Boîte Time-Lapse : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Ce tutoriel montrera comment créer une configuration Raspberry Pi pour filmer des timelapses !

L'installation est composée d'un boitier contenant une source lumineuse et une caméra (PiCamera) contrôlée par un Raspberry Pi pour prendre des photos et les télécharger sur Google Drive.

J'applique ma light-box pour time-lapse la croissance des colonies bactériennes à la surface des boîtes de Pétri. Cependant, cette configuration peut être facilement adaptée pour un timelapse ou pour surveiller visuellement tout ce que vous voulez !

Je vais vous expliquer toutes les étapes que j'ai suivies pour faire fonctionner mon système:

Étape 1: Vous allez préparer votre compte Google pour que votre Raspberry Pi puisse envoyer des photos de manière autonome sur Google Drive

Étape 2: Vous allez configurer votre Raspberry Pi pour contrôler la source lumineuse et la caméra et pour qu'il puisse accéder à votre GoogleDrive

Étape 3: Vous allez construire la boîte et monter la Picamera

Étape 4: Vous allez câbler le GPIO du Raspberry Pi et la source lumineuse via un relais

Étape 5: Commencez à tirer !

Notez que l'ordre des sections de ce tutoriel n'a pas d'importance. Vous pouvez les suivre dans l'ordre que vous voulez !

Soyons STAAAAAARTED

Fournitures

1) 1 Raspberry Pi (Ici Version Pi 3 Modèle B+) + 1 Picamera (Ici Module V2) + 1 carte SD (entre 8 et 32Gb)

2) 2 alimentations 5V, clavier, souris, écran et WIFI pour travailler avec votre Raspberry Pi

3) Un relais 5V et un tas de fils électriques.

3) Une source de lumière (Ici j'utilise un tampon lumineux Gaomon GB4 pour éclairer les boîtes de Pétri par le bas !)

4) Une grande boîte (ou des planches en bois pour la construire)

7) Outillage courant (pince, tournevis, scotch, fer à souder, perceuses) + 3 vis partiellement filetées (2,2 à 2,5 mm de diamètre)

Étape 1: Configurez votre compte Google

Présentation de cette étape

Nous enregistrons les photos prises par le Raspberry Pi sur Google Drive. En plus d'éviter de remplir la mémoire de votre Pi, cela vous permettra de vérifier votre time lapse de n'importe où dans le monde !

Google a publié un package Python appelé PyDrive qui vous permet de télécharger et de télécharger des fichiers avec… Python !

Google fournit de nombreuses documentations pour comprendre comment gérer PyDrive. J'ai également trouvé le tutoriel d'Annis très utile. Cependant, si vous êtes un biologiste comme moi, tout ce jargon de programmation (API, scopes, flow, token…) peut être un peu écrasant. Voici donc l'histoire telle que je la comprends:

Vous créez un projet sur votre compte Google et activez l'option programmeur pour ce projet. Google vous donnera un nom et un mot de passe que votre script python utilise pour se connecter à votre compte Google. Lors de la première connexion, Python utilise un "flux" d'autorisation où il indique à Google à quel service il veut accéder (La liste des services auxquels Python veut accéder est appelée la "portée"). Lorsque Google reçoit une demande de flux de python, il vous demandera votre autorisation. Une fois que vous avez accepté manuellement, Python obtient des informations d'identification et un jeton pour se connecter à Google sans votre autorisation à l'avenir.

1) Accédez à Google Cloud Platform et cliquez sur Sélectionner un projet sur le ruban bleu. Cliquez sur Nouveau projet en haut à droite de la fenêtre contextuelle. Nommez votre projet et cliquez sur Créer. Cela vous ramènera à la page d'accueil. Encore une fois, cliquez sur Sélectionner un projet sur le ruban bleu. Cliquez maintenant sur le nouveau projet que vous venez de créer.

2) Cliquez sur le menu Burger en haut à gauche de votre écran. Dans la colonne de gauche de l'écran, sélectionnez API & Services >> Tableau de bord. Ensuite, juste sous le ruban bleu, sélectionnez + ACTIVER LES APIS ET LES SERVICES. Ensuite, recherchez Drive dans la barre de recherche et sélectionnez Google Drive. Cliquez ensuite sur le bouton Activer.

3) Retournez au menu Burger>> API & Services et cette fois sélectionnez Identifiants. Sur la page suivante, allez sur l'écran de consentement OAuth et donnez un nom à votre application et enregistrez. Cliquez maintenant sur le bouton bleu « Créer des informations d'identification » en sélectionnant l'option ID client OAuth. Maintenant, cochez l'option Autre et Créer.

4) Vous pourrez maintenant télécharger un fichier appelé client_secret.json. Ce fichier stocke vos informations d'identification et votre jeton. Il sera utilisé par votre script python sur votre Raspberry Pi pour interagir avec votre compte Google. Pour l'instant, enregistrez-le sur une clé USB sous le nom 'credentials.json', vous le transférerez sur votre Raspberry Pi une fois configuré.

