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4.1.1 Kamera

Einführung

Hier werden wir eine Kamera mit einem Verschluss bauen. Wenn Sie den Knopf drücken, macht die Kamera ein Foto, während die LED blitzt.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/3.1.15camera_list.png

Es ist definitiv praktisch, ein komplettes Set zu kaufen. Hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

GPIO Extension Board

KAUFEN

Steckbrett

KAUFEN

Jumper-Kabel

KAUFEN

Widerstand

KAUFEN

LED

KAUFEN

Taste

KAUFEN

Kameramodul

KAUFEN

Schaltplan

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18
../_images/camera_schematic.png

Versuchsverfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.

../_images/4.1.1_camera_circuit.png

Schritt 2: Um das Kameramodul anzuschließen und die Konfiguration abzuschließen, beachten Sie bitte: Kameramodul.

Schritt 3: Gehen Sie zum Raspberry Pi Desktop. Für eine bessere Erfahrung benötigen Sie vielleicht einen Bildschirm. Siehe: Verbinden Sie Ihren Raspberry Pi. Oder greifen Sie remote auf den Raspberry Pi Desktop zu. Für ein detailliertes Tutorial siehe Remote Desktop.

Schritt 4: Öffnen Sie ein Terminal und navigieren Sie zum Ordner des Codes.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 5: Ausführen.

sudo python3 4.1.1_Camera.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde, drücken Sie den Knopf. Der Raspberry Pi wird die LED blinken lassen und ein Foto machen. Das Foto wird als my_photo.jpg benannt und im Verzeichnis ~ gespeichert.

Bemerkung

Sie können auch 4.1.1_Camera.py im Pfad ~/raphael-kit/python/ mit einer Python-IDE öffnen, den Run-Button klicken, um es auszuführen, und den Code mit dem Stop-Button stoppen.

Wenn Sie das Foto auf Ihren PC herunterladen möchten, beachten Sie bitte FileZilla Software.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcode-Pfad wie raphael-kit/python gehen. Nachdem Sie den Code geändert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um den Effekt zu sehen.

#!/usr/bin/env python3
import time
import os
import RPi.GPIO as GPIO
from picamera2 import Picamera2, Preview

# ----------------------------
# GPIO SETUP
# ----------------------------

BUTTON_PIN = 18  # The push button is connected to GPIO18
LED_PIN = 17     # The LED is connected to GPIO17

GPIO.setmode(GPIO.BCM)  # Use BCM GPIO numbering

# The button uses a 10K pull-up resistor externally.
# When released → HIGH, when pressed → LOW.
GPIO.setup(BUTTON_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

# LED is an output (HIGH → ON, LOW → OFF)
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)  # Ensure LED is OFF at startup

# ----------------------------
# USER DIRECTORY SETUP
# ----------------------------

# Get the current logged-in username
user = os.getlogin()

# Build the path to the user's home directory (ex: /home/pi)
user_home = os.path.expanduser(f"~{user}")

# ----------------------------
# CAMERA SETUP
# ----------------------------

# Create a Picamera2 object
camera = Picamera2()

# Create a preview configuration:
# main → the main camera stream
# size → resolution 800x600
# format → display format used by the preview window
preview_config = camera.create_preview_configuration(
    main={"size": (800, 600), "format": "XRGB8888"}
)

# Apply the configuration to the camera
camera.configure(preview_config)

# Start the preview window using QTGL (GPU-accelerated)
camera.start_preview(Preview.QTGL)

# Start the camera hardware
camera.start()

print("Ready! Press the button to take a photo...")

# ----------------------------
# MAIN LOOP
# ----------------------------
try:
    while True:
        # Check if button is pressed (LOW means pressed)
        if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.LOW:
            print("Button pressed! Taking photo...")

            # Flash LED 3 times to warn before taking the photo
            for _ in range(3):
                GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.1)
                GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.1)

            # Build a unique filename using current date and time
            # Example: /home/pi/my_photo_20251201_143522.jpg
            timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
            filename = os.path.join(user_home, f"my_photo_{timestamp}.jpg")

            # Capture the image
            camera.capture_file(filename)

            print(f"Photo saved to: {filename}")

            # Turn LED ON briefly to confirm capture
            GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
            time.sleep(0.5)
            GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

            # Debounce delay to prevent repeated triggers
            time.sleep(0.3)

        # Small delay to reduce CPU usage
        time.sleep(0.01)

# ----------------------------
# CLEAN EXIT WHEN CTRL+C IS PRESSED
# ----------------------------
except KeyboardInterrupt:
    print("\nCtrl+C received, exiting...")

# ----------------------------
# CLEANUP SECTION
# ----------------------------
finally:
    # Safely try to stop the camera preview
    try:
        camera.stop_preview()
    except:
        pass  # Ignore errors if preview wasn't running

    # Safely close the camera device
    try:
        camera.close()
    except:
        pass

    # Reset GPIO pins to a safe state
    GPIO.cleanup()

    print("Program exited cleanly.")

Code-Erklärung

  1. Prüft, ob der mit BUTTON_PIN verbundene Taster gedrückt wurde.

    if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.LOW:

    Da der Taster einen Pull-up-Widerstand verwendet, ist sein Standardzustand HIGH. Wenn der Taster gedrückt wird, wechselt das Signal auf LOW und löst den Fotoaufnahmeprozess aus.

  2. Lässt die LED dreimal aufblinken, um eine visuelle Rückmeldung vor der Fotoaufnahme zu geben.

    for _ in range(3):
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
    time.sleep(0.1)
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
    time.sleep(0.1)

    Dies zeigt an, dass der Raspberry Pi sich auf die Bildaufnahme vorbereitet.

  3. Erzeugt einen eindeutigen Dateinamen mithilfe eines Zeitstempels und nimmt ein Foto auf.

    timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
filename = os.path.join(user_home, f"my_photo_{timestamp}.jpg")
camera.capture_file(filename)

    Der Zeitstempel stellt sicher, dass jedes aufgenommene Foto einen einzigartigen Dateinamen erhält. Das Bild wird anschließend im Home-Verzeichnis des Benutzers gespeichert.

  4. Schaltet die LED für 0,5 Sekunden ein, um zu bestätigen, dass ein Foto aufgenommen wurde.

    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

    Diese kurze Beleuchtung signalisiert, dass die Aufnahme erfolgreich war.

  5. Fügt eine kurze Verzögerung hinzu, um mehrere Auslösungen durch einen einzigen Tastendruck zu verhindern.

    time.sleep(0.3)

    Diese Entprellverzögerung sorgt für eine zuverlässige Tastererkennung.

Phänomen-Bild

../_images/4.1.1camera.JPG