El Raspberry Pi Batinator: 8 pasos (con imágenes)

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

El Batinator es una Raspberry Pi portátil que usa un módulo de cámara PinoIR (Sin filtro de infrarrojos) para grabar video en la oscuridad a 90 cuadros por segundo, resolución de 640x480. Cuenta con un iluminador infrarrojo de 48 LED en la parte superior y la energía es proporcionada por una batería de taladro recargable de 12v reutilizada. Recientemente me fascinaron los murciélagos que visitan nuestro jardín por la noche y construí esto para intentar capturar a las pequeñas bellezas en una película.

Resulta que Batinator también es útil para grabar relámpagos, quizás debería haberlo llamado Storminator: video de Youtube en:

En caso de que no pueda ver el video incrustado, está en YouTube en: https://www.youtube.com/embed/Ota2V3bVvAw con más en

El código Python (muy sencillo) está en GitHub en

Paso 1: detección de murciélagos

Solo nos mudamos a esta casa en agosto pasado, así que fue realmente emocionante cuando vi por primera vez los murciélagos en el jardín hace unas semanas. Son principalmente visibles al anochecer, cuando salen de su refugio en el bosque para darse un festín con polillas y otros insectos. Hay cosechas aparentemente ricas en nuestro jardín y por lo general no tienes que mirar mucho para verlas, a menudo volando en círculos aspirando todo lo que pueden encontrar. Inspirado para saber más, compré un kit detector de murciélagos en el maplin local, que fue un poco divertido de soldadura y funciona muy bien. Luego me pregunté si sería posible filmarlos para verlos más de cerca y, con suerte, incluso identificar qué especies de murciélagos estaban visitando. Tenía una Raspberry Pi 2 de repuesto y me regalaron un módulo de cámara Pi NoIR (noir = sin filtro de infrarrojos) para mi cumpleaños el año pasado, así que pensé en usarlo y ver qué sucedía.

Paso 2: el código

Comencé configurando la cámara en el Pi, siguiendo las instrucciones y un ejemplo de cámara de la revista MagPi, luego busqué en Internet otros ejemplos que pudiera adaptar para grabar el video.

Encontré el código perfecto en el sitio web de Average Man Vs Raspberry Pi, que estaba bien documentado y era muy fácil de seguir. Hice algunos cambios para satisfacer mis necesidades, específicamente para dividir el video grabado en partes de 5 minutos; ¡cada 5 minutos toma 15 minutos para volver a mirar debido a la velocidad de fotogramas!

El código que utilicé está disponible en GitHub, ¡es muy sencillo!

Paso 3: Primera luz

Inicialmente esperaba usar un puñado de LED infrarrojos montados en el Pi para iluminar a los murciélagos, así que comencé a buscar en el taller para ver qué podía encontrar. Me encontré con una cámara de seguridad rota y pronto la rompí, cortando los LED de la placa de circuito para dejar la mayor "pierna" posible. Luego los soldé a una placa perma-proto, los conecté al Pi y lo probé.

Mirando a través de la cámara de mi teléfono, ciertamente estaban funcionando, así que esa noche desplegué el Pi en el jardín, lo enchufé a una toma de corriente en el cobertizo y lo acurruqué en una conveniente maceta. Después de que pasaron los 40 minutos, copié con entusiasmo el metraje en mi computadora portátil para verlo y, ¡nada, ni una salchicha!

Era obvio que la iluminación de los cuatro LED rescatados no era lo suficientemente potente, ya que los murciélagos probablemente estaban al menos a un metro de distancia del Pi. ¡Fui a google en busca de soluciones!

Paso 4: más poder

Encontré un gran artículo sobre raspberrypi-spy comparando las diversas opciones de iluminación por infrarrojos y decidí adquirir un iluminador de infrarrojos, esencialmente un pequeño foco lleno de LED de infrarrojos. El que compré en eBay tiene 48 LED y funciona con 12 voltios de CC; fue literalmente el más barato disponible en el Reino Unido por alrededor de £ 5 y llegó un par de días después.

¡Esto era mucho más parecido! Lo conecté junto con el Pi en el taller oscurecido y ejecuté un par de videos de prueba, acortando el tiempo de grabación en el script Batinator.py pero dejándolo configurado para capturar a 90 fps.