Étape 2: Configuration du Raspberry Pi

Présentation de cette étape:

Ici, vous allez installer les packages et le script python pour que votre Raspberry Pi fonctionne. Le script python lapser.py est le cerveau qui régit notre appareil time-lapse. Il a trois fonctions principales:

1) Il s'agit de Google Drive. Comme expliqué dans la section 1, si vous voulez en savoir plus sur cette partie, cherchez ici, ici et ici). 2) Il actionne les GPIO pour allumer la source lumineuse. 3) Il actionne la PiCamera pour prendre des photos.

Si vous voulez comprendre comment fonctionne le script, j'ai fortement commenté chaque étape et j'ai inclus les liens vers les didacticiels en ligne que j'ai utilisés pour l'écrire.

Bon commençons:

1) Préparez votre carte SD

Formatez votre carte SD au format FAT. Téléchargez NOOBS depuis le site Web de Raspberry Pi. Copiez et collez tous les fichiers de votre dossier fraîchement téléchargé directement sur votre carte SD. En cas de blocage, des instructions détaillées peuvent être trouvées ici.

2) Démarrez votre Raspberry Pi

Insérez simplement votre carte SD dans votre Pi, allumez-le et suivez les instructions de démarrage.

3) Assurez-vous que votre Raspberry Pi est réglé à l'heure correcte:

>dans la fenêtre de commande, entrez la commande suivante:

sudo date -s "Lun 30 août 15:27:30 UTC 2019"

4) Assurez-vous que vous utilisez python 3

>dans la fenêtre de commande, entrez la commande suivante:

python -version

> si la version python n'est pas 3 éditez le fichier.bashrc en entrant la commande suivante:

sudo nano ~/.bashrc

Faites défiler vers le bas à la fin du document et ajoutez la ligne suivante à la fin du fichier:

alias python='usr/bin/python3.5'

enregistrer et redémarrer

5) Installez les packages nécessaires:

>dans la fenêtre de commande, entrez les commandes suivantes:

pip installer pydrive

sudo apt-get install libatlas-base-dev

pip installer google-auth-oauthlib

python -m pip install -U matplotlib

python -m pip install -U

sudo apt-get installer python-gi-cairo

6) Activer PiCamera:

> tapez dans le Terminal: sudo raspi-config

>Cliquez sur 5 Option d'interfaçage puis sur Caméra P1 puis activez l'interface de la caméra et redémarrez

7) Enregistrez le script Python lapser.py et le fichier credentials.json sur votre Raspberry Pi:

Téléchargez le script python lapser.py fourni dans ce Instructable.lapser.py est le script qui sera exécuté pour filmer le laps de temps. Je l'ai assemblé en copiant quelques bouts de codes trouvés en ligne (je fournis les adresses des pages web utilisées dans le script). Credentials.json est le fichier que vous avez obtenu à la dernière étape de la section 1, enregistrez-le avec lapser.py dans le dossier Documents de votre Raspberry Pi.

8) Etablissez le flux d'authentification avec votre Google Drive:

lapser.py contient toutes les instructions pour établir le premier flux d'authentification avec votre compte Google avec l'application que vous avez créée dans la section 1. Il transmet les informations d'identification stockées dans credentials.json à Google et ouvre votre navigateur Web afin que vous puissiez vous connecter manuellement dans votre compte Google et autorisez votre application à accéder à votre Google Drive. Une fois cela fait, Google nous donne un jeton que Lapser.py enregistre dans vos documents sous forme de fichier appelé token.pickles qui sera utilisé pour établir des connexions sans votre intervention à l'avenir.

Exécutez lapser.py, tapez dans le Terminal:

> CD Documents

puis:

> python lapser.py

Connectez-vous à votre compte Google et autorisez votre application à accéder à Google Drive.

Après cette étape, vérifiez que votre Raspberry Pi prend des photos et les enregistre sur votre Drive.

9) Assurez-vous que votre Raspberry Pi exécute lapser.py au démarrage sans aucune intervention de l'utilisateur:

Pour permettre à votre Raspberry Pi d'exécuter lapser.py lors du démarrage, nous lui disons d'ouvrir le terminal lorsqu'il démarre et d'exécuter lapser.py lorsque le terminal s'ouvre:

Pour dire au Pi d'ouvrir le terminal au démarrage, nous modifions le fichier autostart. Tapez dans la fenêtre de commande:

>sudo nano /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart

Tapez ensuite @lxterminal juste au-dessus de la ligne '@xscreensaver'. Enregistrez et fermez en tapant ctrl+x puis y puis entrez.

Pour exécuter lapser.py à l'ouverture du terminal, nous éditons le fichier.bashrc. Tapez dans la fenêtre de commande:

> sudo nano /home/pi/.bashrc

Faites défiler jusqu'à la fin du fichier et tapez:

echo Exécution au démarrage

sudo python /home/pi/Documents/lapser.py

Enregistrez et fermez en tapant: ctrl+x puis y puis enter.

