كاميرا Raspberry Pi متعددة الأطياف: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يمكن أن تكون الكاميرا متعددة الأطياف أداة مفيدة لاكتشاف الإجهاد في النباتات ، أو التعرف على الأنواع المختلفة بدلاً من الاختلافات في بصمات الانعكاس للنباتات بشكل عام. إذا تم دمجها مع طائرة بدون طيار ، يمكن للكاميرا توفير البيانات لمؤشرات NDVI السريعة (فهرس الغطاء النباتي الطبيعي للاختلاف) ، وإنشاء فسيفساء للمزارع أو الغابات أو الغابات ، وفهم استهلاك النيتروجين ، وإنشاء خرائط الإنتاجية وما إلى ذلك. لكن الكاميرات متعددة الأطياف يمكن أن تكون مكلفة ، وسعرها يتناسب طرديًا مع نوع التكنولوجيا التي يطبقونها. تتمثل الطريقة التقليدية لقياس الطيف في استخدام العديد من الكاميرات ذات مرشحات ممر النطاق الطويلة أو القصيرة التي تسمح للطيف المطلوب بالمرور عبر الحوض بينما تحجب الآخرين. هناك نوعان من التحديات لهذا النهج ؛ أولاً ، تحتاج إلى تشغيل الكاميرات في نفس الوقت ، أو في أقرب وقت ممكن ؛ وثانيًا ، تحتاج إلى تسجيل (دمج الصور طبقة تلو الأخرى) حتى تتمكن من تكوين مركب نهائي واحد مع نطاقات الرغبة الموجودة فيه. هذا يعني أنه يجب القيام بقدر كبير من المعالجة اللاحقة ، مما يستهلك الوقت والموارد (باستخدام برامج باهظة الثمن مثل arcmap ، ولكن ليس بالضرورة). تعاملت مناهج أخرى مع هذا بطرق مختلفة ؛ سمحت التطورات التكنولوجية الحديثة على مستوى المعالج بإنشاء مستشعرات CMOS للمسح الضوئي مع مرشحات نطاق مدمجة في تخطيط المستشعر. هناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام فاصل الحزمة (المنشور) الذي يوجه حزم الضوء المختلفة إلى مستشعر مختلف. كل هذه التقنيات باهظة الثمن وبالتالي فهي بعيدة عن متناول المستكشفين والصناع. تقدم وحدة حساب Raspberry pi ولوحة التطوير الخاصة بها إجابة رخيصة على عدد قليل من هذه الأسئلة (وليس جميعها).

الخطوة 1: تفعيل الكاميرات

تأكد من اتباع خطوات إعداد الكاميرات في CM كما هو موضح في الدروس التالية:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

قم بتشغيل كلتا الكاميرتين في نفس الوقت باستخدام:

sudo raspistill -cs 0 -o test1-j.webp

استخدم الموضوع التالي إذا لم يعمل لأي سبب من الأسباب:

www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php؟f…

مزيد من التعليمات في حال كنت تبدأ من الصفر مع CM هنا:

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

الخطوة الثانية: الاتصال التسلسلي اللاسلكي

قم بشراء مجموعة من أجهزة الراديو للقياس عن بعد مثل هذه:

hobbyking.co.uk/hobbyking/store/_55559_HK…

تحتوي أجهزة الراديو هذه على أربعة أسلاك: أرضي (أسود) ، TX ، RX ، VCC (أحمر). انزع أحد طرفي الكابلات واستخدم موصلات أنثوية تناسب دبابيس GPIO. قم بتوصيل الموصل الأسود بالأرضي ، والأحمر بـ 5 فولت ، و TX بالدبوس 15 ، و RX بالسن 14 من رأس J5 GPIO بلوحة تطوير وحدة الحساب.

تأكد من ضبط معدل البث بالباود على 57600 ، وأن الكمبيوتر المضيف قد تعرف على الراديو وأضفه على أنه COM (في Windows ، استخدم مدير الجهاز لذلك). إذا كنت تستخدم Putty ، فاختر منفذ COM (3 أو 4 أو أيًا كان موجودًا في جهاز الكمبيوتر الخاص بك) ، وقم بتعيين معدل البث بالباود على 57600. قم بتشغيل CM وبعد الانتهاء من التحميل ، انقر فوق إدخال في جهاز الكمبيوتر الخاص بك إذا لم تقم بذلك. لا ترى أي نص وارد من خلال الاتصال. إذا لاحظت أي نص مشوه ، فانتقل وتحقق من /boot/cmdline.txt. يجب أن يكون معدل البث بالباود 57600. في حالة ظهور أي مشاكل أخرى ، يرجى مراجعة البرنامج التعليمي التالي:

www.hobbytronics.co.uk/raspberry-pi-serial-…

الخطوة 3: الكاميرات …

يمكنك بالفعل استخدام الكاميرات في تكوينها الأصلي ، ولكن إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستحتاج إلى تعديلها لتلائم عدسات M12. ضع في اعتبارك أن كاميرات raspberry pi V1 و V2 مختلفة قليلاً ، لذلك لن يعمل حاملو M12 القدامى على الكاميرات الجديدة. أيضًا ، كانت هناك بعض المشكلات عند تشغيل الكاميرات الجديدة بالتوازي ، إذا واجهت أيًا من هذه المشكلات ، فيرجى مراجعة هذا الموضوع في منتدى raspberry pi:

www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php؟t…

في أي حال ، يجب أن يحل تحديث sudo rpi المشكلة.

