Raspberry Pi porini! Timelapse Iliyoongezwa na Nguvu ya Betri: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Hamasa: Nilitaka kutumia kamera ya Raspberry Pi inayotumia betri kuchukua picha za kila siku nje ili kuunda video za muda mrefu. Maombi yangu haswa ni kurekodi ukuaji wa mmea wa ardhi msimu huu wa joto na majira ya joto.

Changamoto: Buni udhibiti wa nguvu ya chini ya Raspberry Pi kuhakikisha maisha ya betri ndefu.

Suluhisho langu: Ninatumia saa ya kengele iliyoibiwa, mzunguko wa Attiny85 & Pimoroni OnOff shim kukata nguvu kabisa kwa Raspberry Pi wakati haitumiki. Wakati saa ya Attiny85 na kengele inaendelea kukimbia katika hali ya kusubiri, sare ya sasa ni MicroAmps 5 tu. Betri mbili za AAA zina nguvu saa ya Attiny na ya kengele, wakati benki ya nguvu ya USB inampa Pi nguvu.

Operesheni ya Msingi: Wakati saa ya kengele inapozima inaamka mzunguko wa kulala wa Attiny, ambao huashiria Pimoroni OnOff shim kutumia nguvu kutoka kwa benki ya umeme ya USB kwenda kwa Raspberry Pi. Pi hufanya script ya kukimbia (piga picha). Baada ya muda wa kutosha kupita (sekunde 60 katika programu yangu), mzunguko wa Attiny tena unaashiria Pimoroni OnOff shim na kisha Attiny inaingia kwenye hali ya kulala. Kulingana na ishara kutoka kwa Attiny, Pimoroni OnOff shim hufanya amri ya kuzima kwa Pi, na baada ya mchakato wa kuzima kwa Pi kukamilisha, hupunguza nguvu kutoka kwa benki ya umeme ya USB hadi Raspberry Pi.

Hatua ya 1: Sehemu na Zana

Sehemu:

Raspberry Pi Zero au Raspberry Pi Zero W (huchota nguvu zaidi)

Moduli ya Kamera ya Raspberry PI

Kesi ya Zero ya Raspberry Pi

Pimoroni ONOFF SHIM RASP PI POWER SWITCH, Digikey

MCHAGUZI Digikey

Lengo La Saa Ya Kengele Ya Dijiti

ATtiny85 8 DIP Digikey

(2) CAP ALUM 100UF Digikey

Moduli ya DS3231 RTC AliExpress

(2) 68 ohm kupinga

Fupi (kama inchi 6) kebo ndogo ya USB

Futa Sanduku Amac SKU #: 60120. 4 "x 4" x 5-1 / 16 "h Hifadhi ya Kontena

Kmashi 11200 mAh USB Power Bank # k-mp806 au sawa

Mkanda wa fimbo mbili

Screw ndogo ya kujipiga

(2) 1 X 8 pini vichwa vya kike vya kupakia - kawaida huuzwa vichwa vya Arduino UNO vya kupachika AliExpress

Manukato au bodi ya kuvua kama 1 1/4 "kwa 2"

5 1/2 kwa 5/12 kwa 3/4 nene au plywood

1 1/4 Bomba la PVC karibu 15 ndefu

1 1/4 PVC coupler

(2) kamba fupi za bungee kama urefu wa 10"

(4) 1/4 "dia. Pini za kuni za mbao karibu 1" ndefu

Kadi ya Manyoya ya Sleeve ya UltraDeck Asili

Zana:

Wakataji waya na Chuma cha Solder

Arduino UNO au njia nyingine ya kupanga ATtiny85

Hook up waya na kuruka

Kinanda, panya, ufuatiliaji wa HDMI, bandari ya USB na Hub ya Ethernet, kebo ya OTG

Mulitmeter

Hatua ya 2: Sakinisha Raspberry Pi OS, Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC, na Moduli ya Kamera ya Pi

Usanidi wa Pi Zero. Andaa kadi ya SD ya Raspberry Pi na usambazaji wa chaguo lako. Wakati wa mchakato wa usanidi wa mwanzo, kuwa na uhakika wa kuwezesha kiolesura cha I2C, kamera, na boot kwa CLI na kuingia kiotomatiki, weka wakati sahihi wa eneo lako na ubadilishe nywila yako. Ninapendekeza pia kuanzisha Anwani ya Static IP ili kufanya mambo iwe rahisi barabarani. Kichwa cha kiume cha Solder kwa Pi Zero. Unaweza kutumia kichwa cha kawaida cha 2 x 20 au kichwa kifupi cha 2 x 6, kwani pini zote 40 hazihitajiki kwa mradi huu - pini 12 za kwanza tu.