10) Déplacez quelques paquets:

Maintenant, lapser.py s'exécutera au démarrage. Cependant, les packages dont il a besoin sont désormais enregistrés dans un endroit auquel il ne peut pas accéder (/home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages). Nous devons donc déplacer ces packages vers l'emplacement auquel il peut accéder (/usr/lib/python3.5/dist-packages). Pour déplacer ces packages, tapez la commande suivante dans votre terminal Raspberry Pi:

>sudo cp -a /home/pi/.local/lib/python3.5/site-packages/. /usr/lib/python3.5/dist-packages/

Vous pouvez vérifier que ces packages ont été déplacés en accédant à ces emplacements avec le gestionnaire de fichiers. Vous devrez faire un clic droit et sélectionner Afficher masqué pour faire apparaître.local dans le gestionnaire de fichiers.

C'est la fin de cette section ! Les prochaines sections vont être un peu plus astucieuses: nous allons construire la box et connecter le Raspberry Pi pour commencer à filmer nos timelapses !

Étape 3: Construisez la boîte

Présentation de cette étape:

Les meilleurs time lapses sont tournés dans un environnement lumineux constant où rien ne bouge en dehors de ce que vous filmez. Vous pouvez utiliser n'importe quel espace où l'éclairage ne change pas trop, comme une grande boîte à cartes, un placard, une pièce de stockage tant que votre configuration ne sera pas perturbée tout au long de l'enregistrement.

Un découpeur laser vous permettra de construire une boîte soignée aux dimensions parfaites pour votre installation. Cependant, vous n'avez pas besoin de quelque chose d'aussi sophistiqué pour filmer de superbes time-lapses. Vous pouvez également utiliser n'importe quel espace où l'éclairage ne change pas trop comme une grande boîte à cartes, une armoire, un débarras…

1) Concevez votre boîte.

J'ai utilisé un cutter laser (Trotec Speedy 360) pour construire une boîte (en bois MDF de 6 mm) qui a non seulement les bonnes dimensions, mais qui a aussi un super design.

Gardez à l'esprit que votre boîtier doit être suffisamment haut pour que la caméra puisse capturer toute votre scène. Utilisez les champs de vision horizontaux et verticaux de la caméra pour estimer à quelle hauteur votre appareil photo doit être pour capturer ce que vous filmez.

J'ai utilisé Make a Box avec les dimensions suivantes (largeur: 303 mm, longueur: 453 mm, profondeur (= hauteur): 350 mm, largeur de la planche: 6 mm) pour obtenir les plans. J'ai ajouté quelques trous pour la Picamera et les fils et j'ai également gravé quelques dessins sympas et trippants trouvés sur Freepik.

2) Assemblez votre boîte

3) Montez la Picamera

Avoir un appareil photo stable qui ne bouge pas tout au long de votre prise de vue est très important pour obtenir un bon laps de temps. Après avoir essayé du ruban adhésif, des boîtiers PiCamera imprimés en 3D et d'autres, j'ai trouvé une astuce intéressante pour à la fois définir l'orientation de la caméra et la maintenir fermement fixée sur le dessus de la boîte. J'utilise 3 vis qui ne sont filetées qu'à leur extrémité. La partie non filetée est celle qui traverse la profondeur du bois tandis que la pointe filetée passe dans le trou de la picamera. Lors de la rotation de la vis, la pointe filetée rapproche ou éloigne le coin PiCamera de la surface de la boîte. Cela vous permet de régler précisément et fermement l'angle de votre appareil photo pour capturer votre scène.

Veuillez noter qu'il s'agit de la partie la plus astucieuse de ce Instructable car l'emplacement et l'angle des trous doivent correspondre précisément à ceux de la Picamera. Il est probablement préférable que vous vous entraîniez d'abord sur un morceau de bois de rechange avant de commencer à percer des trous partout dans votre belle boîte !

Étape 4: Câblage de la source lumineuse au RaspberryPi

Présentation de cette étape:

Cette section s'occupe du câblage de votre source lumineuse, de votre relais 5V et du Raspberry Pi via son GPIO.

Important: je ne connais pas grand-chose au travail avec l'électricité et les hautes tensions (je ne suis qu'un biologiste après tout). Je ne peux pas garantir la sécurité de ce tutoriel et de la configuration finale. Soyez particulièrement attentif aux risques d'incendie et lorsque vous travaillez avec de la haute tension !

Vous pouvez regarder ici pour en savoir plus sur le fonctionnement d'un relais 5V et ici pour un tutoriel complet sur le contrôle du GPIO du RaspberryPi.

Vous remarquerez peut-être que je n'ai inclus aucune résistance dans le circuit qui alimente le bloc lumineux. C'est parce que l'on soupçonne que la chaîne de LED les contient déjà.

A part ça, tout est sur la vidéo !

Étape 5: Filmez des laps de temps

Et vous avez terminé !

Amusez-vous et partagez votre art dans les commentaires!