Raspberry Pi Stop-Motion -animaatiolaite: 16 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Seuraa lisää kirjoittajalta: Wonderful Idea Company

Tietoja: Wonderful Idea Company on suunnittelustudio taiteeseen, tieteeseen ja tekniikkaan liittyvien ideoiden leikkisään etsimiseen Lisätietoja Wonderideideasta »

Stop-motion-animaatio on tekniikka, jossa esineitä käsitellään fyysisesti ja valokuvataan kehyksestä toiseen luodakseen illuusion liikkuvasta kuvasta.

Pieni stop-motion-animaatiomme näyttely on tehty Raspberry Pi: llä, joka on "pieni ja edullinen tietokone, jonka avulla voit oppia ohjelmointia hauskojen, käytännöllisten projektien kautta".

Laite käyttää Raspberry Pi: tä, pi-kameraa ja viittä yksinkertaista syöttökomentoa loputtomien tarinankerronnan mahdollisuuksien luomiseen. Se voidaan liittää mihin tahansa näyttöön tai projektoriin, ja oppijat voivat työskennellä itsenäisesti tai tehdä yhteistyötä pareittain animaatioiden luomiseksi.

Tätä työkalua voidaan käyttää avoimeen etsintään kotona tai sisällyttää oppitunneille syventää ja vahvistaa oppimista. Käyttäjät voivat luoda omia hahmojaan, jotka voidaan lisätä historian oppituntiin, taideprojektiin tai mikroskooppiseen maailmaan, käyttämällä stop-motion-animaatiota ja yksinkertaisia, jokapäiväisiä materiaaleja kertomaan tarina tai havainnollistamaan ymmärrystään tieteellisistä käsitteistä leikkisällä ja kiinnostavalla tavalla.

Tämä opas on edelleen karkea luonnos! Jatkamme työskentelyä kehittääksemme tämän leikkisän etsintätyökalun, jotta sitä voidaan käyttää museoissa, luokkahuoneissa, valmistajien tiloissa ja keittiön pöydässä. Voit vapaasti sekoittaa animaatioaseman ja kertoa meille, mitä keksit kokeillessasi. Tarkista päivitykset, kun tarkennamme laitteiston ja ohjelmiston suunnittelua.

Vaihe 1: Kerää materiaalit (elektroniikka)

Jos haluat rakentaa yksinkertaisimman animaatioaseman (jota ohjataan näppäimistöllä), saat vain seuraavat materiaalit (siirry sitten vaiheeseen 10):

Raspberry Pi 3 Täydellinen aloituspakkaus Canakitilta, joka sisältää Raspberry Pi 3: n (sisältää 5V 2,5A virtalähteen, vadelma Pi 3 -kotelon, HDMI -kaapelin, 32 Gt: n MicroSD -kortin (esiladattu NOOBS: llä), 2x jäähdytyselementit Täysikokoinen leipälevy, uros -uros kaapelit)

Näppäimistö ja hiiri (usb tai langaton)

HDMI -yhteensopiva näyttö

Raspberry Pi -kameramoduuli V2

Adafruit 2 metrin flex -kaapeli Raspberry Pi -kameralle

Adafruit Pi -kamerakotelo

Näitä elektronisia komponentteja (yhdessä rakennusmateriaalien kanssa) tarvitaan kestävämmän näyttelymaisen aseman rakentamiseen

Viisi arcade -painiketta Punainen, valkoinen, vihreä, sininen ja keltainen

Gikfun -pöytälevy

Kierretty lanka

Canakit Breakout -levy ja GPIO -kaapeli

Hetkellinen kytkin (normaalisti auki)

5v tietokoneen tuuletin

Vaihe 2: Kerää puu, laitteisto ja työkalut

Kerää puu laatikolle:

• 1/4 "vaneria, 12" 17"
• 1/4 "vaneria, 13" 18"
• 1/2 "vaneri, 4" x 8"
• 1x2 yhteinen mäntylauta, 4 'pituus
• 1x1 yhteinen mäntylauta, 4 'pituus