Ver los videos de prueba fue un caso de buenas / malas noticias: la iluminación fue fantástica, realmente buena durante varios metros. La desventaja es que el video parpadeaba constantemente, hasta el punto de ser imposible de ver. Tenía la sensación de que sabía cuál sería la causa de esto, la fuente de alimentación del nuevo iluminador. Mi teoría era que el parpadeo reflejaba las oscilaciones de 50 Hz de la alimentación de red, así que configuré un guión de prueba para grabar 10 segundos de video a 90, 85, 80, 70, 60, 50 y 40 cuadros por segundo. Al comparar los videos, todos tuvieron el efecto de parpadeo, aparte del de 50 fps. Esto fue un poco decepcionante, ya que tenía muchas ganas de llevar la velocidad de fotogramas al límite.

Volví al artículo de especificaciones de la cámara en busca de inspiración y descubrí que si la velocidad de fotogramas se reduce a 49 fps, la resolución de captura se puede aumentar de 640x480 a 1296 × 730, ¡un compromiso!

Paso 5: más pruebas

La cámara se apagó la noche siguiente, volvió a colocarla en su maceta en el costado del cobertizo y señaló al otro lado del jardín.

Tan pronto como me retiré al interior, pude ver un murciélago dando vueltas, así que tenía la esperanza de que esta vez capturaría algo bueno. 45 minutos más tarde comencé a ver el metraje de regreso y, aunque había atrapado uno o dos insectos cerca de la cámara, el murciélago en movimiento no se había iluminado en absoluto.

Podía verlo en la película en silueta mientras giraba sobre la pared en círculos perfectos, pero obviamente todavía estaba demasiado lejos de la luz infrarroja.

La noche siguiente decidí mejorar mi juego, así que en lugar de colocar la cámara cerca de su fuente de energía en el cobertizo, abrí un cable de extensión hacia el comedero para pájaros, que está casi en el medio del jardín y mucho más cerca de donde normalmente veo. los murcielagos. También desplegué un arma secreta: ¡el calcetín maloliente! Había visto en Springwatch unas semanas antes que Martin Hughes-Games había atraído a las polillas colgando calcetines empapados en una mezcla de cerveza, vino y azúcar morena, se llama "Sugaring". Pensé que si podía atraer polillas cerca de la cámara, esto a su vez atraería a los murciélagos. No es muy justo para las polillas, pero ahí lo tienes, no las tentaría todas las noches con mis medias borrachas. No tuve éxito en las noches siguientes (demasiado fría y húmeda) pero mantuve una reserva de cerveza a mano (para las polillas, por supuesto) por si acaso.

Paso 6: Energía de la batería

La dificultad de "desplegar el batinador" de una noche era que implicaba ejecutar un cable de extensión desde el cobertizo, enchufar el Pi y el iluminador y luego tratar de alinearlos hacia donde podrían estar los murciélagos; esto tomaría de 10 a 15 minutos y Fue una molestia guardarlo a altas horas de la noche. Decidí que quería usar la batería, por lo que comenzar la captura sería tan simple como sacarlo y presionar el botón "ir".

Primero pensé en usar una batería de 12v para el iluminador y un banco de energía de 5v separado para el Pi, pero me pareció una solución torpe, así que decidí usar una sola batería de 12v para alimentar ambos. Ya estaba explorando fuentes de alimentación de 12v para otro proyecto, así que decidí construir una fuente de alimentación portátil de 12v / 5v que fuera lo suficientemente modular como para usarse para ambos propósitos.

Comencé con un viejo taladro inalámbrico de 12v (¡uno muy barato!). Corté el mango justo debajo del gatillo, dejando una superficie plana para fijar una caja de proyecto de forma segura en la parte superior con bridas para cables. el cable de 12v era claramente visible dentro del mango cortado, así que solo agregué un bloque de conexión para simplificar las cosas.

