I progetti timelapse basati su schede Raspberry Pi sono numerosi, ben documentati e replicabili. Perchè quindi creare l’ennesimo progetto camera timelapse?

La mia esigenza è quella di creare un sistema che scatta delle fotografia ad intervalli regolari, ma con la possibilità di registrarle in modo circolare. Cosa significa registrazione circolare?
Il classico timelapse esegue un numero continuo di scatti. Il timelapse circolare invece, dopo aver raggiunto un numero massimo di scatti continua la sequenza di registrazione sovrascrivendo le foto meno recenti.

Questo sistema ha il vantaggio di non andare mai a saturare la memoria e quindi si adatta in tutte quelle situazioni in cui non possiamo andare spesso a scaricare le fotografie.

Infatti questo sistema è utile quando viene installato in zone remote e quando non abbiamo la certezza di andare a scaricare le foro in maniera regolare avendo la certezza che la registrazione saturerà la memoria del Raspberry.

Nel dispositivo che ho realizzato ho inserito anche una serie di pulsanti in modo da avere un sistema gestire il software senza usare l’interfaccia grafica.

Lo scarico dei dati avviene utilizzando dei pulsanti che permettono di stoppare il timelapse, trasferire i files sulla pen drive e riprendere il ciclo di funzionamento.

Nella figura seguente è possibile osservare lo schema elettrico.

I quattro ingressi del Raspberry sono normalmente bassi (resistenze da 10k collegate a massa), premendo un pulsante porteremmo la 3.3Vdc sul pin di ingresso. I due led invece servono per avere delle indicazioni luminose sull’operazione che il software sta eseguendo.

Il codice scritto in Python permette di acquisisce e memorizzare le foto, gestisce i pulsanti i led e scaricare le foto sulla pen drive.

from picamera import PiCamera
from os import system
import shutil
import time
import RPi.GPIO as GPIO
import os.path
import os

src_folder = "/home/pi/PythonProject/tl_pics/"
dest_folder = "/media/pi/logicapro/foto"

StartTL = True
AutoStart = True

i = 0
loop = False
newloop = False

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setup(19, GPIO.IN)
GPIO.setup(26, GPIO.IN)
GPIO.setup(4, GPIO.IN)
GPIO.setup(17, GPIO.IN)

GPIO.setup(27, GPIO.OUT)
GPIO.setup(22, GPIO.OUT)

#led rosso on giallo off
GPIO.output(27, GPIO.HIGH)
GPIO.output(22, GPIO.LOW)

camera = PiCamera()
camera.resolution= (1024,768)

pics_id = open('/home/pi/PythonProject/PicsIndex.dat')
i = int(pics_id.read())
pics_id.close()

if (i>0):
    loop=True

def StopTL(channel):
    global StartTL
    global AutoStart
        
    print("STOP TL")
    
    if StartTL == True:
        StartTL = False
        AutoStart = False
        print ("StartTL =", StartTL)
        print ("AutoStart =", AutoStart)
        GPIO.output(27, GPIO.HIGH)        
        time.sleep(1)    
        
            
def RunTL(channel):
    global StartTL
    global AutoStart
    
    print("START TL")
    
    if StartTL == False:
        StartTL = True
        AutoStart = True
        print ("StartTL =", StartTL)
        print ("AutoStart =", AutoStart)
        pics_id = open('/home/pi/PythonProject/PicsIndex.dat')
        i = int(pics_id.read())
        print ("RunTL i =", i)
        pics_id.close()
        GPIO.output(27, GPIO.LOW)
        GPIO.output(22, GPIO.LOW)        
        time.sleep(1)

GPIO.add_event_detect(17, GPIO.RISING, callback=StopTL, bouncetime=500)
GPIO.add_event_detect(4, GPIO.RISING, callback=RunTL, bouncetime=500)

while True:
    
    #primo pulsante
    if AutoStart == True:
        #start timelapse       
        while (StartTL):
            i += 1
            #print (i)
            if loop==True:
                #print ("i=", i)
                
                try:
                    t = time.localtime()
                    anno = str(t[0])
                    mese = str(t[1])
                    giorno = str(t[3])
                    #print(giorno + "-" + mese + "-" + anno)
                    #se esiste il file lo cancello
                    if (os.path.isfile('/home/pi/PythonProject/tl_pics/image{0:05d}.jpg'.format(i)) == True):
                        print("elimino file esistente ".format(i))
                        os.remove('/home/pi/PythonProject/tl_pics/image{0:05d}.jpg'.format(i))
                    
                    print("Eseguo shot " + str(i))
                    camera.capture('/home/pi/PythonProject/tl_pics/image{0:05d}.jpg'.format(i))
                    time.sleep(0.7)
                    GPIO.output(27, GPIO.HIGH)
                    time.sleep(0.3)
                    GPIO.output(27, GPIO.LOW)
                    #time.sleep(60)
                    pics_id = open('/home/pi/PythonProject/PicsIndex.dat', 'w')
                    pics_id.write(str(i))
                    pics_id.close()
                    print("pic_shot = " + str(i))
                except (e):
                    print("Errore shot " + str(i))
                    f = open('/home/pi/PythonProject/Error.txt', 'a')
                    f.write("Errore shot file " + str(e) + " ")
                    f.write(str(i) + "\n")
                    f.close()
                except:
                    print("Errore generico shot " + str(i))
                    f = open('/home/pi/PythonProject/Error.txt', 'a')
                    f.write("Errore shot file " + str(i) + " \n")
                    f.close()
            
                fc = open('/home/pi/PythonProject/CopyLog.txt', 'a')
                fc.write("Current shot ")
                fc.write(str(i) + "\n")
                fc.close()
            
