Raspberry Pi Board Camera V1.3

ultimo aggiornamento 9 dicembre 2018


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Indice

Descrizione

Sino dal lancio della scheda Raspberry Pi è presente un connettore, siglato S5, per la connessione di una telecamera con l'unità di elaborazione grafica, GPU (Graphics Processing Unit) presente all’interno del processore BCM2835: si tratta di un VideoCore tecnologia IV che consente applicazioni come riproduzione multimediali, trattamento d’immagini, riprese video, visione streaming, grafica e giochi 3D.

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Unofficial guide to getting up
and running with the Raspberry Pi Camera

La connessione utilizza il protocollo CSI - 2 che è uno standard utilizzato nella maggior parte dei cellulari.
La connessione è estremamente veloce permettendo alla Raspberry Pi di inviare immagini a 1080p di dimensioni (1920x1080 x10bpp ) a 30 fotogrammi al secondo, o con risoluzione inferiore a frame rate più elevati.

Dopo la realizzazione di alcuni prototipi e, a seguito delle primi test di Compatibilità elettromagnetica (EMC ), si procedeva ad alcune modifiche al circuito approdando infine alla versione che è ora in vendita. Il circuito attuale riporta il numero di revisione 1.3.

Installiamo la camera board sulla Raspberry Pi

L'articolo "Installiamo la camera board sulla Raspberry Pi" è stato pubblicato il 6 novembre 2013 sul blog Elettronica Open Source"

Si sta sempre più diffondendo l’utilizzo della piccola scheda embedded Raspberry Pi e si moltiplicano le applicazioni che la vedono protagonista. In questo articolo, analizzeremo la Raspberry Pi Camera che permette alla Raspberry Pi di scattare foto sino a una risoluzione di 2592 x 1944, di realizzare dei video a una risoluzione massima di 1920 x 1080 x 10bpp a 30 fps, oppure con risoluzione inferiore sino a 90 fps.

PDF articolo "Installiamo la camera board sulla Raspberry Pi"

Caratteristiche

La camera board misura 25X20x9 mm e pesa solo 3 grammi.

Questo lo rende ideale per progetti come telecamere di sicurezza nascoste, esperimenti con palloni sonda ad alta quota, oppure come macchina fotografica a bordo di un robot.
La fotocamera è pienamente supportata dalla più recente versione del sistema operativo di Raspberry Pi, il Raspbian.

Il sensore d’immagine montato sul modulo è il modello OV5647 della OmniVision da 5 megapixel CMOS con una lente a fuoco fisso, e presenta le seguenti caratteristiche:

La camera board è in grado di catturare le immagini così come il video ad alta definizione. Le fotografie vengono catturate ad una risoluzione di 2592 x 1944, mentre il video è supportato a 1080p a 30 fps, 720p a 60 FPS e VGA 640x480 a 60 o 90 FPS.

Installazione del driver

Purtroppo la camera board non è "plug and play" e occorre eseguire alcuni passaggi preparatori prima di poter essere utilizzata con il Raspberry Pi.
Quelli che seguono sono i passi che ho utilizzato, ma in rete se ne possono trovare altri.
Il presupposto è quello di disporre di una versione del sistema operativo Raspbian "Wheezy" che eventualmente può essere scaricato a questo link: http://www.raspberrypi.org/downloads e installato su una scheda SD che sia di almeno 4 GB di capacità.
Dopo l’avvio, se non appare la pagina di configurazione, si potrà digitare il comando:
pi@raspberrypi ~ $ sudo raspi-config

Apparso il menu ci sono due opzioni che bisogna impostare prima di iniziare l'installazione del software della fotocamera:
1 . Espandere il file system per riempire la scheda SD.

L’avvenuta espansione sarà confermata al successivo riavvio.

2 . Impostare la memoria divisa di destinare 128 Mbyte alla GPU.

3. Una volta completato l’operazione, occorrerà selezionare <Finish> e quindi selezionare Yes alla richiesta “Would you like to reboot now?” per riavviare la scheda Raspberry Pi

Nel caso aveste già una versione del sistema operativo, conviene verificare la presenza di qualche aggiornamento, per fare questo si digiterà il comando:
pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get update

Quindi si proseguirà con il comando:
pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get upgrade –y

L'aggiornamento potrebbe richiedere alcuni minuti per completarsi.
Il prossimo passo sarà quello di aggiornare il firmware del Raspberry Pi,permettendo di installare tutti i driver necessari per eseguire il modulo telecamera.
I passi sono:

1 . L'installazione del pacchetto git-core:
pi@raspberrypi ~ $ sudo apt- get install git-core –y

2 . Scarica il ' RPI -update ' script
pi @ raspberrypi ~ $ sudo wget http://goo.gl/1BOfJ -O / usr / bin / RPI -update

3 . Cambiare i permessi in scrittura del ' RPI - update' in modo da poter eseguire
pi @ raspberrypi ~ $ sudo chmod +x / usr / bin / rpi –update

4 . Esegui script ' RPI - update' di aggiornare il firmware del Raspberry Pi
pi @ raspberrypi ~ $ sudo rpi-update

