Cámara de juego infrarroja Raspberry Pi: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Acabo de comenzar a explorar la Raspberry Pi y estaba intrigado con el módulo de la cámara de infrarrojos Pi. Vivo en una zona algo remota y he visto señales de varias criaturas salvajes explorando la casa por la noche.

Tuve la idea de crear una cámara de juego nocturna usando una placa de cámara Raspberry Pi NoIR con un detector de movimiento PIR y un foco LED de infrarrojos externo para iluminar el área y permitir que la cámara de infrarrojos capture video.

Comencé con algo simple, pero como todos los ingenieros, seguí agregando más y más. Pues así es como funciona:

Este proyecto utiliza una Raspberry Pi configurada con WiFi en modo sin cabeza. Puedo tener mi cámara remota dentro del rango de WiFi para que una vez conectado pueda iniciar el programa y recuperar los archivos de video capturados. Hay muchas instrucciones en línea para hacer esto, así que no intentaré repetirlo aquí. También instalé la cámara Raspberry Pi siguiendo las instrucciones en línea. Pruebe el dispositivo sin cabeza (si esto es lo que desea) y la cámara para asegurarse de que todo funcione.

Este proyecto utiliza la placa de cámara Raspberry Pi NoIR (infrarrojos) para grabar videos nocturnos cuando se detecta algo. La placa de cámara Pi NoIR también se puede usar durante el día, pero como se quita el filtro de infrarrojos, el color se desvanece un poco. Construí un foco LED IR externo que se habilita cuando se detecta movimiento para iluminar el área mientras captura video. Una vez que se completa la duración del video seleccionado, el foco LED de infrarrojos se apaga. El diseño también tiene un circuito LDR para detectar si es de día o de noche. Si es de noche y se detecta movimiento, el punto LED IR está habilitado y durante el día está deshabilitado. La conexión del cable del foco LED IR externo conecta a tierra un pin de detección para detectar si la lámpara está conectada a la cámara. Si no se detecta el foco de infrarrojos externo, la salida de la lámpara se desactiva. Después de la detección de PIR, si es de noche, el pin 22 de GPIO activa el relé que impulsa los LED de infrarrojos de alta corriente (si están conectados).

La captura de video también puede ocupar bastante espacio en el disco y podría llenarse rápidamente. Descubrí una vez que llené por completo el espacio en disco y no pude acceder a distancia y el Pi no arrancaba. Para solucionar esto, agregué un código para medir el espacio en disco y abortar el programa si el espacio en disco se está agotando.

¡Disfrutar!

Paso 1: Lista de piezas

Raspberry Pi:

Frambuesa pi

Tablero de cámara NoIR

Dongle WiFi (si lo desea)

Partes del escudo:

Placa proto Humble Pi Shield

SN75468D

Relé DS2E-L-5V

Potenciómetro de 1 M ohmios

Resistencia de 100K ohmios

Resistencia de 1K ohmios

DIRIGIÓ

Transistor 2N3904

LDR

Resistencia de 100K ohmios

Varios conectores de clavija de E / S, según sea necesario

Cable de interconexión, según sea necesario

Recinto:

Recinto para albergar el Pi y el escudo

Conectores de interfaz, según sea necesario

LÁMPARA IR:

20 LED IR de alta corriente

47 ohmios, resistencias de 5 W (cantidad 2)

Recinto de lámpara (utilicé un recinto de freno de remolque)

Paso 2: crea el escudo

Creé un escudo para montar el relé, el controlador de relé, la interfaz PIR, el circuito LDR, el sensor de lámpara LED IR y otros IO.

Usé Humble Pi Shield:

Busqué en mis diversas partes y usé una matriz de transistores Darlington 75468, de alto voltaje y alta corriente. Todo lo que necesita es un controlador con suficiente unidad de corriente de salida para configurar / reiniciar el relé. También adjunté un archivo de Visio para mostrar cómo coloqué las piezas y agregué los cables de puente, así como el esquema (formato Eagle).

Utilicé algunos pines de enchufe de repuesto y fundas retráctiles para hacer conectores para E / S desde la placa hasta los conectores de la caja, PIR y LDR.

Paso 3: construya el gabinete

Encontré un gabinete de repuesto en las cajas de basura de mis repuestos. Algo simple, pero en el futuro podría reemplazarlo con una carcasa impermeable y experimentar con batería / fuente de alimentación recargable.

Corté un agujero en el gabinete para que el sensor PIR sobresaliera y lo monté en el gabinete. También utilicé un ojal LED de montaje en panel para sostener el LDR.