Kerää seuraavat laitteet:

• brad -kynnet, 3/4 "pituus
• 1/4-20 koneruuvi, pituus 1 3/4"
• 1/4-20 kierreterää
• 1/4-20 t-pähkinöitä
• 1/4 aluslevyä
• 1/4-20 siipimutteri
• 4-40 ruuvia, 3/4 "pituus
• 4-40 pähkinää

Tarvitset myös seuraavat työkalut:

• Pöytäsaha, vierityssaha ja/tai japanilainen käsisaha
• Akkuporakone
• Poranterien ja poranterien sarja (sisältää halkaisijaltaan 3/4 "ja 1" forstner -terän)
• Brad -naulaaja
• Philips pään ruuvimeisseli
• Juotin ja juote
• Langanleikkuri ja langanpoistaja
• Vasara tai vasara
• Puuliima
• 2 pikakiinnitintä (vähintään 18 tuumaa)

Vaihe 3: Rakenna laatikon pohja

Leikkaa 1/4 "vanerilevy. 12" x 17 "pala on laatikon pohja ja 13" x 18 "pala on yläosa.

Leikkaa 1/2 "vaneri 4" nauhoiksi laatikon sivujen muodostamiseksi. Leikkaa kaksi niistä 12 "pituisiksi ja kaksi 18" pituisiksi.

Ota yksi 18 tuuman kappaleista (tämä on laatikon takaosa) ja leikkaa reikiä pistokkeelle ja kaapeleille

• 1/2 "reikä tappokytkimelle
• kaksi 1/4 "reikää varren kiinnitystä varten
• 3/4 "reikä tuulettimelle
• 3/4 "x 1/2" suorakulmio hdmi -kaapelille
• 1/4 "hiiren reikä virtajohdolle.

Suihkuta puuliimaa sivukappaleiden pohjaan ja liitä sivut pohjaan puristimilla. Kiinnitä sitten sivut pohjaan Brad-naulaimella ja aseta kynnet noin 2-3 tuuman välein.

Kiinnitä etu- ja takaosat liimalla ja nauloilla samalla tavalla. Kierrä virtajohdon johto ensin hiiren reiän läpi.

Tämän vaiheen lopussa laatikon pohjalla on oltava neljä sivua ja virtajohto, joka kulkee laatikon takana olevan reiän läpi.

Vaihe 4: Rakenna laatikon yläosa

Hanki 13 x 18 "1/4" vaneria, jota käytetään laatikon yläosan valmistamiseen.

Käytä poraa, jossa on 1 "forstner -terä, ja tee viiden suuren reiän rivi, jotka ovat noin 1": n päässä kannen oikealta puolelta arcade -painikkeita varten. Niiden tulisi olla suunnilleen tasavälein, mutta voit jättää ylimääräisen tilan yläreiän ja neljän muun reiän väliin, jotta poistovideo voidaan erottaa muista painikkeista.

Leikkaa kaksi 1,5 "pitkää kappaletta pois 1x2 -levyltä ja poraa halkaisijaltaan 5/16" reikä jokaisen keskelle. Käytä 3/4 "forster -terää tehdäksesi upotettu reikä, joka on linjassa 5/16" reiän kanssa. Pujota t-mutteri reiän läpi ja pakota t-mutteri ruuvia vasten kappaletta vasten. Katso tästä videosta yleiskatsaus t-muttereiden kiinnitysprosessista.

Kiinnitä lohkot levylle keskelle 1/2 kummaltakin puolelta upotettu reikä kohti keskustaa puuliimalla ja naulalla

Leikkaa 3 "pitkä pala 1x2: sta ja kiinnitä levyn yläosaan 1/2" ylhäältä

Leikkaa 1/4 "1" soikea rako levyn yläosaan lähelle 3 "lohkon sijaintia. Voit tehdä tämän poraamalla kaksi 1/4" reikää laatikon yläosaan ja kiertämällä sitten terän rullasahasta reiän läpi. Katso tästä opetusvideosta prosessin esittely.