يمكن أن يتم "طحن" حامل العدسة M12 باستخدام جهاز Dremel لكي يتلاءم مع موصل مستشعر CMOS مع لوحة الكاميرا. فك العدسة الأصلية ، وضع العدسة الجديدة فوق حامل M12. للحصول على نتائج أفضل ، يمكنك في الواقع التخلص تمامًا من محول العدسة الأصلي ، ولكن قد لا يستحق ذلك العمل في ضوء المخاطر التي تنطوي على إتلاف المستشعر. لقد دمرت ما لا يقل عن ستة لوحات للكاميرا قبل أن أتمكن من التخلص من الحامل البلاستيكي الموجود فوق مستشعر CMOS.

الخطوة 4: اتصال Wifi وتخزين إضافي

تحتوي لوحة تطوير CM على منفذ USB واحد فقط ؛ نتيجة لذلك عليك أن تستخدمها بحكمة شديدة ، على سبيل المثال اتصال واي فاي. إذا كنت تريد الالتفاف على ذلك ، فسيتعين عليك استخدام مهاراتك في لحام الحديد وإرفاق موصل USB مزدوج أسفل لوحة التطوير ، حيث يتم لحام USB. إذا كنت تستخدم نفس الشيء لدي

www.amazon.co.uk/gp/product/B00B4GGW5Q/ref…

www.amazon.co.uk/gp/product/B005HKIDF2/ref…

ما عليك سوى اتباع ترتيب الكابل في الصورة.

بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بتوصيل وحدة wifi الخاصة بك بالمنفذ المزدوج ، وقم بتشغيل CM ومعرفة ما إذا كانت وحدة wifi تعمل بشكل صحيح.

من الأسهل توصيل بطاقة SD مقارنةً بمحرك أقراص USB ، لذا اشترِ شيئًا مثل هذا:

www.amazon.co.uk/gp/product/B00KX4TORI/ref…

لتركيب وحدة التخزين الخارجية الجديدة ، اتبع هذا البرنامج التعليمي بعناية:

www.htpcguides.com/properly-mount-usb-stora…

الآن لديك منفذي USB ومساحة تخزين إضافية واتصال واي فاي.

الخطوة 5: اطبع العلبة

استخدم ABS

الخطوة 6: ضع القطع معًا

قبل تجميع الكاميرا ، قم بتوصيل الشاشة ولوحة المفاتيح بجهاز CM ، وركز العدسات. أفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام الأمر التالي:

raspistill -cs 0 -t 0 -k -o my_pics٪ 02d.jpg

يعمل ذلك على تشغيل الكاميرا إلى الأبد ، لذا عند مراقبة شاشتك ، قم بإحكام العدسة حتى يتم التركيز. تذكر أن تفعل ذلك مع الكاميرا الأخرى عن طريق تغيير الأمر -cs من 0 إلى 1.

بمجرد تركيز العدسات ، ضع قطرة صغيرة من الغراء بين العدسة وحامل العدسة M12 لمنع أي حركة للعدسة. افعل الشيء نفسه أثناء توصيل العدسات بالعلبة. تأكد من محاذاة العدستين قدر الإمكان.

استخدم مثقابًا لفتح ثقب على جانب العلبة ومرّر بهوائي الراديو. ضع الراديو بإحكام باستخدام شريط مزدوج الوجه وقم بتوصيله بـ GPIO.

ضع لوحة تطوير CM داخل العلبة وقم بتثبيتها باستخدام 4 ممددات معدنية سداسية 10 مم. قم بتأمين مهايئات موصل الكاميرا حتى لا ترتد بحرية في الداخل.

الخطوة 7: تكوين Dropbox-Uploader ، تثبيت البرنامج النصي للكاميرا

ثبِّت dropbox_uploader باتباع الإرشادات الواردة هنا

github.com/andreafabrizi/Dropbox-Uploader

استخدم نصًا مشابهًا لذلك الموجود في الصورة.

الخطوة 8: المنتج النهائي

يمكن وضع الكاميرا النهائية تحت طائرة بدون طيار متوسطة الحجم (650 مم) أو حتى أصغر. كل هذا يتوقف على التكوين. الكاميرا لا تزيد عن 350-400 جرام.

لتشغيل الكاميرا ، سيتعين عليك توفير بطارية منفصلة ، أو توصيل الكاميرا بلوحة الطاقة الخاصة بطائرتك بدون طيار. احرص على عدم تجاوز متطلبات الطاقة للوحة CM. يمكنك استخدام العناصر التالية لتشغيل الكاميرا:

www.adafruit.com/products/353

www.amazon.co.uk/USB-Solar-Lithium-Polymer…

يمكنك أيضًا بناء الدعم والمخمدات المضادة للاهتزاز وفقًا لمواصفات الطائرة بدون طيار.

بمجرد التقاط الصور الأولى ، استخدم برنامج GIS مثل Qgis أو Arcgis Map لتسجيل صورك. يمكنك أيضا استخدام matlab.

رحلة سعيدة!