Câmera infravermelha do jogo Raspberry Pi: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Acabei de começar a explorar o Raspberry Pi e fiquei intrigado com o módulo de câmera infravermelha do Pi. Eu moro em uma área um tanto remota e vi sinais de várias criaturas selvagens explorando a casa à noite.

Tive a ideia de criar uma câmera de jogo noturna usando uma placa de câmera Raspberry Pi NoIR com um detector de movimento PIR e um refletor LED de infravermelho externo para iluminar a área e permitir que a câmera de infravermelho capture vídeo.

Comecei com algo simples, mas como todos os engenheiros, continuei adicionando mais e mais. Então, é assim que funciona:

Este projeto usa um Raspberry Pi configurado com WiFi em um modo sem cabeça. Posso ter minha câmera remota dentro do alcance do WiFi, então, uma vez conectada, posso iniciar o programa e recuperar os arquivos de vídeo capturados. Existem muitas instruções on-line para fazer isso, então não vou tentar repetir isso aqui. Também instalei a câmera Raspberry Pi seguindo as instruções on-line. Teste o headless (se é isso que você deseja) e a câmera para ter certeza de que tudo funciona.

Este projeto usa o Raspberry Pi NoIR Camera Board (infravermelho) para gravação de vídeo noturno quando algo é detectado. A placa da câmera Pi NoIR também pode ser usada durante o dia, mas como o filtro IR foi removido, a cor fica um pouco desbotada. Eu construí um Refletor LED IR externo que é ativado quando o movimento é detectado para iluminar a área durante a captura de vídeo. Assim que a duração do vídeo selecionada for concluída, o Refletor LED IR é desligado. O projeto também possui um circuito LDR para detectar se é dia ou noite. Se for noturno e movimento for detectado, o ponto de LED IR é habilitado e durante o dia é desabilitado. Conectar o cabo de refletor LED de infravermelho externo aterra um pino de detecção para detectar se a lâmpada está conectada à câmera. Se o IR Spotlight externo não for detectado, a saída da lâmpada é desativada. Após a detecção do PIR, se for noturno, o pino 22 do GPIO ativa o relé que aciona os LEDs de infravermelho de alta corrente (se conectado).

A captura de vídeo também pode ocupar um pouco de espaço em disco e pode encher rapidamente. Descobri uma vez que enchi totalmente o espaço em disco e não consegui acessar remotamente e o Pi não inicializou. Para corrigir isso, adicionei um código para medir o espaço em disco e abortar o programa se o espaço em disco estiver acabando.

Aproveitar!

Etapa 1: Lista de peças

Raspberry Pi:

Raspberry Pi

NoIR Camera Board

Dongle WiFi (se desejar)

Peças do escudo:

Placa de protótipo Humble Pi Shield

SN75468D

Relé DS2E-L-5V

Potenciômetro de 1M ohm

Resistor de 100K ohm

Resistor de 1K ohm

CONDUZIU

Transistor 2N3904

LDR

Resistor de 100K ohm

Conectores de pinos IO diversos, conforme necessário

Fio de interconexão, conforme necessário

Gabinete:

Recinto para alojar o Pi e proteger

Conectores de interface, conforme necessário

IR LAMP:

20 LEDs IR de alta corrente

47 ohms, resistores de 5 W (qtd. 2)

Caixa da lâmpada (usei uma caixa do freio do trailer)

Etapa 2: crie o escudo

Criei uma blindagem para montar o relé, driver do relé, interface PIR, circuito LDR, sensor de lâmpada LED IR e outros IO.

Eu usei o Humble Pi Shield:

Eu cavei em minhas peças diversas e usei um 75468, matriz de transistores Darlington de alta tensão e alta corrente. Tudo que você precisa é de algum driver com drive de corrente de saída suficiente para definir / redefinir o relé. Também anexei um arquivo Visio para mostrar como coloquei as peças e adicionei os fios de jumper, bem como o esquema (formato Eagle).

Usei alguns pinos de soquete sobressalentes e luvas retráteis para fazer conectores para E / S da placa aos conectores do gabinete, PIR e LDR.

Etapa 3: construir o gabinete

Encontrei um invólucro sobressalente nas minhas caixas de lixo de peças. Algo simples, mas no futuro posso substituí-lo por um invólucro à prova d'água e experimentar com bateria / fonte de alimentação recarregável.

Eu cortei um orifício no gabinete para que o sensor PIR ficasse para fora e montei no gabinete. Eu também usei um ilhó de LED montado em painel para segurar o LDR.