Usakinishaji wa Kamera. Piga Zero katika kesi yake na utumie kebo fupi ya kebo iliyounganishwa ya moduli ya kamera kwa Pi Zero kuelekeza kebo ya kumaliza kesi. Weka kifuniko cha juu cha GPIO na ambatanisha kamera kwenye kifuniko na mkanda wa fimbo mbili (tazama picha).

Andaa Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC. Ingawa Pimoroni OnOff Shim inakuja na kichwa cha kike cha 2 x 6 mimi badala yake nilitumia vichwa viwili vya 1 x 6 vya kike vya "stacking kawaida huuzwa kwa Arduino UNOs, pini za kichwa zinahitaji kupanua juu ya Pimoroni OnOff Shim katika maeneo ya pini ya Raspberry Pi 1, 3, 5, 7, 9, pini zingine zinaweza kupunguzwa hadi urefu wa pini ya kawaida. Ishinikiza DS3231 RTC kwenye pini zilizopanuliwa kama inavyoonyeshwa kwenye picha na kisha kushinikiza mkutano mdogo wa Pimoroni OnOff Shim & DS3231 RTC kwenye pini za kichwa cha Raspberry Pi kama inavyoonekana.

Sakinisha programu ya Pimoroni OnOff Shim na:

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

Kwa habari ya ziada juu ya kusanikisha Shim angalia hapa

Sakinisha programu ya DS3231 RTC kwa maagizo haya

Majaribio ya Awali - Kamera, Pimoroni OnOff Shim, DS3231 RTC

Unganisha kibodi ya ndani na ufuatilie kwa Pi Zero. Hakikisha una unganisho la mtandao (kebo ya ethernet au Wifi). Unganisha kebo ya umeme ya USB Pimoroni OnOff Shim.

a. Bonyeza kitufe cha kushinikiza cha Pimoroni OnOff Shim kwa sekunde 3 na kisha uachilie - hii inazima au kuzima Pi Zero. Angalia mchakato wa kuanza na kufunga kwenye mfuatiliaji. Pi Zero yako sasa ina uboreshaji wa teknolojia ya hali ya juu - kitufe cha kuwasha / kuzima!

b. Weka wakati wa DS3231 na uhakikishe inasoma wakati sahihi na:

Sudo hwclock -w

sudo hwclock -r

c. Jaribu utendaji wa kamera kwa maagizo haya.

Hatua ya 3: Sanidi Hati ya Raspberry Pi Run-At-Boot na Kamera ya Mtihani

Unda na uhamie kwenye saraka mpya ya zerocam

mkdir zerocam

zerokamu ya cd

Tumia mhariri wa nano kuunda faili mpya ya hati

picha nano.sh

Kisha nakili na ubandike nambari iliyo hapa chini kwenye kihariri cha nano. Nano ya karibu na Ctrl + X, Y kisha Rudi.

#! / bin / bash

TAREHE = $ (tarehe + "% Y-% m-% d_% H% M") raspistill -o / home/pi/zerocam/$DATE.jpg kubadilisha -pointize 80 -jaza manjano -chora "maandishi 570, 1800 ' $ (tarehe) ""

Kwa kuwa hati hii inatumia amri ya kubadilisha, utahitaji kusanikisha ImageMagick kwenye Raspberry Pi

Sudo apt-pata sasisho

Sudo apt-get kufunga picha ya picha

Fanya faili iweze kutekelezwa

chmod + x picha.sh

Open /etc/rc.local (amri katika faili hii zinaendeshwa kwa buti)

