Raspberry pi датчики

(111) Номер государственной регистрации:
(210) Номер заявки:2012736864
(181) Дата истечения срока действия исключительного права:
           24.10.2022
           Приоритет:26.04.2012
(220) Дата подачи заявки:24.10.2012
(151) Дата государственной регистрации:
           05.12.2013
(450) Дата публикации:

(540) Изображение (воспроизведение) товарного знака, знака обслуживания

(732) Правообладатель:
Разбери Пай Фаундейшн, Митчелл Вуд Хаус, Мейн Стрит, Колдкоут, Кембридж, Кембриджшир CB23 7NU Великобритания (GB)

119019, Россия, Москва, Гоголевский б-р, 11, Гоулингз Интернэшнл Инк., В.А. Клюкину

(310) Номер первой заявки:
10842037

(320) Дата подачи первой заявки:
26.04.2012

(330) Код страны подачи первой заявки:
EM

(511) Классы МКТУ и перечень товаров и/или услуг:

09 — приборы и инструменты научные, морские, геодезические, фотографические, кинематографические, оптические, для взвешивания, измерения, сигнализации, контроля (проверки), спасания и обучения; приборы и устройства для передачи, распределения, трансформации, накопления, регулирования или управления электричеством; аппаратура для записи, передачи, воспроизведения данных, звука или изображений, и/или видеоинформации; магнитные носители информации, диски звукозаписи; компакт-диски, DVD и другие цифровые носители информации; механизмы для автоматов с предварительной оплатой; кассовые аппараты, счетные машины, оборудование для обработки информации и компьютеры, огнетушители, компьютеры, компьютерное оборудование и программное обеспечение; а также запасные части и принадлежности для них, включенные в 9 класс; устройства периферийные для компьютеров; компьютерное оборудование; планшетные компьютеры; компьютеры в виде записной книжки; персональные компьютеры; портативные компьютеры; персональные цифровые помощники; микрокомпьютеры; электронные органазейры, электронные записные книжки; сети компьютерные; компьютерные программы; интерфейсы для компьютеров; загружаемое программное обеспечение; опоры для интегральных схем и микропроцессоров; серверы; чистые носители данных для компьютеров; запоминающее устройство с произвольной выборкой; постоянное запоминающее устройство; флэш-память; карты флэш-памяти; USB-накопитель; карта памяти SD; компьютерные игры; жёсткие диски; дисководы для жёстких дисков; дисководы для оптических дисков; флэш-накопители USB; устройство для чтения карт памяти; микропроцессоры; платы запоминающего устройства; материнские платы; мониторы компьютеров; клавиатуры компьютеров; принтеры; кабели; HDMI кабели; блоки питания; модемы; дисководы; твердотельные накопители; манипуляторы типа "мышь" для компьютеров; аппаратура для дистанционного управления компьютерами; процессоры [центральные блоки обработки информации]; монтажные платы; схемы интегральные; компьютерные шины; порты для компьютеров; плата расширения для компьютеров; материалы и устройства магнитные, оптические и электронные для хранения данных; блоки памяти для компьютеров; записи звуковых, видео и аудио данных; аккумуляторные батареи; зарядные устройства; наушники; акустические аудио системы для компьютеров; микрофоны; цифровые аудио и видео плееры с мультимедийными и интерактивными функциями; радиоприборы; фотоаппараты; видеокамеры; веб-камеры; проекторы; глобальные навигационные системы; аппаратура связи; калькуляторы; аппаратура для хранения данных; коврики для "мыши"; контроллеры для игр; системные блоки; мобильные телефоны; запасные части и принадлежности для мобильных телефонов; чехлы для мобильных телефонов; сумки и чехлы пригодные или предназначенные для переноски планшетных компьютеров; компьютеры портативные; переносные компьютеры; электронные органайзеры и электронные записные книжки; компьютерные программы для доступа, быстрого просмотра и поиска в оперативных базах данных; системное программное обеспечение; прикладное программное обеспечение; программное обеспечение для синхронизации данных; инструментальные программные средства; сервисное программное обеспечение для настольной системы компьютера; программное обеспечение для кодирование информации; программное обеспечение для анализа и восстановления данных; программное обеспечение для управления документооборотом; файлами и базами данных; программное обеспечение для резервного копирования и сохранения данных; программное обеспечение для телекоммуникаций и связи через локальную или глобальную сети связи, включая сети Интернет, интранет, экстранет, телевидение, сети мобильной, сотовой и спутниковой связи, программное обеспечение для доступа к сетям связи, включая Интернет; программное обеспечение для платформ социальных сетей; программное обеспечение для выгрузки, загрузки, доступа, отправки по почте, размещения, создания тегов, ведения блогов, потоковой передачи, прописывания ссылок, коллективного использование или иного предоставления электронных данных или информации посредством компьютерных сетей или сетей связи; программное обеспечение для мобильных телефонов и переносимых компьютерных приложений; учебные материалы ко всему вышеперечисленному; руководство пользователя в электронном виде, в форме пригодном для машинного считывания или ввода в компьютер.

