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4.1.5 Intelligente visuelle Türklingel

Einführung

In diesem Projekt erstellen wir eine DIY intelligente visuelle Türklingel.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/3.1.19components.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen. Hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können diese auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

GPIO Extension Board

KAUFEN

Steckbrett

KAUFEN

Jumper-Kabel

KAUFEN

Widerstand

KAUFEN

Taste

KAUFEN

Audio-Modul und Lautsprecher

-

Kameramodul

KAUFEN

Schaltplan

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO27

Pin 13

2

27

../_images/3.1.19_schematic.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.

../_images/3.1.19fritzing.png

Vor diesem Projekt sollten Sie sicherstellen, dass Sie 3.1.3 Audiomodul & 3.1.2 Videomodul abgeschlossen haben.

Schritt 2: Navigieren Sie zum Ordner des Codes.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 3: Starten Sie den Code.

python3 4.1.5_DoorBell.py

Nach dem Ausführen des Codes:

  • Das Programm wartet darauf, dass der Türklingel-Taster gedrückt wird.

  • Beim Drücken wird ein Klingelton abgespielt und ein 5-Sekunden-Video aufgezeichnet.

  • Das Video wird als visitor.mp4 im Home-Verzeichnis des Benutzers gespeichert.

  • Anschließend kehrt das System in den Bereitschaftsmodus zurück und wartet auf den nächsten Tastendruck.

  • Mit Ctrl+C kann das Programm beendet werden; dabei werden alle Ressourcen ordnungsgemäß freigegeben.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuvor sollten Sie zum Quellcode-Pfad wie raphael-kit/python navigieren. Nach der Änderung des Codes können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen.

#!/usr/bin/env python3
import time
import os
import RPi.GPIO as GPIO
from pygame import mixer
from picamera2 import Picamera2, Preview
from picamera2.encoders import H264Encoder
from picamera2.outputs import FfmpegOutput

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

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

# Create a video configuration WITHOUT the deprecated "video=" argument
video_config = camera.create_video_configuration(
    main={"size": (1280, 720), "format": "XBGR8888"}
)
camera.configure(video_config)

# Create H264 encoder (10 Mbps is good quality for doorbell)
encoder = H264Encoder(bitrate=10_000_000)

# --------------------------------------------------
# GPIO SETUP
# --------------------------------------------------
BtnPin = 18
status = False

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
    mixer.init()

def button_pressed(pin):
    """Button callback"""
    global status
    status = True

# --------------------------------------------------
# MAIN LOOP
# --------------------------------------------------
def main():
    global status
    GPIO.add_event_detect(BtnPin, GPIO.FALLING,
                        callback=button_pressed, bouncetime=250)

    print("Doorbell system running... Press the button to record.")

    while True:
        if status:
            print("Visitor detected!")

            # Play doorbell sound
            mixer.music.load(f"{user_home}/raphael-kit/music/doorbell.wav")
            mixer.music.set_volume(0.7)
            mixer.music.play()

            # Use QTGL preview
            camera.start_preview(Preview.QTGL)

            # Output file
            output_path = f"{user_home}/visitor.mp4"
            output = FfmpegOutput(output_path)

            # Start recording
            camera.start_recording(encoder, output)
            print(f"Recording video to {output_path}")

            time.sleep(5)  # Record for 5 seconds

            # Stop everything
            mixer.music.stop()
            camera.stop_recording()
            camera.stop_preview()

            print("Recording finished.\n")

            status = False

        time.sleep(0.05)

# --------------------------------------------------
# CLEAN EXIT
# --------------------------------------------------
def destroy():
    print("\nExiting...")

    mixer.quit()
    GPIO.cleanup()
    camera.close()

    print("Program exited cleanly.")

if __name__ == "__main__":
    setup()
    try:
        main()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Code-Erklärung

  1. Ruft das Home-Verzeichnis des aktuellen Benutzers ab, um das aufgezeichnete Video dort zu speichern.

    user = os.getlogin()
    user_home = os.path.expanduser(f"~{user}")
    
  2. Erstellt eine Picamera2-Instanz und konfiguriert sie für Videoaufnahmen.

    camera = Picamera2()
    video_config = camera.create_video_configuration(
        main={"size": (1280, 720), "format": "XBGR8888"}
    )
    camera.configure(video_config)
    
  3. Richtet den GPIO-Taster an GPIO18 als Eingang mit Pull-up-Widerstand ein.

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
    
  4. Lädt und initialisiert den Audiomixer, der zur Wiedergabe des Klingeltons verwendet wird.

    mixer.init()
    
  5. Registriert einen Callback, der status auf True setzt, wenn der Taster gedrückt wird.

    GPIO.add_event_detect(BtnPin, GPIO.FALLING,
                          callback=button_pressed, bouncetime=250)
    
  6. Spielt den Klingelton ab, startet das Vorschaufenster und beginnt die Videoaufnahme.

    mixer.music.load(f"{user_home}/raphael-kit/music/doorbell.wav")
    mixer.music.play()
    camera.start_preview(Preview.QTGL)
    camera.start_recording(encoder, output)
    
  7. Nimmt ein 5-Sekunden-Video auf und speichert es als visitor.mp4.

    time.sleep(5)
    camera.stop_recording()
    camera.stop_preview()
    
  8. Bereinigt alle Ressourcen, wenn das Programm mit Ctrl+C beendet wird.

    mixer.quit()
    GPIO.cleanup()
    camera.close()
    

Phänomen-Bild

../_images/4.1.5door_bell.JPG