolig! Du behöver inte mycket för att göra en stop motion -film - du kan börja med bara dina händer. Men här är några material som lämpar sig bra för denna aktivitet och leder till mer detaljerade produkter: Färgade former Cardstock + bradkaraktärer (färdiga eller elever kan skapa egna) Text + tankebubblor, scenbeskrivningar (laminerade former och remsor), använd torrpennor

Som med många projekt kan begränsning av tillgängligt material ofta leda till mer genomtänkta skapelser. Men om eleverna vill utforska andra material, låt dem gå! Du kan till och med ha en station vid sidan för eleverna att skapa sina egna rekvisita, karaktärer och landskap.

Uppstart

Organisera material runt stationen för enkel åtkomst och synlighet, och överväg att placera vanliga stop motion -tips runt stationen, till exempel "Se upp för dina händer!". Som nämnts ovan kan du också ha en separat station i närheten för att skapa rekvisita.

Hela stationen får plats på ett bord med rekvisita runt den. Det är bäst att ha två stolar framför för att en person ska göra en film och en annan för att titta på processen, eller för att en person ska regissera medan den andra fotograferar.

Prompts

Det finns olika nivåer av instruktioner vi kan ge för stop motion -animering, från att låta eleverna bara skapa filmer (efter att ha gett grundläggande bakgrund och instruktioner) till att börja med en prompt som "gör en video där …..".

Om du vill fokusera på grupparbetskunskaper kan eleverna skapa samarbetsvideor. Detta kan se ut som: brainstorma en tomt och turas om att flytta rekvisita / ta bilder, varje person tilldelas ett visst antal bilder, eller varje person tilldelas 2 minuter på stationen för att skapa sin scen i en större film.

Steg 16: Gå vidare

När filmerna har laddats ner till Google -enheter kan du fortsätta att expandera dem med ditt val av videoredigeringsprogram som final cut eller Adobe Premiere. Studenter kan få chansen att använda dessa verktyg för att ge animationsstationen högre tak och längre engagemang. Några initiala idéer för ytterligare riktningar kan innefatta att ansluta videor tillsammans, komponera ljudspår eller skriva undertexter (och lägga till dem i efterproduktion).

Vi gjorde en kort zine med idéer om hur du ansluter animationsstationen till Next Generation Science Standards (NGSS) som bifogas här också!

Kontakta oss på vår webbplats (https://wonderfulidea.co/contact) med frågor eller för att dela din version av maskinen. Vi är glada över att se de olika riktningarna som den här pysslande utställningen går i när människor bygger, remixar och delar konceptet!

--- Prototypning av tid och FoU med Lodestar Charter School-elever för Raspberry Pi Stop Motion Station möjliggjordes genom det generösa stödet från Cognizant "Making the Future" -bidraget.