25 — одежда, обувь, головные уборы; футболки, рубашки поло; жилеты; трикотажные кофты с капюшоном; пуловеры; спортивные джемперы; шапки; шляпы; повязки для запястья, повязки головные; носки; платки шейные; банданы; белье нижнее; шорты; брюки; куртки.

41 — воспитание и образование; обеспечение обучения; развлечения; спортивная и культурная деятельность; благотворительная деятельность для целей воспитания и обучения; организация спортивных и культурных мероприятий для благотворительных целей; организация и проведение конференций и семинаров; образовательные услуги, связанные с компьютерами; публикация книг, текстов и журналов; обеспечение курсовыми материалами, распространяемыми на семинарах, выставках и занятиях; предоставление незагружаемых электронных публикаций онлайн, публикация электронных книг, инструкций, брошюр и журналов онлайн; разработка и проведение образовательных программ в области компьютеров; организация викторин; организация конференций; организация конкурсов; содействие студентам для их участия в образовательных мероприятиях; организация деятельности и мероприятий по привлечению средств; организация благотворительной деятельности и мероприятий; подготовка и демонстрация телевизионных программ, фильмов, звуко- и видеозаписей и компьютерных программ; организация, производство и демонстрация шоу-программ и мероприятий с участием публики; обеспечение интерактивное игрой через компьютерную сеть; парки аттракционов; услуги образовательно-воспитательные в сфере компьютеров; интерактивные учебные пособия в сфере компьютеров; предоставление видео-инструкций в сфере компьютеров; публикация редактируемых веб-страниц в сферекомпьютеров; предоставление интерактивной информации и публикаций (незагружаемых) связанных с компьютерами, услуги коллективного использования фотографий и видеоматериалов; публикация электронных журналов и веб-журналов, касающихся конкретного контента или контента инициированного пользователем; обеспечение вебинаров и оцифрованных записей в сфере компьютеров.

42 — научные и технологические услуги и относящиеся к ним научные исследования и разработки; услуги по промышленному анализу и научным исследованиям; разработка и усовершенствование компьютерной техники и программного обеспечения компьютеров; консультации в области разработки, тестирования, исследования компьютерной техники и консультативные услуги; исследования и разработка компьютерной техники и программного обеспечения; испытания компьютерной техники на соответствие стандартам; поддержка и консультирование по вопросам разработки и усовершенствования компьютерных систем; баз данных и приложений; прокат и аренда компьютерной техники, устройств и оборудования; установка, техническая поддержка и ремонт компьютерной техники; компьютерное программирование; разработка и усовершенствование компьютеров, компьютерной периферии, электронных носителей, запоминающих устройств для компьютеров, цифровых устройств и систем накопления данных, дисководов для жёстких дисков; твердотельных накопителей, миниатюрных накопителей для несъёмных дисков; и дисков компьютерной памяти; программного обеспечения компьютеров; техническая информация относительно компьютерной техники или программного обеспечения, предоставляемая в режиме он-лайн из всемирной компьютерной сети или сети Интернет; анализ компьютерных систем; услуги компьютерного программирования; создание и поддержка Интернет-сайтов; услуги провайдера приложений (ASP); компьютерные услуги, в том числе, создание виртуальных сообществ для участия пользователей в дискуссиях и форумах, а также обратной связи с другими участниками, в социальных, деловых сетях и сообществах, коллективного использования информации, фотографий, видеоматериалов; информационные, консультативные и справочные услуги в отношении всего вышеперечисленного; услуги предоставления интерактивной технической информации и баз данных в области компьютеров.