( Questo richiederà diversi minuti per essere completato)

Aggiornamento file config.txt

Occorre ora aggiornare il file di configurazione caricato all’avvio del sistema operativo; per fare questo si può utilizzare il seguente comando:
pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /boot/config.txt


 

Che aprirà tramite un semplice elaboratore di testi il file config.txt; in questo file dovremo aggiungere le seguenti due righe alla fine del file :
start_file = start_x.elf
fixup_file = fixup_x.dat

Inoltre assicuratevi che la seguente riga sia presente all'interno del file (questa linea dovrebbe essere stata aggiunta quando l' allocazione della memoria della GPU è stato fissato a 128 mega) . Se così non fosse aggiungere la seguente riga alla fine del file :
gpu_mem = 128
A questo punto l’installazione per il software della fotocamera può dirsi completato.
Possiamo arrestare il sistema e passare al collegamento fisico del modulo
pi@raspberrypi ~ $ sudo shutdwn -h now

Come si collega il modulo

Passiamo ora ad installare fisicamente il modulo, la confezione in cui è contenuta la telecamera contiene al suo interno una busta antistatica, in quanto come molti altri componenti elettronici sono molto sensibili all’elettricità statica.
Per questo motivo conviene maneggiare la scheda possibilmente dopo aver scaricato a terra eventuali cariche, magari toccando il rubinetto di un lavello o un termosifone
La telecamera è già dotata di un cavo a nastro già connesso al connettore della telecamera.

Il collegamento è molto semplice in quanto si limita alla connessione del cavo piatto al connettore posto in prossimità di quello RJ45

Se è ancora presente occorrerà rimuovere una piccola pellicola che protegge il connettore.
A questo punto, rivolgendo il lato del cavo colorato di blu verso la il connettore ethernet, si dovrà inserire completamente il cavo a nastro nello slot, assicurandosi che sia dritto, premendo delicatamente verso il basso sino ad agganciarlo in posizione.
Sotto il video che mostra visivamente come effettuare le connessioni.

 

E’ possibile eventualmente realizzarsi un proprio supporto per mantenere in posizione il modulo camera,oppure acquistarne uno, che può essere trovato in rete.

Utilizzo del software della fotocamera

Una volta che il computer Raspberry Pi è stato riavviato, è possibile accedere al software della fotocamera per scattare fotografie o registrare video.
Per l’elenco dei vari comandi disponibili è presente l'aiuto in linea che mostra tutte le varie opzioni disponibili: per richiamarlo è sufficiente digitare il comando senza opzioni.
pi@raspberrypi ~ $ raspistill

oppurepi@raspberrypi ~ $ raspivid

Potete ora provare ad effettuare una semplice fotografia (risoluzione 2592x1944) tramite il comando, durante le operazioni saranno mostrate delle informazioni sulle caratteristiche dell’immagine.
pi@raspberrypi ~ $ raspistill -v –o test.jpg


 

Durante l’operazione, il piccolo led rosso presente sulla scheda, si accenderà segnalando il suo funzionamento: assicurarsi che il suo orientamento sia in alto, con cavo in basso, in caso contrario l’immagina apparirà invertita.
Per registrare un filmato, considerando che conterrà solo immagini video HD senza audio occorre digitare
pi@raspberrypi ~ $ raspivid –o video.h264

viene creato un filmato della lunghezza di 5 secondi con una risoluzione di 1920x1080.
Un’altra possibilità data dal programma è quella di scattare delle foto in sequenza, per esempio se digitiamo questo comando
pi@raspberrypi ~ $ raspistill -o immagine_%04d.jpg -tl 5000 -t 60000

Viene scattata una foto ogni 5 secondi (5000 millisecondi) per 1 minuto (60000 millisecondi) creando una sequenza di 12 immagini.
Il comando "% 04d" si tradurrà in un numero di quattro cifre che appare in ogni nome del file.

immagine_0001.jpg
immagine _0002.jpg
...
immagine _0011.jpg
immagine _0012.jpg

E’ possibile a questo punto creare una sequenza di immagini unendole con uno specifico programma.
Un esempio può essere utilizzato "avconv". che è un convertitore di sorgenti audio/video ma che può anche convertire tra frequenze di campionamento arbitrarie e ridimensionare il video al volo con un filtro polifase di alta qualità.
Maggiori informazioni al link https://libav.org/index.html

È’ possibile installare questa utile libreria con il seguente comando:
pi@raspberrypi ~ $ sudo apt-get -y install Libav-tools

Per costruire il file video dalla sequenza con delle immagini con una risoluzione di 1280 × 720 si può utilizzare il comando seguente che crea un filmato “timelapse” di formato mp4:
pi@raspberrypi ~ $ avconv -r 10 -i immagini_%04d.jpg -r 10 -vcodec libx264 -crf 20 -g 15 -vf crop=2592:1458,scale=1280:720 timelapse.mp4

Anche in questo caso è possibile avere l’help del programma digitando il comando
pi@raspberrypi ~ $ avconv -h

 
Elenco revisioni
09/12/2018 Aggiornato pagina
01/08/2013 Emissione preliminare