Eu cortei outro buraco para a câmera Pi. Colei uma janela de acrílico sobre a câmera para proteger a lente.

Eu instalei um conector tipo DB-9 para o Refletor LED IR externo.

Eu instalei um conector de alimentação para ligar tudo.

Como usei um invólucro sobressalente que tinha em mãos, esse invólucro não permite acesso fácil ao cartão SD e ao dongle WiFi. Mas depois de fazer tudo funcionar, você realmente não precisará fazer isso, a menos que algo realmente dê errado.

Etapa 4: Faça o Refletor LED IR

O Refletor LED IR era bastante simples. Eu encontrei alguns LEDs infravermelhos baratos de alta potência no EBAY com pico de 700 mA. Criei 4 strings de 5 LED's ligados em série (ver esquema). Liguei as duas cordas em paralelo e conectei um resistor de 47 ohms e 5W a cada corda. Eu encontrei um plugue externo na fonte de alimentação que fornece cerca de 17 VCC. Selecionei os resistores para limitar a corrente para não queimar os LEDs. Você precisará descobrir as especificações de seus LEDs, quantos você deseja, qual fonte usar para a corrente do drive de LED e calcular os resistores limitadores. Não há como o Pi conseguir isso sozinho. O Camera Shield usa um relé, então não importa o que você usa. Apenas certifique-se de não conduzir mais corrente do que o relé pode suportar ou a fiação que você usa.

Você também verá um laço de fio entre os pinos 8 e 9. Eu uso isso para detectar se a lâmpada está conectada. O escudo CAM tem um resistor pull up conectado à framboesa. Quando o cabo é conectado, a linha de detecção é puxada para baixo; quando não está conectada, a linha de detecção é puxada para cima.

Também descobri que, ao usar uma lâmpada de freio de trailer, a moldura vermelha faz um ótimo trabalho em dispersar o "feixe" de infravermelho para iluminar uma área maior. Os LEDs que tenho têm um feixe bastante estreito. Sem a moldura, os LEDs fornecem um feixe bastante estreito.

Etapa 5: faça upload do programa

Em anexo está o arquivo python que criei (ainda estou tentando descobrir o GitHub).

Os arquivos de vídeo são salvos com a extensão.h264. Eu uso um programa de FTP para enviar os vídeos para o meu computador. Você pode usar o VLC media player para ver os vídeos.

Anexei alguns vídeos capturados. Um era um lince e outro era um gato.

Eu adicionei algumas outras coisas ao sistema operacional do raspberry para tornar as coisas mais fáceis. Eu não tenho um relógio em tempo real, então cada vez que ligo o framboesa pi, preciso definir a data e a hora. Fiz isso com o comando Sudo para definir data e hora no Raspberry:

sudo date -s "Mon Ago 12 20:14:11 PST 2014"

Eu também queria desativar o LED da câmera Raspberry Pi para que ele não alertasse o que quer que eu estivesse gravando. Para desativar o LED da câmera, modifique: /boot/config.txt e adicione a seguinte linha:

disable_camera_led = 1

Eu estava pensando em fazer tudo com bateria, então descobri que poderia economizar ~ 20mA desligando as saídas PAL / HDMI alterando o config.txt adicionando:

opt / vc / bin / tvservice -off

Etapa 6: Lista de desejos

Tenho algumas outras ideias para melhorar a câmera. Posso trabalhar em alguns deles e vou atualizar enquanto faço upgrade …

1. Salvar o vídeo em um formato mais padrão (mpg, etc)?

2. Envie arquivos através do servidor WEB

3. Use o programa de movimento para detecção do dia. O programa de movimento detecta movimento procurando por alterações de pixel. Você também pode se concentrar em uma área de destino específica. Isso ajudará na detecção durante o dia. O detector PIR funciona muito bem à noite, mas pode ser um pouco sensível em plena luz e pode disparar no movimento da árvore devido ao vento ou outros movimentos que você pode querer ignorar (como carros em uma estrada, etc.). Você pode ajustar a sensibilidade do detector PIR, mas o Motion seria muito legal.

4. Otimize o código - Use chamadas para tarefas repetitivas (iniciar / parar vídeo, tamanho do disco, etc.)

5. Use o MUX para trocar os módulos da câmera do dia para a noite ?? Isso pode funcionar?

6. O que seria necessário para que o sistema funcionasse com bateria?

7. Adicione um módulo de relógio em tempo real (se não for possível se conectar à internet)

8. Adicione um programa para se reconectar automaticamente ao wi-fi quando ele for desconectado

9. Faça com que o programa seja iniciado automaticamente ao inicializar (quando você ligar a alimentação).