راه اندازی دوربین رزبری پای (اتصال Pi Camera)

ماژول دوربین رزبری پای یک برد کوچک است که می‌تواند با Raspberry Pi برای گرفتن عکس و پخش ویدیو ارتباط برقرار کند. در این آموزش میخواهیم نحوه راه اندازی دوربین رزبری پای و پیکربندی آن را بررسی میکنیم. ماژول دوربین Pi با رابط CSI به Raspberry Pi متصل شده است. این دوربین از رابط خاص CSI استفاده می کند که برای دوربین ها در نظر گرفته شده است. گذرگاه CSI می‌تواند سرعت داده فوق‌العاده بالایی را مدیریت کند و فقط برای انتقال داده‌های پیکسلی استفاده می‌شود. این دوربین با پردازنده BCM2835 رزبری پای از طریق گذرگاه CSI ارتباط برقرار می کند.

معرفی ماژول دوربین رزبری پای

برد ماژول دوربین Pi مستقیماً به درگاه CSI  برد Raspberry Pi متصل می شود. این ماژول این امکان را به کاربران می دهد تا تصاویری با وضوح 5 مگاپیکسل بگیرند و ویدیوهای 1080p HD با سرعت 30 فریم بر ثانیه فیلمبرداری کنند. آخرین نسخه آن یعنی نسخه 1.3 در حال حاضر در دسترس است. Raspberry Pi Camera Board یک ماژول فوکوس ثابت با سنسور 5MP (2592*1944 پیکسل) Omnivision 5647 است که توسط بنیاد Raspberry Pi طراحی و تولید شده است. در تصاویر زیر نمای جلو و پشت دوربین Pi را مشاهده می کنید.

ماژول از طریق یک کابل روبانی 15 پین به رابط سریال دوربین 15 پین منحصر به فرد MIPI (CSI) که به طور خاص برای ارتباط با دوربین ایجاد شده است متصل میشود. گذرگاه CSI داده ها را با سرعت بسیار بالایی منتقل می کند و همچنین برای انتقال داده های پیکسلی به پردازنده BCM2835 استفاده می شود. این برد کوچک است، ابعاد آن تقریباً 25 میلی متر در 20 میلی متر با ضخامت 9 میلی متر است و وزن آن کمی بیش تر از 3 گرم است. اندازه جمع و جور آن، آن را برای تلفن های همراه و سایر برنامه هایی که اندازه و وزن در آن بسیار مهم است، ایده آل می کند. خود سنسور دارای یک لنز فوکوس ثابت و وضوح 5 مگاپیکسلی است. این دوربین می تواند عکس های ثابت با رزولوشن 2592 در 1944 پیکسل بگیرد. همچنین از فیلمبرداری 1080p @ 30fps، 720p @ 60fps و فیلمبرداری 640x480p 60/90 پشتیبانی می کند. ما باید آخرین نسخه سیستم عامل raspbian را برای کار با ماژول دوربین Pi نصب کنیم.

ویژگی های ماژول دوربین Pi:

1. به طور کامل با هر دو مدل A & B و خانواده Pi zero Raspberry Pi سازگار است.
2. ماژول دوربین 5 مگاپیکسلی Omnivision 5647
3. وضوح تصویر ثابت 2592*1944
4. پشتیبانی از فیلمبرداری 1080p @ 30fps، 720p @ 60fps و 640x480p 60/90

اتصال دوربین به برد رزبری پای

1. پورت ماژول دوربین را پیدا کنید
2. لبه های گیره پلاستیکی پورت را به آرامی به سمت بالا بکشید
3. کابل نواری ماژول دوربین را وارد کنید. مطمئن شوید که کانکتورهای پایین کابل نواری رو به کنتاکت های درگاه هستند.
4. گیره پلاستیکی را به جای خود فشار دهید

فعال سازی دوربین در رزبری پای

1. وارد محیط رزبری پای شوید.
2. به منوی اصلی بروید و ابزار Raspberry Pi Configuration را باز کنید.
3. ابزار پیکربندی Raspberry Pi
4. تب Interfaces را انتخاب کنید و مطمئن شوید که دوربین enabled است:

دوربین فعال شد حالا کافیست Raspberry Pi خود را مجددا راه اندازی کنید.

