The Raspberry Pi Batinator: 8 etapas (com imagens)

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

O Batinator é um Raspberry Pi portátil que usa um módulo de câmera PinoIR (sem filtro infravermelho) para gravar vídeo no escuro a 90 quadros por segundo, resolução de 640x480. Ele possui um iluminador infravermelho de 48 LEDs na parte superior e a energia é fornecida por uma bateria recarregável de 12v adaptada. Recentemente fiquei fascinado pelos morcegos que visitam nosso jardim à noite e construí isso para tentar capturar as pequenas belezas em filme.

Acontece que o Batinator também é útil para gravar relâmpagos, talvez eu devesse tê-lo chamado de Storminator: vídeo do Youtube em:

Caso você não consiga visualizar o vídeo incorporado, ele está no YouTube em: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw com mais em

O código Python (muito simples) está no GitHub em

Etapa 1: detecção de morcego

Só nos mudamos para esta casa em agosto passado, então foi muito emocionante quando notei os morcegos no jardim há algumas semanas. Eles são visíveis principalmente ao anoitecer, quando saem de seu poleiro na floresta para se banquetear com mariposas e outros insetos. Existem colheitas aparentemente ricas em nosso jardim e você geralmente não precisa ficar muito tempo olhando para vê-los, muitas vezes voando em círculos e aspirando tudo o que podem encontrar. Inspirado para descobrir mais, comprei um kit detector de morcegos no maplin local, que foi um pouco divertido de soldar e funciona muito bem. Eu então me perguntei se seria possível filmá-los para dar uma olhada mais de perto e, com sorte, até mesmo identificar quais espécies de morcegos estavam visitando! Eu tinha um Raspberry Pi 2 sobressalente e ganhei um módulo de câmera Pi NoIR (noir = sem filtro infravermelho) no meu aniversário no ano passado, então pensei em usá-lo para ver o que aconteceu.

Etapa 2: O Código

Comecei configurando a câmera no Pi, seguindo instruções e um exemplo de câmera da Revista MagPi, depois busquei na internet outros exemplos que eu pudesse adaptar para a gravação do vídeo.

Encontrei o código perfeito no site Average Man Vs Raspberry Pi, que foi bem documentado e muito fácil de seguir. Fiz algumas alterações para atender às minhas necessidades, especificamente para dividir o vídeo gravado em blocos de 5 minutos - cada 5 minutos leva 15 minutos para assistir devido à taxa de quadros!

O código que usei está disponível no GitHub - é muito simples!

Etapa 3: Primeira luz

Inicialmente, esperava usar um punhado de LEDs infravermelhos montados no Pi para iluminar os morcegos, então comecei a procurar na oficina para ver o que conseguia encontrar. Eu me deparei com uma câmera de segurança quebrada e logo a separei, cortando os LEDs da placa de circuito para deixar o máximo de "perna" possível. Em seguida, os soldei a uma placa perma-proto, conectei-os ao Pi e fiz um teste.

Olhando pela câmera do meu telefone, eles certamente estavam funcionando, então naquela noite eu implantei o Pi no jardim, plugado em uma tomada elétrica no galpão e aninhado em um vaso de planta conveniente. Após os 40 minutos, copiei com entusiasmo a filmagem para o meu laptop para visualização e - nada, nem uma salsicha!

Era óbvio que a iluminação dos quatro LEDs recuperados não era poderosa o suficiente, já que os morcegos estavam provavelmente a pelo menos um metro de distância do Pi. Lá fui eu no google em busca de soluções!

Etapa 4: mais potência

Eu encontrei um ótimo artigo sobre raspberrypi-spy comparando as várias opções de iluminação infravermelha e decidi comprar um iluminador infravermelho - essencialmente um pequeno refletor com LEDs infravermelhos. O que comprei no ebay tem 48 LEDs e é alimentado por 12 volts DC - era literalmente o mais barato em estoque no Reino Unido por cerca de £ 5 e chegou alguns dias depois.

