Raspberry Pi зэрлэг байгальд! Батерейгаар уртасгасан timelapse: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Урам зориг: Би зайгаар ажилладаг Raspberry Pi камер ашиглан гадаа өдөрт нэг удаа гэрэл зураг авч, урт хугацааны видео бичлэг хийхийг хүсч байсан. Миний онцгой өргөдөл бол ирэх хавар, зуны улиралд газрын бүрхэвчтэй ургамлын өсөлтийг бүртгэх явдал юм.

Сорилт: Батерейны урт хугацааг хангахын тулд бага гүйдэлтэй Raspberry Pi -ийн цахилгаан хяналтыг зохион бүтээ.

Миний шийдэл: Би хакердсан сэрүүлэгтэй цаг, Attiny85 хэлхээ, Pimoroni OnOff shim ашиглан Raspberry Pi -ийн ашиглаагүй үед хүчийг бүрэн тасалдаг. Attiny85 болон сэрүүлэгтэй цаг нь зогсолтын горимд үргэлжлүүлэн ажиллаж байгаа бол одоогийн сугалаа ердөө 5 микроАмп байна. Хоёр AAA батерей нь Attiny болон сэрүүлэгтэй цагийг хоёуланг нь ажиллуулдаг бол USB цахилгаан банк нь Pi -г тэжээдэг.

Үндсэн үйл ажиллагаа: Сэрүүлгийн цаг хэзээ унтраах нь унтаж буй Attiny хэлхээг сэрээдэг бөгөөд энэ нь Pimoroni OnOff shim -ийг USB тэжээлийн банкнаас Raspberry Pi руу тэжээл оруулахыг дохио өгдөг. Pi нь ачаалах скриптийг ажиллуулдаг (гэрэл зураг авах). Хангалттай хугацаа өнгөрсний дараа (миний мэдүүлэгт 60 секунд) Attiny хэлхээ дахин Pimoroni OnOff shim дохио өгч, дараа нь Attiny унтах горимд орно. Аттинигийн дохио дээр үндэслэн Pimoroni OnOff shim нь Pi унтраах командыг гүйцэтгэдэг бөгөөд Pi -г унтраах процесс дууссаны дараа USB тэжээлийн банкнаас Raspberry Pi руу орох хүчийг бууруулдаг.

Алхам 1: Эд анги, багаж хэрэгсэл

Эд анги:

Raspberry Pi Zero эсвэл Raspberry Pi Zero W (илүү их хүчийг авдаг)

Raspberry PI камерын модуль

Raspberry Pi Zero хайрцаг

Pimoroni ONOFF SHIM RASP PI POWER SWITCH, Digikey

ОПТОИЗОЛАТОР Дигикей

Зайгаар ажилладаг дижитал сэрүүлэгтэй цаг

ATtiny85 8 DIP Digikey

(2) CAP ALUM 100UF Digikey

AliExpress -ийн DS3231 RTC модуль

(2) 68 ом эсэргүүцэл

Богино (ойролцоогоор 6 инч) микро USB кабель

Clear Box Amac SKU#: 60120. 4 "x 4" x 5-1/16 "h The Container Store

Kmashi 11200 mAh USB Power Bank # k-mp806 эсвэл үүнтэй төстэй

Давхар наалдамхай тууз

Жижиг өөрөө түншдэг эрэг

(2) 1 X 8 зүү эмэгтэй овоолох толгой - ихэвчлэн Arduino UNO овоолсон толгой зардаг AliExpress

Perf буюу туузан самбар 1 1/4 "x 2" орчим

5 1/2 1/2 5/12 3/4 зузаантай нарс эсвэл фанер

15 инч урттай 1 1/4 PVC хоолой

1 1/4 PVC холбогч

(2) 10 урттай богино боолт утас

(4) 1/4 "диаметртэй. Ойролцоогоор 1" урттай модон алчуур

UltraDeck Natural Post ханцуйтай малгай

Хэрэгсэл:

Утас таслагч ба гагнуурын төмөр

Arduino UNO эсвэл ATtiny85 програмчлах өөр арга

Утас, холбогчийг холбоно уу

Гар, хулгана, HDMI дэлгэц, USB порт ба Ethernet Hub, OTG кабель

Мулитметр

Алхам 2: Raspberry Pi OS, Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC, Pi Camera Module -ийг суулгана уу