В этом видео:
– Что такое ультразвуковой дальномер и как он работает;
– Как подключить ультразвуковой дальномер к Raspberry Pi;
– Скрипт для работы с ультразвуковым дальномером;
– Измерение расстояния до объекта.

Сегодня о ультразвуковом сенсоре-дальномере. Я планирую использовать этот сенсор для автоматизации работы машинки с управлением с raspberry pi. С его помощью машинка сможет ориентироваться в пространстве и прокладывать маршрут.
Я купил популярную модель HC-SR04.
Данный сенсор как понятно из названия делает измерения используя ультразвуковые волны.

У сенсора есть 4 пина:
* Vcc – питание сенсора. 5 Вольт – в своей схеме я подаю напрямую с пина номер 2 моего Raspberry;
* Пин Grd – просто подключить к Земле. Например, пин 6 на Raspberry Pi;
* Пин Trig. На этот пин необходимо послать сигнал длительностью 10 микросекунд для того чтобы сенсор заработал. Сенсор срабатывает и посылает звуковой ряд из 8 импульсов в 40кГц и принимает их на свой датчик – тот цилиндр что справа;
* Пин Echo. С этого пина мы считываем информацию с сенсора. Особенностью работы данного сенсора я вляется, то что после запуска измерения, отправки на пин Trig импульса в 10мк сек, сенсор генерирует ту самую серию импульсов, ждёт ответа и потом отправляет на пин Echo сигнал, длительность которого равна времени которое потребовалось чтобы получить свой отправленный сигнал, т.е. удвоенное расстояние до объекта.

Из этих данных мы можем посчитать на сколько часто мы можем получать данные о ближайших объектах. Из чего всё складывается?
– Минимальная задержка между измерениями должна быть 50 мс;
– 10 микросекунд на генерацию возбуждающего сигнала (можно опустить);
– 1/340 секунды = 3мс на измерение максимально доступного расстояния. Как это получилось? 500см максимально доступное расстояние. Звук будет проходить в обоих направлениях, т.е. ему нужно пройти 1м. Скорость звука примерно 340мс. Получает звук пролетит этот метр за 1/340-вую секунды или примерно 3мс.
– ещё 3мс. это время требует датчику чтобы передать сигнал на пин Echo.

В итоге. 50+3+3= 56мс. Это минимально разрешение между получаемой информации о расстоянии до объекта. Это не самые точные измерения, по этому нужно быть аккуратным и сильно не разгоняться. Например, если у вас машинка двигается со скоростью 20км/ч(вы хорошенько газанули) это ровняется 5,5мс, то за указанное время 56мс она проедет 30см. Что не мало для дома. Если скорости у вас не высокие, точности измерений будет достаточно.

Дополнительная особенность. Питание схемы идёт от 5В и выходное напряжение она выдаёт 5В с Echo пина, по этому нужно его уменьшить перед подачей на входной пин Raspberry pi. Это можно сделать простейшим делителем напряжения состоящем из двух резисторов.

В моей схеме два резистора в 1КОм. Снимая сигнал с одного из них я получаю 2,5Вольтовый сигнал. Данного уровня достаточно для распознование сигнала. Минимальный уровень сигнала для определения наличия сигнала и определения его как High это 1,3В. Максимальный уровень 3,3В. Поэтому 2,5В более чем достаточно.

Переходим к скрипту.

В скрипте я определяю два пина. Один как входной, другой как выходной. С последнего я буду отправлять импульс для возбуждения датчика, а с первого я буду считывать информацию с сенсора.