Sudo nano /etc/rc.local

Karibu na chini ya faili, kabla tu ya taarifa 0 ongeza laini hii mpya na kisha funga nano na Ctrl + X, Y kisha Rudi.

sh / nyumba/pi/zerocam/photo.sh

Na mfuatiliaji wa ndani umeunganishwa, jaribu kuwa inafanya kazi

Sudo reboot

Pi inapaswa kuwasha tena na kupiga picha. Kutakuwa na faili mpya ya-j.webp

Pia jaribu kuwasha na kuzima Pi na kifungo cha kushinikiza cha Pimoroni. Pima na urekodi wakati wa kuanza kwa Pi. Inapaswa kuwa chini ya sekunde 60.

Hatua ya 4: Hack Alarm Clock

Angalia kama operesheni iliyozalishwa - Sakinisha betri mbili za AAA katika saa ya kengele, na fanya mazoezi ya kuweka muda na kengele kwa maagizo yaliyojumuishwa. Hasa angalia mlio wa kengele - unapaswa kuona (1) ishara ndogo ya kengele ikiangaza, (2) mlio wa buzzer kwa dakika 1 kisha huzima na (3) taa ya nyuma ya LED inaangaza kwa sekunde 5 kisha inazima.

Disassemble - Ondoa screws nne kutoka saa nyuma kutenganisha nusu mbili, kisha uondoe screws nne zaidi kutolewa kwa PCB kuu.

Hack - Kata mwongozo wa LED mbele ya PCB kama inavyoonyeshwa na solder kwa waya 5 mrefu kwa njia zilizobaki upande wa nyuma wa PCB (angalia kielelezo). Tuliza buzzer kama inavyoonyeshwa.

Kwenye vituo vya chumba cha betri ongeza waya mbili za ziada (nyekundu na nyeusi) pamoja na capacitor ya elektroni ya 100MFD kama inavyoonyeshwa (angalia polarity).

Unganisha tena saa ili kuhakikisha njia ya LED na betri mpya inaongoza kwenye nafasi za uhifadhi wa kifuniko cha nyuma kama inavyoonyeshwa.

Jaribu tena - Sakinisha betri na ujaribu utendaji wa kengele - sasa kengele inapozimwa unapaswa kuona ishara ndogo ya kengele ikiangaza - lakini hakuna buzzer na hakuna taa ya nyuma. Unganisha mulitmeter kwenye mwongozo wa LED unapaswa kugundua kuhusu 3 VDC wakati kengele inazima kwa muda wa sekunde 5..

Hatua ya 5: Jenga Bodi ya Mzunguko ya Attiny85

Ikimaanisha picha na Attiny85 Schematic.pdf jenga bodi ya mzunguko kwenye kipande kidogo cha manukato au bodi ya kupigwa. Vidokezo:

• Hakikisha kutumia tundu la pini 8 la DIP kwa Chip ya Attiny85 kwani inahitaji kuondolewa kwa programu.
• Hakikisha mwelekeo sahihi wa Optos kabla ya kutengeneza.
• Jumper inaongoza kwa Pimoroni Shim inapaswa kuwa na urefu wa inchi 4 na vichwa vya kike ili kushikamana na pini za kiume za Shims BTN.
• Angalia Polarity wakati wa kufanya unganisho na kengele bonyeza - mzunguko hauna ulinzi wa polarity wa nyuma

Hatua ya 6: Pakia Nambari kwenye Chip ya Attiny 85

Kutumia Arduino Uno au njia zingine, pakia nambari (AttinyPiPowerControl.ino faili iliyoambatanishwa) kwenye chip yako ya Attiny85. Kumbuka - nambari hii inaruhusu sekunde 60 kwa PI kuanza, piga picha na ufike kwa haraka ya amri kabla ya kuanza mchakato wa kuzima. Kisha unaweza kusanikisha chip ya Attiny85 kwenye tundu lake la bodi ya mzunguko - angalia mwelekeo mara mbili.