Isso era muito mais parecido com isso! Eu o conectei ao lado do Pi na oficina escura e executei alguns vídeos de teste, encurtando o tempo de gravação no script Batinator.py, mas deixando-o definido para capturar a 90fps.

Assistir aos vídeos de teste foi um caso de boas / más notícias - a iluminação era fantástica, muito boa por vários metros. A desvantagem é que o vídeo ficava piscando constantemente, a ponto de ficar inacessível. Tive a sensação de que sabia qual seria a causa disso, a fonte de alimentação do novo iluminador. Minha teoria era que a cintilação estava refletindo as oscilações de 50 Hz da alimentação principal, então eu configurei um script de teste para gravar 10 segundos de vídeo a 90, 85, 80, 70, 60, 50 e 40 quadros por segundo. Comparando os vídeos com certeza, todos eles tiveram o efeito de cintilação, exceto o de 50fps. Isso foi um pouco decepcionante, pois eu realmente queria levar a taxa de quadros ao seu limite.

Voltei ao artigo de especificações da câmera para me inspirar e descobri que, se a taxa de quadros for reduzida para 49 fps, a resolução de captura pode ser aumentada de 640x480 para 1296 × 730 - um compromisso!

Etapa 5: mais testes

A câmera saiu na noite seguinte, de volta ao seu plantador na lateral do galpão e apontando para o jardim.

Assim que voltei para dentro de casa, pude ver um morcego circulando ao redor, então tive esperança de que desta vez eu capturasse algo bom. 45 minutos depois, comecei a assistir ao vídeo e, embora tivesse detectado um ou dois insetos perto da câmera, o morcego em movimento não tinha sido iluminado.

Eu podia ver no filme em silhueta enquanto ele girava sobre a parede em círculos perfeitos, mas obviamente ainda estava muito longe da luz infravermelha.

Na noite seguinte, decidi aumentar meu jogo, então, em vez de colocar a câmera perto da fonte de energia no galpão, coloquei uma extensão no alimentador de pássaros, que fica quase no meio do jardim e muito mais perto de onde costumo ver os morcegos. Eu também implantei uma arma secreta - a meia fedorenta! Eu tinha visto no Springwatch algumas semanas antes que Martin Hughes-Games atraiu mariposas pendurando meias embebidas em uma mistura de cerveja, vinho e açúcar mascavo - "Sugaring" é o que se chama. Achei que se pudesse atrair mariposas para perto da câmera, isso por sua vez atrairia os morcegos. Não é muito justo com as mariposas, mas aí está, eu não os tentaria todas as noites com minha meia bêbada. Não tive sucesso nas noites seguintes (muito frio e úmido), mas deixei um estoque de cerveja à mão (para as mariposas, claro) para o caso.

Etapa 6: energia da bateria

A dificuldade em "implantar o batinador" de uma noite era que envolvia executar um cabo de extensão do galpão, conectar o Pi e o iluminador e, em seguida, tentar alinhá-los para onde os morcegos poderiam estar - isso levaria de 10 a 15 minutos e foi um incômodo guardar tarde da noite. Decidi que queria usar a bateria, de modo que iniciar a captura seria tão simples quanto puxá-la para fora e pressionar o botão "ir".

A princípio pensei em usar uma bateria de 12v para o iluminador e um banco de energia de 5v separado para o Pi, mas parecia uma solução desajeitada, então decidi usar uma única bateria de 12v para alimentar os dois. Eu já estava explorando fontes de alimentação de 12v para outro projeto, então decidi construir uma fonte portátil de 12v / 5v que fosse modular o suficiente para ser usada para os dois propósitos.

Comecei com uma velha furadeira sem fio de 12v (muito barata!) - cortei a alça logo abaixo do gatilho, deixando uma superfície plana para fixar uma caixa de projeto com segurança por cima com braçadeiras. o cabo de 12 V estava claramente visível dentro da alça cortada, então acabei de adicionar um bloco de conexão para simplificar as coisas.