Corté otro agujero para la cámara Pi. Pegué una ventana de plexiglás sobre la cámara para proteger la lente.

Instalé un conector tipo DB-9 para el foco LED IR externo.

Instalé un conector de alimentación para encender todo.

Debido a que usé un gabinete de repuesto que tenía a mano, este gabinete no permite un fácil acceso a la tarjeta SD y al dongle WiFi. Pero una vez que todo funcione, no necesitará hacerlo a menos que algo realmente se rompa.

Paso 4: haz el foco LED IR

El foco LED IR era bastante simple. Encontré algunos LED IR baratos de alta potencia en EBAY especificados a un pico de 700 mA. Creé 4 cadenas de 5 LED conectados en serie (ver esquema). Conecté las dos cuerdas en paralelo y conecté una resistencia de 47 ohmios y 5 W a cada cuerda. Encontré un enchufe externo en la fuente de alimentación que proporciona alrededor de 17 VCC. Seleccioné las resistencias para limitar la corriente para no quemar los LED. Deberá averiguar las especificaciones de sus LED, cuántos desea, qué suministro usar para la corriente de impulsión del LED y calcular las resistencias limitadoras. No hay forma de que el Pi pueda manejarlos por sí mismo. El protector de la cámara usa un relé, por lo que no importa lo que use. Solo asegúrese de no conducir más corriente de la que puede manejar el relé o el cableado que utiliza.

También verá un bucle de cable entre los pines 8 y 9. Lo uso para detectar si la lámpara está conectada. El escudo CAM tiene una resistencia pull up unida a la frambuesa. Cuando el cable está conectado, la línea de detección se tira hacia abajo, cuando no está conectada, la línea de detección se tira hacia arriba.

También descubrí que al usar una lámpara de freno de remolque, el bisel rojo hace un gran trabajo al dispersar el "haz" de infrarrojos para iluminar un área más grande. Los LED que tengo tienen un haz bastante estrecho. Sin el bisel, los LED proporcionan un haz bastante estrecho.

Paso 5: Cargue el programa

Se adjunta el archivo de Python que creé (todavía estoy tratando de averiguar GitHub).

Los archivos de video se guardan con la extensión.h264. Utilizo un programa FTP para subir los videos a mi computadora. Puede usar el reproductor multimedia VLC para ver los videos.

Adjunto algunos videos capturados. Uno era un lince y otro era un gato.

Agregué algunas otras cosas al sistema operativo Raspberry para facilitar las cosas. No tengo un reloj en tiempo real, por lo que cada vez que enciendo la Raspberry Pi necesitaba configurar la fecha y la hora. Hice esto con el comando Sudo para establecer la fecha y la hora en Raspberry:

sudo date -s "Lunes 12 de agosto 20:14:11 PST 2014"

También quería deshabilitar el LED de la cámara Raspberry Pi para que no alertara lo que estaba grabando. Para deshabilitar el LED de la cámara, modifique: /boot/config.txt Y agregue la siguiente línea:

disable_camera_led = 1

Estaba pensando en hacer que todo funcionara con batería, así que descubrí que podía ahorrar ~ 20 mA apagando las salidas PAL / HDMI cambiando config.txt agregando:

opt / vc / bin / tvservice -off

Paso 6: Lista de deseos

Tengo algunas otras ideas para mejorar la cámara. Podría trabajar en algunos de estos y actualizaré a medida que actualice …

1. ¿Guardar video en un formato más estándar (mpg, etc.)?

2. Envíe archivos a través del servidor WEB

3. Utilice el programa de movimiento para la detección de días. El programa de movimiento detecta el movimiento buscando cambios de píxeles. También puede centrarse en un área objetivo específica. Esto ayudará en la detección diurna. El detector PIR funciona muy bien por la noche, pero puede ser algo sensible a plena luz y puede activarse con el movimiento de los árboles debido al viento u otros movimientos que quizás desee ignorar (como los automóviles en una carretera, etc.). Puede ajustar la sensibilidad de su detector PIR, pero Motion sería genial.

4. Optimice el código: use llamadas para tareas repetitivas (iniciar / detener video, tamaño del disco, etc.)

5. ¿Utiliza MUX para intercambiar módulos de cámara de día a noche? ¿Puede eso funcionar?

6. ¿Qué se necesitaría para que el sistema funcione con baterías?

7. Agregue un módulo de reloj en tiempo real (si no puede conectarse a Internet)

8. Agregue un programa para volver a conectarse automáticamente a wifi cuando se desconecte

9. Haga que el programa se inicie automáticamente al arrancar (cuando aplica energía).