Dentro de la caja del proyecto, conecté un enchufe de CC que se conectaría a la entrada de 12 V del iluminador y, en paralelo, conecté una toma de corriente estándar de 12 V para automóvil, perforando agujeros para que se asomaran en la parte trasera. Esto me permitiría conectar un adaptador USB para convertir el suministro de 12v de la batería del taladro a una salida USB de 5v 2.1ay 1a. Luego agregué un interruptor de encendido maestro a la caja y antes de enchufar el precioso Pi probé la salida USB con un Adafruit USB Charger Doctor, ¡todo se veía bien!

Paso 7: ¡He aquí el Batinator

Con toda la potencia ordenada, solo necesitaba colocar el Pi y el iluminador en la base para que fuera agradable y portátil.

El iluminador venía con un práctico soporte giratorio, por lo que era fácil de atornillar a la tapa de la carcasa del Pi, y pegué ligeramente el módulo de la cámara en la parte superior para que siempre estuvieran correctamente alineados. Necesitaba usar un cable plano de cámara más largo para asegurarme de que no estuviera demasiado estirado.

Sabía que querría usar la base de 12v / 5v con otros proyectos, así que necesitaba hacer que la carcasa de Pi fuera extraíble: ¡Lego resultó ser una solución semipermanente conveniente y perfecta! Pegué en caliente una base plana de Lego a la parte superior de la caja de energía y otra a la base de la carcasa Pi, encajando las dos firmemente.

Con todas las partes recortadas en el producto terminado, realmente me recordó a los "-inadores" creados por el desventurado científico malvado Heinz Doofenshmirtz en la caricatura de Phineas & Ferb, ¡y por eso se nombró al Batinator! Aprendiendo del destino de los otros -inadores, decidí omitir un botón prominente de "Autodestrucción".

Un beneficio no planeado de usar la batería de 12v fue que se eliminó el parpadeo de 50 hz de la red eléctrica, por lo que una vez más pude capturar video a los 90 cuadros por segundo. ¡Ahora solo era cuestión de esperar a que mejorara el tiempo!

Paso 8: acabado y metraje

Por lo general, el clima se deterioró tan pronto como el Batinator estuvo listo, y solo en las últimas noches cálidas he podido probarlo adecuadamente. Puede ver las primeras imágenes en el video de YouTube, ¡aunque puede haber uno o dos meses incluidos! Grabar en la oscuridad es difícil tener una idea de la escala, por lo que a veces es difícil saber si algo es pequeño o está muy lejos. ¡Sin embargo, un murciélago es bastante distintivo!

Intenté usar varias resoluciones de captura, pero la de 90 fps 640x480 es mi favorita: cualquier cosa más rápida y las cosas se vuelven solo un borrón en la pantalla, ¡aunque un desenfoque de 720p! El iluminador de infrarrojos es eficaz hasta unos 2-3 metros, por lo que para trabajar con eso y la resolución VGA, el plan es experimentar colocando la cámara en diferentes lugares para acercarse lo más posible a donde vuelan los murciélagos. O búhos, ovnis, relámpagos, no soy quisquilloso. Espero llevarlo más lejos en las próximas semanas, tal vez por el bosque o en una caminata de murciélagos en la reserva natural local.

Actualización 2016-07-20: ¡Capturé algunas breves imágenes de rayos en el Batinator!

Actualización 2016-07-24: ¡Algunos murciélagos más y algunas polillas!

La batería de taladro convertida funciona muy bien, trato de tenerla completamente cargada antes de "sacar el bate" por la noche, pero todo funciona bastante bien durante más de dos horas. No dejé que la batería se agotara hasta cero mientras estaba conectado al Pi, ya que imagino que esto no es muy bueno para él.

He estado usando VLC para ver los archivos.mp4 capturados y encuentro que esta es una opción sólida tanto en computadoras portátiles como en dispositivos móviles. Editar los videos es sencillo en Windows Movie Maker, ahora tengo el hábito de mirar hacia atrás los archivos en VLC en avance rápido, anotando los tiempos de cualquier "señal" en la pantalla para facilitar el recorte más adelante.

El Batinator fue muy divertido de construir, y es aún más divertido de usar, simplemente me encanta su confiabilidad simple y su apariencia peculiar. También es el primer proyecto Pi portátil que he intentado, lo que abre un montón de nuevas posibilidades. Vincularé más videos a este instructivo a medida que se capturan (con los dedos cruzados). Ahora discúlpame mientras miro el cielo …