Kumbuka: Ikiwa unahitaji zaidi au chini ya wakati wa kukimbia wa Pi, hariri tu laini hii karibu na chini:

kuchelewesha (60000); // acha Pi boot na kukimbia kwa muda

Hatua ya 7: Wiring na Mtihani wa Awali na Kupakua Faili za Picha Kutoka PI

Wiring:

Unganisha benki ya umeme ya USB kwa bandari ndogo ya usb ya Pimoroni shim. Unganisha jumper inaongoza kutoka bodi ya mzunguko ya Attiny85 hadi Pimoroni shim, hakikisha risasi nyeusi inaunganisha kwenye pini ya nje ya BTN kwenye Pimoroni shim.

Jaribio:

Sakinisha betri 2 za AAA katika saa ya kengele, na uweke saa ya saa. Ninapendekeza pia kuunganisha bandari ya Pi ya HDMI na mfuatiliaji wa hapa.

Washa Kengele na uweke kengele dakika chache baadaye. Wakati kengele inalia, unapaswa kuona:

a. Saa ya kengele ya saa huanza kuwaka

b. Baada ya sekunde 5 taa nyekundu ya Pimoroni Shim inakuja kwa sekunde 5

c. Pi anaanza kupiga kura

d. Baada ya sekunde 20 kamera ya LED inakuja na picha inachukuliwa. Ikiwa una mfuatiliaji wa ndani unganisha, utaona hakiki fupi ya picha iliyopigwa.

e. Baada ya sekunde 40 au zaidi, buti za Pi hadi njia ya amri ya terminal

f. Pi huanza mchakato wa kuzima, baada ya sekunde 20 taa za Pimoroni Shim nyekundu zinaonyesha nguvu imekatwa kwa PI

Inapakua faili za picha kutoka PI

Ninaunganisha PI kwenye mtandao wangu kwa kutumia kebo ya OTG, na USB kwa adapta ya ethernet, ikimpa Pi nguvu kutoka kwenye wart ya ukuta. Kisha tumia WinSCP kupakua faili kwenye PC yangu.

Hatua ya 8: Unganisha Ukumbi wa Elektroniki

Ambatisha bodi ya mzunguko ya Attiny85 nyuma ya saa ya kengele ukitumia kiboreshaji kidogo cha kujipiga. Ambatisha PI kwa saa ukitumia mkanda wa fimbo maradufu kama onyesho

Ambatisha saa ya kushoto ili kuonyesha chini ya kesi na mkanda wa fimbo mbili

Ambatisha benki ya umeme ya USB kuonyesha chini ya mkanda na mkanda wa fimbo maradufu kama inavyoonyeshwa.

Weka kasha la juu juu ya chini ya kesi iliyoonyeshwa kama inavyoonyeshwa.

Hatua ya 9: Jenga Sehemu ya Kupanda, Mkutano wa Mwisho na Uachilie PI Kwenye Pori

Kipande cha chini: Katika kipande cha kuni cha 5 1/2 X 5 1/2, kata nafasi 4 3/4 "kwa ndani kutoka kila upande kama inavyoonyeshwa. Nilitumia 1/4 router kidogo, lakini pia unaweza kuchimba na kuona. Katika kituo hicho fanya shimo kwa kuunganisha 1 1/4 PVC. Ukubwa bora wa shimo ni 1 5/8 ", lakini kwa kuwa nilikuwa na msumeno wa shimo 1 3/4 tu, nilitumia hiyo na kujenga coupling OD na mkanda wa bata. kuunganisha mahali na epoxy.

Weka kituo cha umeme juu ya kizuizi cha kuni na uweke alama muhtasari wake. Kisha chimba mashimo manne 1/4 kila upande kama inavyoonyeshwa. Gundi minuku 1 1 "ndefu 1/4" ya kuni katika mashimo haya - hii itasaidia kuweka kiambatisho kikiwa katikati.

Kipande cha juu: chimba mashimo manne ya 3/16 "karibu na makali ya chini ya kila saizi na ingiza 3/4" ndoano ndefu za S kwenye kila shimo ukikunja ncha zimefungwa ili zisianguke. Kwenye kingo za ndani gundi moto 4 mabaki manene ya kuni - hizi zitasaidia kuweka kipande cha juu katikati ya eneo.