Pi Zero тохиргоо. Raspberry Pi -д зориулж SD картаа өөрийн хүссэн хуваарилалтаар бэлдээрэй. Анхдагч тохиргооны явцад I2C интерфэйс, камер, ачаалалтыг CLI руу автоматаар нэвтрэхийг идэвхжүүлж, орон нутгийн цагийг зөв тохируулж, нууц үгээ солино уу. Би замаа хөнгөвчлөхийн тулд статик IP хаягийг тохируулахыг зөвлөж байна. Гагнуурын эрэгтэй толгой толгой Pi Zero. Энэ төсөлд 40 ширхэг бүх зүү шаардлагагүй - зөвхөн эхний 12 голтой тул та стандарт 2 x 20 толгой эсвэл 2 x 6 богино толгойг ашиглаж болно.

Камер суурилуулах. Pi Zero -ийг хайрцагт нь оруулаад богино залгагдсан камерын модулийг ашиглан Pi Zero руу кабелийн хайрцгийн төгсгөлийн үүрийг чиглүүлнэ. GPIO нүхтэй дээд тагийг байрлуулж, камерыг давхар наалдамхай туузаар хавсаргана уу (зураг харна уу).

Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC бэлтгэ. Pimoroni OnOff Shim нь 2 x 6 эмэгтэй толгойтой ирдэг боловч би Arduino UNOs -д ихэвчлэн зарагддаг 1 x 6 эмэгтэй хоёр толгойтой толгой ашигладаг байсан бол толгойн зүү нь Raspberry Pi -ийн 1, 3 -р байршилд Pimoroni OnOff Shim -ээс дээш сунах шаардлагатай. 5, 7, 9, бусад тээглүүрийг зүү стандарт урттай болгож багасгаж болно. DS3231 RTC-ийг зурган дээр үзүүлсэн шиг өргөтгөсөн тээглүүр рүү түлхэж, дараа нь Pimoroni OnOff Shim & DS3231 RTC дэд угсралтыг Raspberry Pi толгойн зүү рүү түлхээрэй. үзүүлсэн шиг.

Pimoroni OnOff Shim програмыг дараах байдлаар суулгаарай.

буржгар https://get.pimoroni.com/onoffshim | bash

Shim -ийг суулгах талаар нэмэлт мэдээлэл авахыг хүсвэл эндээс үзнэ үү

Эдгээр зааврын дагуу DS3231 RTC програмыг суулгана уу

Анхны туршилтууд - Камер, Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC

Орон нутгийн гар болон дэлгэцийг Pi Zero руу холбоно уу. Сүлжээний холболт (Ethernet кабель эсвэл Wifi) байгаа эсэхийг шалгаарай. USB тэжээлийн кабелийг холбоно уу Pimoroni OnOff Shim.

a. Pimoroni OnOff Shim товчлуурыг 3 секундын турш дараад дараа нь суллана уу - энэ нь Pi Zero -ийг асаах эсвэл унтраах болно. Дэлгэц дээр ачаалах, унтраах процессыг ажиглаарай. Таны Pi Zero одоо дэвшилтэт технологийн шинэчлэлтэй болсон - асаах/унтраах унтраалга!

б. DS3231 цагийг тохируулаад зөв цагийг уншсан эсэхийг шалгана уу.

sudo hwclock -w

sudo hwclock -r

c. Эдгээр зааврын дагуу камерын функцийг туршиж үзээрэй.

Алхам 3: Raspberry Pi Run-At-Boot скрипт ба туршилтын камерыг тохируулна уу

Шинэ тэг камерын дэд директор үүсгэж, шилжүүлээрэй

mkdir zerocam

cd zerocam

Нано засварлагч ашиглан шинэ скрипт файл үүсгэнэ үү

нано зураг.sh

Дараа нь доорх кодыг хуулж нано редактор руу буулгана уу. Ctrl+X, Y товчлууртай хаах нано.