Vaihe 5: Tee kameran varsi

Tämä kameran varsi on taitettava ja irrotettava, mikä helpottaa animaatioaseman tallentamista. Se on myös todella monimutkainen tehdä. Voit säätää tämän vaiheen tarpeidesi ja puuntyöstökokemuksesi mukaan. Vaiheen lopussa tavoitteena on saada kamera aseman keskikohdan yläpuolelle.

Leikkaa 5 "pitkä kappale pois 1x1 levyltä ja poraa kolme 1/4" reikää (yksi 1/2 "ylhäältä) ja kaksi muuta vastaamaan laatikon takana olevia 1/4" reikiä

Katkaise 11 "ja 13" pala 1x1 levyltä

Leikkaa poralla ja vieritysahalla kameran langan ja porausreikien urat tämän vaiheen oheisten kuvien mukaisesti. Käytä rullasahaa ja poratekniikkaa leikkaamaan käsivarsien lovet. Testaa käyrät varmistaaksesi, että ne voivat toimia kääntöpisteenä.

Leikkaa 2,5 tuuman pitkä pala 1x2 -levyltä kameralohkoa varten

Piirrä kuvio kuvien mukaisesti, jotta kameralohko voi kääntyä ja tasainen tila pi -kameran kiinnittämiseksi.

Käytä 1/4-20 pannupään ruuveja, aluslevyjä ja siipimuttereita pienen lohkon liittämiseen laatikon takaosaan Kytke lyhyet (11 ") ja pitkät (13") varret yhteen 1/4-20 pultilla, aluslevyllä ja siipimutterit. Kiinnitä kameralohko lyhyen varren yläosan kaarevaan loveen. Kiinnitä varsirakenne lyhyen lohkon viimeiseen reikään 1/4-20 pultilla, aluslaatalla ja kuusiomutterilla.

Vaihe 6: Valmista painikkeet ja Raspberry Pi

Leikkaa värillinen lanka, kuori toinen pää ja kiedo sitten pää COM- ja NC -liittimien (normaalisti kiinni) metallikielekkeen ympärille. Käytä juotosrautaa juottamaan johdot kytkimen johtoihin. Toista toisilla neljällä painikkeella (käyttämällä sopivaa värillistä lankaa).

Leikkaa musta johto pituudeksi ja juota se metallikytkimen liittimiin.

Laita vadelma pi muovikoteloon

Lisää muistikortti, johon on asennettu NOOB: t

Kytke kanakit-kaapeli rasberry pi -laitteeseen (tarkista ylimääräiset kaksi kertaa ja varmista, että PIN 1 -ilmaisin on Pi: n kulmassa. Jos sinulla on harmaa kaapeli, sen luultavasti punainen raita, mustille kaapeleille valkoinen raita. nasta ei saa olla television liittimen vieressä. Käännä ympäri tai kierrä kaapelia, kunnes se on oikeassa asennossa)

Vaihe 7: Juottaa elektroniikka Protoboardiin

Paina GPIO -kaapelin katkaisulaudan puolta gik -esilevyllä tämän vaiheen liitteenä olevan kuvan mukaisesti. Käännä levy ympäri ja juota GPIO -kortti varovasti paikalleen lisäämällä hieman juotosta jokaiseen nastaan.

Kytke yksi johdin kustakin arcade -painikkeesta Gik -korttiin nastanumeroihin 2, 3, 4, 5, 6 seuraavassa järjestyksessä.

Tyhjennä (vaaleanpunainen/punainen lanka) nasta 2, myös SDA)

Toista (vihreä johto), nasta 3 on myös merkitty SCL: ksi

Kumoa (sininen lanka) nasta 4

Ota kuva (keltainen lanka) nasta 5

Tallenna (valkoinen lanka) nasta 6

Ota johdot kunkin painikkeen toiselta puolelta ja liitä ne gik -proto -levyn negatiiviseen sarakkeeseen (järjestyksellä ei ole väliä, kunhan ne ovat sarakkeessa).