Dentro da caixa do projeto, conectei um plugue DC que se conectaria à entrada de 12v do iluminador e, em paralelo, conectei uma tomada de alimentação de carro padrão de 12v, abrindo orifícios para eles passarem na parte traseira. Isso me permitiria conectar um adaptador USB para converter a alimentação de 12v da bateria da furadeira para uma saída USB 5v 2.1ae 1a. Em seguida, adicionei um interruptor de alimentação mestre à caixa e, antes de conectar o precioso Pi, testei a saída USB usando um Adafruit USB Charger Doctor, tudo parecia bom!

Etapa 7: Eis o Batinator

Com a potência toda resolvida, eu só precisava encaixar o Pi e o iluminador na base para torná-lo agradável e portátil.

O iluminador veio com um prático suporte giratório para que fosse fácil de aparafusar na tampa da caixa do Pi, e colei levemente o módulo da câmera na parte superior para que fiquem sempre devidamente alinhados. Eu precisei usar um cabo de fita de câmera mais longo para ter certeza de que não estava esticado demais.

Eu sabia que gostaria de usar a base 12v / 5v com outros projetos, então precisei fazer o case Pi removível - o Lego acabou sendo uma solução semipermanente conveniente e perfeita! Colei uma base plana de Lego na parte superior da caixa de força e outra na base da caixa Pi, encaixando os dois firmemente.

Com todos os bits presos no produto acabado, realmente me lembrou dos "-inadores" criados pelo infeliz cientista maligno Heinz Doofenshmirtz no desenho animado Phineas & Ferb, e então o Batinator foi nomeado! Aprendendo com o destino dos outros inadores, decidi omitir um botão "Autodestruição" proeminente.

Um benefício não planejado de usar a bateria de 12v foi que a oscilação de 50 Hz da eletricidade principal foi eliminada, então eu pude mais uma vez capturar vídeo em 90 quadros por segundo. Agora era só esperar que o tempo melhorasse!

Etapa 8: Concluir e filmar

Normalmente, o clima piorou assim que o Batinator ficou pronto, e só nas últimas noites quentes é que consegui fazer um teste adequado. Você pode ver as primeiras filmagens no vídeo do YouTube - embora possa haver uma ou duas mariposas incluídas! Gravar no escuro é difícil ter uma ideia da escala, então às vezes é difícil dizer se algo é pequeno ou apenas distante. Um morcego é bem distinto!

Tentei usar várias resoluções de captura, mas o 90fps 640x480 é o meu favorito - qualquer coisa mais rápida e as coisas se tornam apenas um borrão na tela, embora um borrão 720p! O iluminador IR é eficaz até cerca de 2-3 metros, portanto, para trabalhar com isso e a resolução VGA, o plano é experimentar colocar a câmera em locais diferentes para chegar o mais perto possível de onde os morcegos passam voando. Ou corujas, OVNIs, relâmpagos, não sou exigente. Espero levá-lo mais longe nas próximas semanas, talvez na floresta ou em uma caminhada de morcego na reserva natural local.

Atualização 2016-07-20: Capturou algumas imagens breves de relâmpagos no Batinator!

Atualização 2016-07-24: Mais alguns morcegos e algumas mariposas!

A bateria de perfuração convertida funciona muito bem, tento carregá-la totalmente antes de "tirar o taco" de noite, mas tudo funciona bem por mais de duas horas. Não deixei a bateria chegar a zero enquanto conectado ao Pi, pois imagino que isso não seja muito bom para ele.

Tenho usado o VLC para visualizar os arquivos.mp4 capturados e acho que esta é uma opção sólida tanto no laptop quanto no celular. Editar os vídeos é simples no Windows Movie Maker, agora tenho o hábito de assistir os arquivos no VLC em avanço rápido, anotando os tempos de quaisquer "blips" na tela para facilitar o corte mais tarde.

O Batinator foi muito divertido de construir e é ainda mais divertido de usar. Eu simplesmente amo sua confiabilidade simples e sua aparência peculiar. É também o primeiro projeto Pi portátil que tentei, o que abre muitas novas possibilidades. Vou vincular mais vídeos a este instrutível conforme eles (dedos cruzados) são capturados. Agora, com licença, enquanto eu observo o céu …