#!/bin/bash

DATE = $ (он сар өдөр $ (огноо) ' /home/pi/zerocam/$DATE-j.webp

Энэ скрипт нь хөрвүүлэх тушаалыг ашигладаг тул та Raspberry Pi дээр ImageMagick -ийг суулгах хэрэгтэй болно

sudo apt-get update

sudo apt-get install imagemagick

Файлыг ажиллуулах боломжтой болгох

chmod +x photo.sh

/Etc/rc.local -г нээнэ үү (энэ файлын командууд ачаалах үед ажилладаг)

sudo нано /etc/rc.local

Файлын доод талд, 0 мэдэгдэлээс гарахын өмнөхөн энэ шинэ мөрийг нэмж, дараа нь наногоо Ctrl+X, Y, дараа нь Return ашиглан хаах хэрэгтэй.

sh /home/pi/zerocam/photo.sh

Орон нутгийн дэлгэц холбогдсон үед энэ нь ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай

sudo дахин ачаална уу

Pi дахин ачаалж, зураг авах ёстой. Директор/home/pi/zerocam дотор шинэ-j.webp

Мөн Pi -г асаах, унтраах ажиллагааг Pimoroni товчлуураар шалгаарай. Pi ачаалах хугацааг хэмжиж тэмдэглээрэй. Энэ нь 60 секундээс бага байх ёстой.

Алхам 4: Hack дохиоллын цаг

Үйлдвэрлэсэн үйлдлийг ажигла - Сэрүүлгийн цаганд хоёр ААА батерей суурилуулж, зааврын дагуу цаг, сэрүүлгийг тохируулах дадлага хий. Ялангуяа дохиоллын дуу чимээг ажиглаарай - та (1) дэлгэцийн жижиг дохиоллын тэмдэг анивчсан, (2) дуугаралт 1 минутын турш дуугарч, унтарч, (3) арын гэрлийн LED 5 секундын турш асаж, дараа нь унтрах ёстой.

Буулгах - Хоёр боолтыг салгахын тулд дөрвөн боолтыг буцааж аваад дараа нь үндсэн ПХБ -ийг суллахын тулд дөрвөн боолтыг салга.

Hack - ПХБ -ийн урд талын LED туяаг харуулсны дагуу хайчилж, ПХБ -ийн ар талд үлдсэн 5 инч урттай утас руу гагнана (зураг харна уу). Дуу чимээг харуулсны дагуу задлаарай.

Зайны тасалгааны терминалуудад хоёр нэмэлт утас (улаан ба хар), 100MFD электролитийн конденсаторыг үзүүлсэн шиг нэмнэ (туйлыг ажиглаарай).

LED -ийг чиглүүлэхийн тулд цагийг дахин угсарч, шинэ батерей нь арын тагны үүрийг зурагт үзүүлсэн шиг гадагшлуулдаг.

Дахин турших - Батерейг суурилуулж, дохиоллын функцийг туршиж үзээрэй - одоо сэрүүлэг дуугарах үед дэлгэцийн жижиг дохиоллын тэмдэг анивчдаг, гэхдээ дуугаралт, арын гэрэл байхгүй болно. Мультиметрийг LED залгуурт холбож, дохиолол 5 секундын хугацаанд унтрах үед ойролцоогоор 3 VDC -ийг илрүүлэх ёстой.

Алхам 5: Attiny85 хэлхээний самбар бүтээх

Зураг болон Attiny85 Schematic.pdf -ийг ашиглан хэлхээний самбарыг жижигхэн перф буюу туузан самбар дээр бүтээнэ үү. Тэмдэглэл:

• Attiny85 чипийг програмчлахад зориулагдсан тул 8 зүү DIP залгуурыг ашиглахаа мартуузай.
• Гагнахаас өмнө Optos -ийн зөв чиглэлийг баталгаажуулах.
• Шимс BTN -ийн эрэгтэй тээглүүрийг бэхлэхийн тулд эмэгтэй толгойтой дор хаяж 4 инч урттай байх ёстой.
• Сэрүүлгийн товшилтоор холболт хийхдээ туйлширлыг ажигла - хэлхээ нь урвуу туйлт хамгаалалтгүй байдаг

Алхам 6: Attiny 85 чип рүү код оруулах

Arduino Uno эсвэл бусад аргыг ашиглан Attiny85 чип дээрээ кодыг (AttinyPiPowerControl.ino файл хавсаргасан) байршуулна уу. Анхаарна уу - энэ код нь унтраах процессыг эхлүүлэхээс өмнө 60 секундын дотор ачаалах, зураг авах, терминалын командын мөр рүү очих боломжийг олгодог. Та дараа нь Attiny85 чипийг хэлхээний самбарын залгуурт суулгаж болно.

Тэмдэглэл: Хэрэв танд Pi -ийн ажиллах хугацаа их эсвэл бага хэрэгтэй бол энэ мөрийг доод талд нь засаарай.