Kytke yksi hetkelliskytkimen (musta johto) johdoista nastan 13 rivi ja toinen negatiiviseen sarakkeeseen.

Kytke minituulettimen johdot leipälevyn 5V + ja - -osaan

Vaihe 8: Kiinnitä kytkimet ja tuuletin laatikkoon

Kiinnitä arcade -painikkeet laatikon yläosaan kiertämällä painikkeiden kytkinosa irti, irrottamalla musta muovimutteri, painamalla painiketta reiän läpi, kiristämällä mutteri ja kytkemällä kytkin uudelleen. Tee tämä kaikille viidelle painikkeelle punaisen, valkoisen, vihreän sinisen ja keltaisen ylhäältä alas järjestyksessä.

Voit halutessasi merkitä painikkeet joko paperilla muovikappaleen yläosassa tai kirjoittamalla painikkeen sivulle.

Kiinnitä tappokytkin laatikon takaosaan samalla tavalla, niin että mäntä osoittaa laatikon takaosaan.

Kohdista minituuletin laatikon takana olevan 3/4 reiän päälle. Merkitse reiät ja poraa ohjausreiät potkurin paikalle. Kiinnitä tuuletin 4-40 ruuvilla ja pultilla laatikko.

Vaihe 9: Kiinnitä kamera asemaan

Tee kaksi ohjausreikää varren yläosaan olevaan kameralaatikkoon ja ruuvaa muovikotelo kiinni 4-40 pultilla ja mutterilla (muista poistaa vaahtomuovi ensin)

Kiinnitä flex -kaapeli Raspberry Pi -laitteeseen. Pujota kaapeli laatikon yläosan aukon läpi varren aukkojen läpi ja kiinnitä sitten kameraan. Aseta kamera kotelon sisään ja aseta varsi laatikon päälle.

Vaihe 10: Liitä Raspberry Pi ja kytke kaapelit

Liitä Raspberry Pi -kotelo laatikon pohjaan kaksinkertaisella tikulla tai ruuveilla. Kiinnitä protoboard ja muut osat laatikon pohjaan ruuveilla tai kaksoisnauhalla. Voit halutessasi lisätä p-hihnoja lankoihin, jotta kaikki olisi siistimpää.

Liitä virtajohto ja HDMI -kaapeli Raspberry Pi -laitteeseen

Liitä hiiri ja näppäimistö Raspberry Pi -laitteeseen (jos käytät bluetooth -näppäimistöä, seuraa yhteyden muodostamisohjeita).

Liitä Raspberry Pi näyttöön HDMI -kaapelilla.

Vaihe 11: Määritä Raspberry Pi ja kamera

Seuraa Canakitin pika -aloitusopasta saadaksesi Rasperry Pi -laitteesi toimintaan.

Kun olet tarkistanut, että Raspberry Pi -ohjelmistosi on ajan tasalla, avaa pääte ja kirjoita:

sudo apt-get päivitys

sudo apt-get päivitys

Asenna ffmpeg, omxplayer, python ja pygame Raspberry Pi -laitteeseen kirjoittamalla nämä komennot terminaaliin

sudo apt-get install ffmpeg

sudo apt-get install omxplayer

sudo apt-get install python

sudo apt-get install python3-pygame

Ota kamera käyttöön kirjoittamalla päätelaitteeseen:

sudo raspi-config

Uusi ikkuna avautuu, siirry nuolinäppäimillä kamera -asetukseen ja valitse 'käyttöön'. Poistuessaan se pyytää uudelleenkäynnistystä. Käynnistä Raspberry Pi uudelleen.

Vaihe 12: Lataa WICO -animaatio -ohjelmisto

Mene osoitteeseen

Lataa arkiston zip -tiedosto Raspberry Pi -laitteeseen napsauttamalla vihreää painiketta. Avaa zip -tiedosto ja vedä kansio työpöydällesi. Nimeä kansio stop_motion uudelleen

Voit tehdä elokuvan avaamalla päätelaitteen ja siirtymällä stop motion -kansioon kirjoittamalla:

Cd ~/Desktop/stop_motion

Ja sitten kirjoita

python3 src/run.py

Vaihe 13: Tee ensimmäinen elokuva

Kun avaat animaatio -ohjelman ensimmäisen kerran, näet tervetulonäytön. Kun painat mitä tahansa painiketta (tai näppäintä), se lähettää sinut animaatioympäristöön.