Mkutano wa Mwisho: Sandwich eneo la umeme kati ya vipande vya juu na chini na salama na kamba mbili za bungee kama inavyoonyeshwa

Toa PI ndani ya Pori: Tengeneza sehemu inayopanda kwa kukata bomba 1/4 "ya PVC ya urefu unaofaa kwa malengo yako, kata ncha moja kwa pembe ya digrii 45 ili iwe rahisi kupiga chini. Kwa upande wangu mimi ' m nia ya ukuaji wa mmea wa ardhi (Vinea mdogo) chemchemi hii na, kwa hivyo hisa yangu ya PVC ni 15 "ndefu tu. Angalia mara mbili kuwa betri za AAA ni safi, benki ya umeme ya USB imeshtakiwa kabisa na saa ya kengele imewekwa vizuri - halafu piga nguzo ardhini na uteleze mkutano juu ya kiwango cha kupanda - angalia picha.

Hatua ya 10: Vipimo vya sasa na Mtihani wa Maisha ya Betri

Nilipima sasa kutumia Radio Shack RS-232 Multimeter (22-812) na programu ya Meter View. Sio chaguo la mnyama, lakini ni kile ninacho.

Upimaji wa sare ya sasa kutoka kwa betri mbili za AAA nguvu Attiny85 bodi na saa ya kengele

Kwa "mfululizo unganisha" multimeter, nilitumia betri za dummy na usambazaji wa umeme wa benchi 3 VDC (angalia picha). Tazama grafu ya kipimo cha sasa wakati wa kipindi cha "kazi" (huanza na tukio la kengele - inaisha na Attiny85 inarudi kwa hali ya kulala). Sura isiyo ya kengele ilikuwa mara kwa mara 0.0049 mA. Muhtasari -

Kipindi cha kazi = sekunde 78

Kipindi cha Kazi Wastani. Sasa = 4.85 mA

Sio Alarm ya Sasa = 4.9 microA (0.0049 mA)

Nilihesabu wastani wa kila siku wa kuchora ya 0.0093 mA kutoka kwa AAA mbili (750 mAh / kila moja) kwa kuzingatia njia za kulala na kazi, na maisha ya betri ya kinadharia> miaka 8 kutumia njia hii.

Upimaji wa mchoro wa PI wa sasa kutoka kwa benki ya umeme ya USB. Kwa "mfululizo unganisha" multimeter nilitumia kebo ya usb iliyobadilishwa (tazama picha). Tazama grafu ya kipimo cha sasa wakati wa kipindi cha "kazi" (PI boot up - PI shutdown). Wakati wa kipindi kisicho cha kazi Pimoroni ONOFF hupunguza kabisa nguvu kwa Pi, kwa hivyo chora sasa ~ sifuri. Muhtasari -

Kipindi cha kazi = sekunde 97

Kipindi cha Kazi Wastani. Ya sasa = 137 mA

Kwa kudhani benki ya nguvu ya 11200 mAh idadi ya nadharia ya mizunguko ya kipindi cha kazi ni> 3000.

Jaribio la Maisha ya Betri Haraka

Nilidhibiti PI kwa muda na Arduino UNO iliyowekwa kwa baiskeli ya haraka - wakati kati ya kengele ilikuwa dakika 2 dhidi ya masaa 24 ya kawaida.

Jaribio # 1: 11200mAh benki ya nguvu. Ilianza saa 10 jioni na nilisimama saa 1 jioni siku iliyofuata. Matokeo: Picha 413 zimepigwa, 3 kati ya 4 za kiwango cha malipo ya LED bado ziko mwishoni mwa jaribio.

Jaribio # 2: 7200mAh benki ya nguvu. Ilianza saa 7:30 alasiri na nilisimama saa 4:30 PM siku iliyofuata. Matokeo: Picha 573 zimepigwa, 2 kati ya 4 ya kiwango cha malipo bado inaendelea mwishoni mwa jaribio.

Hitimisho: Ninaamini matokeo yaliyo hapo juu yanaonyesha angalau operesheni ya mwaka kuchukua 1 kwa kila picha inawezekana.