саатал (60000); // Pi -г ачаалж хэсэг хугацаанд ажиллуулаарай

Алхам 7: Утас ба анхан шатны туршилт, PI -ээс зургийн файл татаж авах

Утас:

USB тэжээлийн банкийг Pimoroni shim микро микро порт руу холбоно уу. Attiny85 хэлхээний самбараас Pimoroni shim руу холбогч холбогчийг холбож, хар тугалга нь Pimoroni shim дээрх хамгийн захын BTN зүүтэй холбогдсон эсэхийг шалгаарай.

Туршилт:

Сэрүүлэгтэй цагтаа 2 ААА батерей суурилуулж, цагийг тохируулна уу. Би бас Pi -ийн HDMI портыг локал монитор руу холбохыг зөвлөж байна.

Сэрүүлгээ асаагаад хэдэн минутын дараа сэрүүлэг тавь. Сэрүүлэг дуугарах үед та дараахь зүйлийг харах ёстой.

a. Цагийн сэрүүлгийн дүрс анивчиж эхэлнэ

б. 5 секундын дараа Pimoroni Shim улаан LED 5 секундын турш асна

c. Pi ачааллаж эхэлнэ

d. 20 секундын дараа камерын LED асаж гэрэл зураг авна. Хэрэв танд локал дэлгэцийн холболт байгаа бол авсан зургийн товч тоймыг харах болно.

д. Дахиад 40 секундын дараа Pi терминалын командын мөр хүртэл ачаалдаг

f. Pi нь унтраах процессыг эхлүүлдэг бөгөөд ойролцоогоор 20 секундын дараа Pimoroni Shim улаан LED анивчдаг бөгөөд энэ нь PI -д цахилгаан тасарсныг харуулдаг.

PI -ээс зургийн файл татаж авах

Би PI -ийг сүлжээндээ OTG кабель, USB -ийг Ethernet адаптер ашиглан холбож, Pi -ийг хананаас гаргадаг. Дараа нь WinSCP ашиглан файлуудыг компьютерт татаж аваарай.

Алхам 8: Электроникийн хашлага угсрах

Жижиг өөрөө түншдэг эрэг ашиглан Attiny85 хэлхээний самбарыг сэрүүлгийн ард холбоно уу. Давхар наалдамхай тууз ашиглан PI -ийг цаг руу хавсаргана уу

Давхар наалдамхай туузаар харуулахын тулд цагны зүүн талд хавсаргана уу

Зураг дээрх шиг давхар наалдамхай тууз бүхий хайрцагны доод хэсгийг харуулахын тулд USB тэжээлийн банкийг холбоно уу.

Дээд талын хайрцгийг дэлгэцийн хайрцгийн доод талд байрлуулна.

Алхам 9: Холбох гадас, эцсийн угсралт, PI -ийг зэрлэг байгальд гаргах

Доод хэсэг: 5 1/2 X 5 1/2 модон модон дээр 4 -р үүрийг 3/4 "тал бүрээс дотогш нь харуулав. Би 1/4 чиглүүлэгчийг ашигласан, гэхдээ та өрөмдөж, хөрөөдөж болно. төв нь 1 1/4 PVC холбох зориулалттай нүх гаргадаг. Нүхний хамгийн тохиромжтой хэмжээ нь 1 5/8 ", гэхдээ би зөвхөн 1 3/4" хэмжээтэй нүхтэй байсан тул үүнийг ашиглаж нугасны соронзон хальс бүхий ОД холбосон. Цавуу эпокситэй хамт холбоно.

Цахилгаан хэрэгслийг модон блокны дээгүүр байрлуулж, түүний тоймыг тэмдэглэ. Дараа нь үзүүлсэн шиг тал бүр дээр дөрвөн 1/4 цооног өрөмдөнө. Эдгээр нүхэнд 1 "урт 1/4" хэмжээтэй модон алчуурыг цавуу хий.

Дээд хэсэг: Хэмжээ бүрийн доод ирмэгийн ойролцоо 3/16 "хэмжээтэй дөрвөн цооног өрөмдөж, нүх тус бүрт 3/4" урт S-дэгээ оруулж, төгсгөлийг нь нугална. Дотор ирмэг дээр 4, 1/2 1/2 зузаан модон хаягдал бүхий халуун цавуу нь дээд хэсгийг хашааны дээгүүр төвлөрүүлэхэд тусална.