Elokuvan luomiseksi voit käyttää asemaa seuraavilla komennoilla:

Ota kuva - keltainen "kamera" -painike tai Enter -näppäin

Poista kehys - sininen "kumoa" -painike tai askelpalautin

Toista elokuvasi - vihreä toistopainike tai välilyönti

Poista elokuva ikuisesti - vaaleanpunainen roskakori -painike tai poistonäppäin

Tallenna elokuva - valkoinen painike tai "s" -näppäin

Kun painat painiketta, näet animaatiosi silmukassa ja sen, missä se on tallennettu vadelmapi: lle. Voit myös ottaa videon luomuksestasi.

Tallennuspainikkeen painamisen jälkeen et voi palata elokuvan muokkaamiseen. Kun olet valmis aloittamaan uuden animaation, paina mitä tahansa näppäintä tai painiketta ja palaat aloitusnäyttöön.

Kun haluat poistua ohjelmasta, voit käyttää pakettikytkintä, joka on piilotettu laatikon oikeaan takakulmaan, tai paina ecsape -näppäintä. Voit luoda, tallentaa ja poistaa niin monta elokuvaa kuin haluat istunnon aikana. Kun olet valmis, sulje animaatio -ohjelma ja palaa raspberry pi -työpöydälle painamalla poistumispainiketta (hetkellinen kytkin).

Vaihe 14: Elokuvien toistaminen, tallentaminen ja poistaminen

Tallennetun elokuvan toistaminen

Huomautus: elokuvien käsittely kestää jonkin aikaa, joten sinun on ehkä odotettava istunnon tai päivän loppuun asti, jotta elokuvat voidaan toistaa rasberry pi

Avaa stop_motion -kansio työpöydällä ja avaa sitten elokuviksi merkitty tiedosto löytääksesi elokuvasi Avaa pääteikkuna ja kirjoita

cd Desktop/stop_motion/elokuvat

Paina enter ja kirjoita omxplayer [elokuvasi tiedostonimi]

(Esimerkiksi) omxplayer 00_08_34.mp4

Toista elokuva painamalla Enter

Jos ei pelannut! Älä huoli, anna sille enemmän aikaa elokuvan käsittelyyn ja yritä myöhemmin uudelleen.

Lataa elokuvasi

Voi olla hyödyllistä tallentaa elokuvat Google -asemaan, jotta voit katsella ja käsitellä niitä toisella koneella. Voit tehdä tämän avaamalla verkkoselaimen, siirtymällä Google -asemaan, luomalla uuden kansion animaatioillesi ja vetämällä ja pudottamalla elokuvasi Raspberry Pi -laitteen elokuvakansiosta uuteen Google -asema -kansioon. Kun ne on ladattu ja käsitelty, voit pelata verkossa napsauttamalla!

Poista elokuvia

Olemme laskeneet, että sinun pitäisi mahtua noin 32 000 elokuvaa Pi: n SD -kortille, jos käytät näyttelyä koulussa, kirjastossa tai museossa. Jos kuitenkin haluat poistaa elokuvia sen jälkeen, kun olet ladannut ne Googleen (tai muuhun verkkotallennustilaan), voit seurata näitä ohjeita.

Avaa stop_motion -kansio työpöydällä ja avaa sitten tiedosto, johon on merkitty elokuvat Valitse kaikki elokuvat ja vedä ne roskakoriin. Tyhjennä roskakori.