Далее необходимо выждать минимум 50мс – минимальная задержка между измерениями. В этом скрипте она не особо нужна, но если использовать этот скрипт как модуль в большой программе, которая будет его вызвать, то лучше использовать эту задержку. Плюс дальше я покажу скрипт с зацикленным измерением расстояния, там это необходимо (смотри в конеце поста).
После это необходимо послать сигнал на пин Trig сенсора. Длительность сигнала 10мк сек:

Далее необходимо ждать пока не начнёт поступать сигнал на порт Echo. Нужно отметить начальное время сигнала. Как только сигнал начнёт поступать, необходимо понять когда он закончится. Как только он прервётся – отметить когда он закончился. Далется это с помощью переменных start и stop, плюс модуль времени time.

while GPIO.input(ECHO) == 1:
pass
stop = time.time()
Зная начальное и конечное время сигнала можно найти его длительность и следовательно расстояние пройденное сигналом. Не забываем, что сигнал проходит двойное расстояние и результат (Ратояние= Скорость / Время ) нужно делить на 2:

Вот так можно производить измерение расстояния до объектов. Подробности в видео.
Удачи!

Скриаты и ссылки:

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
TRIG = 16
ECHO = 18
GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT, initial=0)
GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)

# Minimum delay between measurements is 50ms. 100ms is fine:
time.sleep(0.1)

# Send a probe signal to the sensor. Signal should be 10 micro sec long.
GPIO.output(TRIG,1)
time.sleep(0.00001)
GPIO.output(TRIG,0)

while GPIO.input(ECHO) == 0:
pass
start = time.time()

while GPIO.input(ECHO) == 1:
pass stop = time.time()

# Print distance to object in santimeters. Sound speed = 340 m/s
print «Distance = «,(stop — start) * 17000,»sm»
print «start time = «, start
print «stop time = «, stop

GPIO.cleanup()

—————

$ cat 5_ultrasonic_distance_02_infinit-loop.py
import RPi.GPIO as GPIO
import time #GPIO.cleanup()

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
TRIG = 16
ECHO = 18

GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT, initial=0)
GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)

try:
while True:
# Minimum delay between measurements is 50ms. 100ms is fine:
time.sleep(0.1)

# Send a probe signal to the sensor. Signal should be 10 micro sec long.
GPIO.output(TRIG,1)
time.sleep(0.00001)
GPIO.output(TRIG,0)

while GPIO.input(ECHO) == 0:
pass start = time.time()

while GPIO.input(ECHO) == 1:
pass stop = time.time()

# Print distance to object in santimeters. Sound speed = 340 m/s
print «Distance = «,(stop — start) * 17000,»sm»
print «start time = «, start
print «stop time = «, stop

except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
———————-


Ultrasonic Sensor with the Raspberry Pi.
Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Речь пойдет о том, как «по-быстрому» сделать систему видеонаблюдения на Raspberry Pi, работающую «из коробки», а также о некоторых нюансах, которые могут возникать по ходу работы.

MotionEye — это веб интерфейс для motion. Его можно устанавливать как на Raspbian, так и без него, в качестве некой специализированной ОС. Я для себя выбрал второй вариант, поскольку больше плата ни для чего не будет использоваться. Скачать его можно здесь. Версия постоянно обновляется. Далее нужно просто распаковать образ на флешку с помощью одной из многочисленных программ.

При первом включении у меня она была подключена к роутеру, поэтому получила ip-адрес по dhcp. После авторизации (admin, пароль пустой) нужно добавить камеры, сверху есть такая кнопка. Подключенные камеры определяются сами, их нужно только выбрать в ниспадающем меню.

 

 

Самое главное — правильно все настроить, а чтобы сделать это с первого раза и «забыть», необходимо учитывать все нюансы.

Во вкладке Preferences находятся настройки отображения камер — в принципе, это не влияет напрямую на производительность. Я бы не выбирал большие значения для частоты обновления изображения и качества.