Эцсийн угсралт: Дээд ба доод хэсгүүдийн хооронд электрон хайрцгийг сэндвич хийж, зураг дээрх шиг хоёр утсаар бэхлээрэй

PI -ийг зэрлэг байгальд гарга: Таны зориулалтаар тохирох урттай 1 1/4 "хэмжээтэй PVC хоолойг хайчилж бэхлэх бэхэлгээ хийж, газарт цохиход хялбар болгохын тулд нэг үзүүрийг нь 45 градусын өнцгөөр хайчилж ав. Миний хувьд би ' Би энэ хавар газрын бүрхэвчтэй ургамлын өсөлтийг (Vinea minor) сонирхож байгаа тул миний PVC гадас ердөө 15 "урттай. AAA батерейг цэнэглэж, USB цэнэглэгчийг бүрэн цэнэглэж, сэрүүлгийг зөв тохируулсан эсэхийг дахин шалгаж үзээрэй.

Алхам 10: Одоогийн хэмжилт ба хурдасгасан батерейны ашиглалтын туршилт

Би Radio Shack RS-232 Multimeter (22-812) болон хамтрагч Meter View програм хангамж ашиглан гүйдлийг хэмжсэн. Араатны сонголт биш, гэхдээ надад байгаа зүйл.

АТА батерейны хоёр ААА батерейны хүч чадал бүхий Attiny85 самбар болон сэрүүлэгтэй цагийг хэмжих

Мультиметрийг "цуврал холболт" болгохын тулд би дамми батерей, 3 VDC вандан тэжээлийн хангамжийг ашигласан (зураг харна уу). "Идэвхтэй" хугацаанд хэмжигдэх гүйдлийн графикийг үзнэ үү (дохиоллын үйл явдлаас эхэлдэг - Attiny85 нь унтах горимд буцаж ирдэг). Сэрүүлгийн бус зурвас тогтмол 0.0049 мА байв. Дүгнэлт -

Идэвхтэй хугацаа = 78 секунд

Идэвхтэй хугацаа Дундаж. Одоогийн = 4.85 мА

Сэрүүлгийн гүйдэл = 4.9 микроА (0.0049 мА)

Би энэ аргыг ашиглан унтлагын болон идэвхтэй горим, батерейны онолын амьдрал> 8 жилийг харгалзан хоёр ААА (тус бүр 750 мАч/цаг) -аас өдөрт 0.0093 мА гүйдлийн дундаж тооцоог хийсэн.

USB powerbank -аас PI гүйдлийн гүйдлийг хэмжих. "Цуврал холболт" мултиметрийг өөрчлөхийн тулд би USB кабель ашигласан (зургийг үзнэ үү). "Идэвхтэй" хугацаанд хэмжигдэх гүйдлийн графикийг үзнэ үү (PI ачаалах - PI унтрах). Идэвхгүй үед Pimoroni ONOFF цамц нь Пи-ийн хүчийг бүрэн бууруулдаг тул гүйдэл нь тэг болно. Дүгнэлт -

Идэвхтэй хугацаа = 97 секунд

Идэвхтэй хугацаа Дундаж. Одоогийн = 137 мА

11200 мАч чадалтай банк гэж үзвэл идэвхтэй мөчлөгийн онолын тоо нь> 3000 байна.

Батерейны ашиглалтын туршилт

Би хурдан дугуй унах зориулалттай Arduino UNO програмаар PI -ийг түр хянаж байсан - сэрүүлгийн хоорондох хугацаа нь ердийн 24 цагтай харьцуулахад 2 минут байв.

Тест #1: 11200mAh цахилгаан банк. 22.00 цагт эхэлж, дараагийн өдөр нь 13.00 цагт би зогслоо. Үр дүн: 413 зураг авсан, 4 цэнэгийн түвшний 3 LED нь туршилтын төгсгөлд хэвээр байна.

Тест #2: 7200mAh цахилгаан банк. 19:30 цагт эхэлж, би маргааш нь 16:30 цагт зогссон. Үр дүн: 573 зураг авсан, 4 цэнэглэх түвшний 2 LED нь туршилтын төгсгөлд хэвээр байна.

Дүгнэлт: Дээрх үр дүнгээс харахад нэг зураг тутамд дор хаяж нэг жилийн ажиллагаа хийх магадлалтай гэж би үзэж байна.