Sammuta Pi

Raspberry Pi on hieman hauras, joten varmista, että suljet sen turvallisesti, kun olet valmis. Jos haluat tehdä sen oikein, napsauta vadelma -kuvaketta työpöydän vasemmassa yläkulmassa ja valitse Sammuta uudelleen sammutusasetusten valikosta

Vaihe 15: Pysäytä liikeanimaatio luokkahuoneessa tai museossa

Materiaalit Älä murehdi, kun etsit materiaaleja! Stop motion -elokuvan tekemiseen ei tarvita paljon - voit aloittaa vain käsilläsi. Tässä kuitenkin joitain materiaaleja, jotka soveltuvat hyvin tähän toimintaan ja johtavat yksityiskohtaisempiin tuotteisiin: Värilliset muodot Cardstock + brad-merkit (esivalmistetut tai opiskelijat voivat luoda omia) Teksti + ajatuskuplat, kohtauskuvaukset (laminoidut muodot ja nauhat), käytä kuivapyyhkeitä

Kuten monissa hankkeissa, käytettävissä olevien materiaalien rajoittaminen voi usein johtaa harkittuun luomiseen. Jos oppilaat haluavat kuitenkin tutustua muihin materiaaleihin, anna heidän mennä! Voit jopa asettaa aseman sivulle, jotta oppilaat voivat luoda omia rekvisiittaansa, hahmojaan ja maisemiaan.

Perustaa

Järjestä materiaalit aseman ympärille, jotta niihin pääsee helposti käsiksi ja näkyvyyttä, ja harkitse tavallisten pysäytysliikkeiden asettamista aseman ympärille, kuten”Varo käsiäsi!”. Kuten edellä mainittiin, lähellä voi olla myös erillinen asema rekvisiittaa varten.

Koko asema mahtuu yhdelle pöydälle, jonka ympärillä on rekvisiitta. On parasta, että edessä on 2 tuolia, jotta yksi henkilö voi tehdä elokuvan ja toinen katsella prosessia, tai yksi henkilö ohjaa, kun taas muut valokuvat.

Kehotukset

Pysäytysanimaatioita varten voimme antaa erilaisia opetustasoja, alkaen siitä, että annamme oppilaiden vain luoda elokuvia (perustavanlaatuisen taustan ja ohjeiden antamisen jälkeen) ja aloitamme kehotteella, kuten "tee video, jossa…..".

Jos haluat keskittyä ryhmätyötaitoihin, opiskelijat voivat luoda yhteistyövideoita. Tämä voi näyttää tältä: aivoriihi juoni ja vuorotellen liikkuvat rekvisiitta / kuvaaminen, kullekin henkilölle annetaan tietty määrä kuvia tai kullekin henkilölle on varattu 2 minuuttia asemalla luodakseen kohtauksensa suurempana elokuvana.

Vaihe 16: Siirry pidemmälle

Kun elokuvat on ladattu Google -asemille, voit jatkaa niiden laajentamista haluamallasi videonmuokkausohjelmistolla, kuten viimeisellä leikkauksella tai adobe -ensi -illalla. Opiskelijat voivat saada mahdollisuuden käyttää näitä työkaluja animaatioaseman korkeamman katon ja pidemmän sitoutumisen aikaansaamiseen. Joitakin alustavia ideoita lisäohjeisiin voivat sisältää videoiden yhdistäminen, ääniraitojen luominen tai tekstityksen kirjoittaminen (ja niiden lisääminen jälkituotantoon).

Teimme lyhyen idean ideoista animaatioaseman yhdistämisestä seuraavan sukupolven tiedestandardeihin (NGSS), jotka ovat myös täällä!

Ota meihin yhteyttä verkkosivustollamme (https://wonderfulidea.co/contact), jos sinulla on kysyttävää tai haluat jakaa koneesi version. Olemme innoissamme nähdessämme tämän suunnittelemisen näyttelyn eri suunnat, kun ihmiset rakentavat, remixittävät ja jakavat konseptin!

--- Prototyyppiaika ja tutkimus ja kehitys Lodestar Charter Schoolin oppilaiden kanssa Raspberry Pi Stop Motion Stationille tehtiin mahdolliseksi Cognizantin”Making the Future” -avustuksen anteliaalla tuella.