کنترل دوربین رزبری پای با خط فرمان

اکنون ماژول دوربین شما متصل است و نرم افزار آن فعال است و شما باید ابزارهای خط فرمان raspistill و raspivid را امتحان کنید.

با کلیک بر روی نماد سیاه رنگ مانیتور در Taskbar، یک پنجره ترمینال را باز کنید:

برای گرفتن عکس و ذخیره آن در دسکتاپ دستور زیر را وارد کنید:

raspistill -o Desktop/image.jpg

برای اجرای دستور Enter را فشار دهید.

هنگامی که دستور اجرا می شود، می توانید پیش نمایش دوربین را به مدت پنج ثانیه قبل از گرفتن یک عکس ثابت مشاهده کنید.

به دنبال نماد فایل تصویر در دسکتاپ بگردید و روی نماد فایل دوبار کلیک کنید تا تصویر باز شود.

با افزودن گزینه های مختلف، می توانید اندازه و ظاهر تصویری را که دستور raspistill می گیرد تنظیم کنید.

به عنوان مثال، -h و -w را برای تغییر ارتفاع و عرض تصویر اضافه کنید:

raspistill -o Desktop/image-small.jpg -w 640 -h 480

اکنون با استفاده از دستور raspivid زیر با ماژول دوربین فیلم برداری کنید:

raspivid -o Desktop/video.h264

برای پخش فایل ویدیویی، روی نماد فایل video.h264 روی دسکتاپ دوبار کلیک کنید تا در VLC Media Player باز شود.

عکس برداری با دوربین رزبری پای

کتابخانه Picamera در پایتون به شما امکان می دهد ماژول دوربین خود را کنترل کنید و پروژه های شگفت انگیزی ایجاد کنید.

یک ویرایشگر Python 3 مانند Thonny Python IDE را باز کنید:

یک فایل جدید باز کنید و آن را به عنوان camera.py ذخیره کنید.

توجه: مهم است که هرگز فایل را به عنوان picamera.py ذخیره نکنید.

کد زیر را وارد کنید:

from picamera import PiCamera
from time import sleep

camera = PiCamera()

camera.start_preview()
sleep(5)
camera.stop_preview()

برنامه خود را ذخیره و اجرا کنید. پیش نمایش دوربین باید به مدت پنج ثانیه نشان داده شود و سپس دوباره بسته شود.

توجه: پیش نمایش دوربین فقط زمانی کار می کند که یک مانیتور به Raspberry Pi شما متصل باشد. اگر از دسترسی از راه دور (مانند SSH یا VNC) استفاده می کنید، پیش نمایش دوربین را نخواهید دید.

اگر پیش نمایش شما وارونه است، می توانید آن را با کد زیر 180 درجه بچرخانید:

camera = PiCamera()
camera.rotation = 180

می توانید تصویر را 90، 180 یا 270 درجه بچرخانید. برای تنظیم مجدد تصویر، چرخش را روی 0 درجه تنظیم کنید.

میتوانید با تنظیم یک سطح آلفا، پیش نمایش دوربین را شفاف کنید:

camera.start_preview(alpha=200)

مقدار آلفا می تواند هر عددی بین 0 تا 255 باشد.

ضبط فیلم با رزبری پای

حالا یک ویدیو ضبط کنید!

کد خود را اصلاح کنید تا capture() حذف شود و در عوض start_recording() و stop_recording() را اضافه کنید.

اکنون کد شما باید به شکل زیر باشد:

camera.start_preview()
camera.start_recording('/home/pi/Desktop/video.h264')
sleep(5)
camera.stop_recording()
camera.stop_preview()

کد را اجرا کنید.

Raspberry Pi شما باید یک پیش نمایش باز کند، 5 ثانیه ویدیو ضبط کند و سپس پیش نمایش را ببندد.