注釈

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4.1.1 カメラ

はじめに

このセクションでは、ボタンを押すとLEDが点滅しながら写真を撮るカメラを作成します。

必要な部品

このプロジェクトに必要なパーツは以下の通りです。

一式をまとめて購入する方が便利です。リンクはこちらです：

名前	このキットのアイテム	リンク
Raphael Kit	337	Raphael Kit

以下のリンクから、各パーツを個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介	購入リンク
GPIO拡張ボード	購入
ブレッドボード	購入
ジャンパーワイヤー	購入
抵抗器	購入
LED	購入
ボタン	購入
カメラモジュール	購入

回路図

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO18	Pin 12	1	18

実験手順

ステップ1: 回路を組み立てます。

ステップ2: カメラモジュールを接続し、設定を完了してください。詳しくはカメラモジュールを参照。

ステップ3: Raspberry Piデスクトップに入ります。より良い体験のためにスクリーンが必要かもしれません： Raspberry Piを接続するを参照してください。リモートからRaspberry Piのデスクトップにアクセスすることもできます。詳しいチュートリアルはリモートデスクトップを参照してください。

ステップ4: ターミナルを開き、コードのディレクトリに移動します。

cd ~/raphael-kit/python/

ステップ5: コードを実行します。

sudo python3 4.1.1_Camera.py

コードが実行されると、次の動作が行われます：

ライブカメラのプレビュウィンドウが開きます。
プログラムはボタンが押されるのを待機します。
ボタンが押されると：
- LED が 3 回点滅します。
- カメラが写真を撮影します。
- LED が確認として 0.5 秒間点灯します。
- 撮影した画像は /home/<username>/ にタイムスタンプ付きのファイル名で保存されます。
Ctrl+C を押すと、いつでもプレビューを停止し、GPIO リソースを解放して、プログラムを正常に終了できます。

注釈

PythonのIDEで ~/raphael-kit/python/ の 4.1.1_Camera.py を開き、実行ボタンでコードを実行、ストップボタンでコードを停止することもできます。

PCに写真をダウンロードする方法については FileZilla ソフトウェアをご参照ください。

コード

#!/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.")

コード説明

BUTTON_PIN に接続されたボタンが押されているかどうかを確認します。
```
if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.LOW:
```
ボタンにはプルアップ抵抗が使用されているため、通常状態は HIGH です。ボタンが押されると信号が LOW になり、写真撮影プロセスが開始されます。
写真を撮る前に、LED を 3 回点滅させて視覚的フィードバックを提供します。
```
for _ in range(3):
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
    time.sleep(0.1)
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
    time.sleep(0.1)
```
これは Raspberry Pi が撮影準備をしていることを示します。
タイムスタンプを使用してユニークなファイル名を生成し、写真を撮影します。
```
timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
filename = os.path.join(user_home, f"my_photo_{timestamp}.jpg")
camera.capture_file(filename)
```
タイムスタンプにより、各写真のファイル名が重複しないようになります。画像はユーザーのホームディレクトリに保存されます。
LED を 0.5 秒間点灯させ、写真が撮影されたことを知らせます。
```
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
```
この短い点灯が撮影成功を示すサインになります。
ボタンが一度押された際に複数回反応してしまうのを防ぐため、短い遅延を追加します。
```
time.sleep(0.3)
```
このデバウンス処理により、安定したボタン動作が保証されます。