 

 

Далее — настройки сети. Беспроводные, проводные… Задаем ip — адрес, если нет dhcp. У меня здесь она подключается к ноутбуку.

 

 

Ftp сервер, Samba сервер, ssh сервер.

 

 

В экспертных настройках есть функция Network Link Watch — если она включена, то Raspberry будет постоянно перезагружаться, если возникнет дисконнект или проблема подключения к сети.

И если пропадет сеть, малина ничего писать не будет. Поэтому желательно отключить эту функцию, если подключение Raspberry к сети некритично, или оно вовсе отсутствует.

Здесь о данном нюансе написано в первом абзаце.

Connectivity Watch будет всего лишь пытаться подключиться, это своего рода сторожевой пес.

Я его тоже отключил, т.к. подключения к сети пока нет.  

Естественно, придется каждый раз перезагружаться, после того как будет вставлен сетевой провод.

 

 

Video Device.

На мой взгляд, настройки яркости/контрастности лучше не трогать, а задействовать автоматическую подстройку. Тем более что и последняя, почему-то, работает не на всех камерах.

Разрешение лучше ставить то, на какое рассчитана сама камера. 

С разрешением есть один неочевидный нюанс. От него, оказывается, зависит режим работы детектора движения. Он же обрабатывает некий процент от изображения, поэтому при изменении разрешения изменится и чувствительность детектора. Это как раз то, что я не встречал в мануалах, но сильно на этом погорел и потратил кучу времени.

Частота — минимум 2 кадра в сек. Я столько и поставил, больше нет смысла.

В Extra Motion Options можно писать любые функции движка motion.

У меня, например, одна подключенная камера старого типа давала очень темную картинку, даже днем. Выяснилось, что нужно задать частоту питающей линии (фильтр сетевых помех).

За это отвечает функция power_line_frequency. Можно задать параметры 50 Гц, 60 Гц, Авто, Отключить фильтр и Не изменять настройки устройства, для каждого параметра свое значение -1,0,1,2,3.

Соответственно, я написал в этом окне «power_line_frequency 1» и картинка сразу стала нормальной.

В том же мануале есть описания всех функций конфигурационного файла. 

 

 

Можно выбрать любую папку для хранения видео и изображений, либо сетевое хранилище.

 

 

 

 

Текст, налагаемый на изображение

 

 

Video Streaming. Ну тут все понятно. Снизу ссылки, по которым можно открыть камеры.

 

 

Сохранение изображений. По движению или по интервалу времени. Время хранения файлов можно задать.

 

 

То же самое с видео.

 

 

 

Теперь самое интересное — детектор движения. Frame Change Threshold — минимальный фрагмент площади изображения, при изменении которого будет зафиксировано движение. Чем меньше, тем больше чувствительность.

К тому же, как я писал выше, размер этого участка будет зависеть и от разрешения. 

Необходимо подобрать значение, при котором ложных сработок будет меньше, но чтобы и не упустить возможное движение. Практика показывает, что в данном случае сделать это практически невозможно, т.к. ложные сработки здесь будут всегда из-за того, что площадь той же травы на экране больше, чем площадь человека.

Motion Gap — время, отсчитываемое после окончания фактического движения, в течении которого motion будет считать, что движение все еще идет.

Далее — сколько кадров «до» и «после» следует записывать.

Далее — интересный параметр — минимальное количество кадров, в которых должно быть изменение картинки, чтобы motion счел это движением. Соответствующее время движения зависит от частоты стримминга в Video Device. Для большой частоты 6 кадров — это нет ничто, но у меня 2 кадра в сек.

 

 

Маска.

 

 

Ну тут дальше — можно отправлять Email, запускать команду, Web запрос.

 

 

Расписание, по которому система работает или не работает.

 

 

 

Если нажать на кнопку |> на рамке камеры, откроется «проводник» записанных видео. У меня тут 1970 год, т.к. сети нет.

 

 

Изображение с камеры на отдельной вкладке. Цвета немного странные, т.к. камера видит в инфракрасном спектре (я вытащил ИК фильтр).

 

  

Добавить комментарий

Закрыть меню