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4.1.4 Automatische Aufnahmekamera

Einführung

Wenn Sie unterwegs sind, könnten die kleinen Eichhörnchen im Wald Ihren Fenstersims besuchen. Lassen Sie uns eine automatische Aufnahmekamera bauen, um Fotos von diesen kleinen Lieblingen zu machen!

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.

Es ist sicherlich praktisch, ein ganzes Kit 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
Kameramodul	KAUFEN
PIR Bewegungssensormodul	-

Schaltplan

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
GPIO17	Pin 11	0	17

Experimentelle Verfahren

Bevor Sie mit diesem Projekt beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie 3.1.1 Fotografie-Modul abgeschlossen haben.

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.

Schritt 2: Um das Kameramodul anzuschließen und die Konfiguration abzuschließen, siehe: Kameramodul.

Schritt 3: Wechseln Sie auf den Raspberry Pi Desktop. Für ein besseres Erlebnis benötigen Sie möglicherweise einen Bildschirm, siehe: Verbinden Sie Ihren Raspberry Pi. Oder greifen Sie aus der Ferne auf den Raspberry Pi Desktop zu. Eine detaillierte Anleitung finden Sie unter Remote Desktop.

Schritt 4: Öffnen Sie ein Terminal und wechseln Sie in das Verzeichnis des Codes.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 5: Ausführen.

sudo python3 4.1.4_AutomaticCaptureCamera.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde, wird PIR die Umgebung erkennen. Wenn es ein kleines Eichhörnchen bemerkt, wird die Kamera ein Foto machen. Das Foto-Intervall beträgt 3 Sekunden, und die Gesamtzahl der aufgenommenen Fotos wird im Druckfenster angezeigt.

Am PIR-Modul befinden sich zwei Potentiometer: eines zur Einstellung der Empfindlichkeit und eines zur Einstellung der Erkennungsentfernung. Um das PIR-Modul besser funktionieren zu lassen, drehen Sie beide gegen den Uhrzeigersinn bis zum Anschlag.

Bemerkung

Sie können auch 4.1.4_AutomaticCaptureCamera.py im Pfad ~/raphael-kit/python/ mit einer Python-IDE öffnen, auf die Schaltfläche Ausführen klicken, um den Code auszuführen und den Code mit der Stopp-Schaltfläche anhalten.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Bevor Sie das tun, müssen Sie jedoch zum Quellcodepfad wie raphael-kit/python wechseln. 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

# ----------------------------
# USER DIRECTORY
# ----------------------------
user = os.getlogin()
user_home = os.path.expanduser(f'~{user}')

# ----------------------------
# GPIO SETUP
# ----------------------------
PIR_PIN = 17  # PIR motion sensor connected to GPIO17

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(PIR_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

# ----------------------------
# CAMERA SETUP
# ----------------------------
camera = Picamera2()
camera.start()

print("Motion detection started. Press Ctrl+C to exit.")

# ----------------------------
# MAIN LOOP
# ----------------------------
try:
    i = 1
    while True:
        if GPIO.input(PIR_PIN) == GPIO.HIGH:
            filename = f"{user_home}/capture{i}.jpg"
            camera.capture_file(filename)
            print(f"Motion detected. Saved image #{i}: {filename}")
            time.sleep(3)
            i += 1
        else:
            print("waiting")
            time.sleep(0.5)

# ----------------------------
# KEYBOARD INTERRUPT
# ----------------------------
except KeyboardInterrupt:
    print("\nKeyboard interrupt received. Exiting program...")

# ----------------------------
# CLEANUP
# ----------------------------
finally:
    try:
        camera.close()
    except:
        pass

    GPIO.cleanup()
    print("Program exited cleanly.")

Code-Erklärung

Liest das Home-Verzeichnis des aktuellen Benutzers aus, um dort aufgenommene Bilder zu speichern.
```
user = os.getlogin()
user_home = os.path.expanduser(f'~{user}')
```
Dadurch wird der aktive Benutzername ermittelt und ein vollständiger Pfad zum Home-Verzeichnis erstellt.
Richtet GPIO ein und konfiguriert den PIR-Bewegungssensor an GPIO17 als Eingang.
```
PIR_PIN = 17
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(PIR_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
```
Durch den Pull-down-Widerstand wird sichergestellt, dass der Pin LOW liest, wenn keine Bewegung erkannt wird.
Initialisiert die Picamera2-Instanz und startet die Kamera.
```
camera = Picamera2()
camera.start()
```
Die Kamera wird aktiviert, sodass sie sofort Bilder aufnehmen kann, sobald Bewegung erkannt wird.
Erkennt Bewegung, indem der Eingabestatus des PIR-Sensors abgefragt wird.
```
if GPIO.input(PIR_PIN) == GPIO.HIGH:
```
Wenn der PIR-Sensor Bewegung erkennt, gibt er ein HIGH-Signal aus und löst damit den Aufnahmevorgang aus.
Nimmt ein Bild auf und speichert es mit einer fortlaufenden Dateinummer.
```
filename = f"{user_home}/capture{i}.jpg"
camera.capture_file(filename)
```
Jede erkannte Bewegung speichert ein neues Bild als capture1.jpg, capture2.jpg usw.
Wartet drei Sekunden nach einer bewegungsbasierten Aufnahme.
```
time.sleep(3)
```
Dies verhindert, dass zu viele Bilder zu schnell hintereinander aufgenommen werden.
Gibt „waiting“ aus, wenn keine Bewegung erkannt wird, und prüft nach einer kurzen Verzögerung erneut.
```
else:
    print("waiting")
    time.sleep(0.5)
```
Dadurch wird eine kontinuierliche Überwachung gewährleistet und gleichzeitig unnötige CPU-Auslastung reduziert.
Behandelt KeyboardInterrupt (Ctrl+C), um das Programm sicher zu beenden.
```
except KeyboardInterrupt:
    print("\nKeyboard interrupt received. Exiting program...")
```
Eine saubere Exit-Meldung wird ausgegeben, wenn der Benutzer das Programm manuell stoppt.
Gibt Kamera- und GPIO-Ressourcen vor dem Beenden frei.
```
finally:
    camera.close()
    GPIO.cleanup()
```
Dies stellt sicher, dass die Kamera ordnungsgemäß herunterfährt und alle GPIO-Pins in einen sicheren Zustand zurückkehren.

4.1.4 Automatische Aufnahmekamera

Einführung

Benötigte Komponenten

Schaltplan

Experimentelle Verfahren

Phänomen-Bild