                #attendi 2 minuti 60x2sec
                for tempo in range (60): #range(60):
                    GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
                    time.sleep(0.1)
                    GPIO.output(22, GPIO.LOW)
                    time.sleep(1.9)
                    
                    if StartTL == False:
                        break
            
            #10080 5040
            if i >= 4320:
                i=0                
                loop=True                
                print("NEW LOOP")
                time.sleep(1)
            
            if GPIO.input(17):
                break
            
        print ("Exit loop")    
    
    #terzo pulsante
    if GPIO.input(19):
        #crea un video dai file del timelapse
        print("Terzo Pulsante")
        GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(22, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(22, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(22, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.5)
        os.system("sudo reboot")
        
    #quarto pulsante
    #copia le foto nella cartella della pen drive
    if GPIO.input(26):
        GPIO.output(27, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
        time.sleep(1)
        try:
            print("Copia file in corso")
            time.sleep(1)

            src = os.listdir(src_folder)

            for files in src:
                GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.1)

                if (files.endswith(".jpg")):
                    shutil.copy("/home/pi/PythonProject/tl_pics/" + files, dest_folder + "/" + files)
                    print(files)
                    
                GPIO.output(22, GPIO.LOW)
                time.sleep(0.1)
            
            #fine copia files
            GPIO.output(27, GPIO.LOW)
            GPIO.output(22, GPIO.LOW)
            
            os.system("sudo umount /media/pi/logicapro")
            time.sleep(3)
            
            print("Copia file terminata")
            AutoStart=True
            StartTL = True
            
        except (IndexError):
            print("Errore copia file")
            AutoStart=False
            GPIO.output(22, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(27, GPIO.HIGH)
            time.sleep(3)
            GPIO.output(22, GPIO.LOW)
            GPIO.output(27, GPIO.LOW)
            f = open('/home/pi/PythonProject/Error.txt', 'a')
            f.write("Errore copia file ")
            f.write(str(files) + "\n")
            f.close()
        except  (Exception, e):
            print("Errore generico")
            f = open('/home/pi/PythonProject/Error.txt', 'a')
            f.write("Errore generico " + str(e))
            f.write(str(files) + "\n")
            f.close()
            AutoStart=True
            StartTL = True
        

GPIO.cleanup()

I commenti nel codice illustrano come lavorano le istruzione Python.

Per la realizzazione ho scelto di utilizzare una Raspberry Pi ZERO, principalmente per il basso costo e le dimensioni contenute. La Pi camera può essere sostituita con la versione ir.

Per quanto riguarda l’alimentazione della scheda in zone remote è necessario un pannello solare, un regolatore di carica e una batteria dimensionati opportunamente per fornire la corrente per alimentare la Pi Zero e la Pi Camera.

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Abbiamo visto nell’articolo procedente come installare Python nel nostro pc. Anche se non conoscete le istruzioni del linguaggio Python potete iniziare a scrivere un piccolo programma in modo tale da capire cosa avviene durante la scrittura del codice e durante la sua esecuzione.

Aprite IDLE e dal menu File selezionate New File. Verrà aperta una nuova finestra per poter scrivere il codice del nostro programma.

Inseriamo le seguenti istruzioni

#importo la libreria per inserire delle pause tra le istruzioni
import time

#eseguo un ciclo per 10 volte
for x in range (10):
    #scrivo sul monito la frase Ciao mondo e unisco il numero del ciclo
    print("Ciao Mondo " + str(x))
    #creo una pausa di mezzo secondo
    time.sleep(0.5)

Salviamo file seguendo il percorso File->Save, nominiamo il file con un nome a piacere e salviamolo su una cartella del nostro disco (ricordate che l’estensione del nome del file deve essere .py).

Per eseguire il programma dobbiamo andare nel menu Run e selezionare la voce Run Module (oppure premere sulla tastiera il tasto funzione F5).

Se non vengono segnalati errori nel codice il risultato è il seguente:

Ciao Mondo 0
Ciao Mondo 1
Ciao Mondo 2
Ciao Mondo 3
Ciao Mondo 4
Ciao Mondo 5
Ciao Mondo 6
Ciao Mondo 7
Ciao Mondo 8
Ciao Mondo 9
Ciao Mondo 10

Nel codice ho inserito alcuni commenti per capire meglio cosa fanno le istruzioni. Non importa, per ora, conoscere cosa fanno le istruzioni che avete scritto. Questo piccolo programma serve principalmente per capire come creare un file Python, come salvarlo ed eseguirlo.

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La maggior parte dei dispositivi elettronici che ci circondano, dal piccolo elettrodomestico alla smartphone, hanno circuiti elettronici che vengono gestiti da un software. Anche se non ci accorgiamo, ogni giorno, direttamente o indirettamente, abbiamo a che fare con dei programmi che ci permettono di utilizzare in modo semplice, diversi dispositivi.

E’ prevedibile che nel prossimo futuro i software saranno presenti in maniera ancora più massiccia, andando a governare ogni tipo dispositivo elettronico. Se consideriamo solo il mercato IoT, stimato in miliardi di dispositivi installati, capiamo quale sia l’importanza dello sviluppo software.

Di conseguenza, imparare a programmare, ci mette nelle condizioni di capire meglio il funzionamento dei dispositivi elettronici. Questo produce inoltre altri vantaggi, infatti queste competenze potranno essere impiegate anche in altri numerosi campi, dallo sviluppo di applicazioni per pc a quelle per dispositivi mobili o per il web.

Attualmente ci sono decine di linguaggi di programmazione consigliati a chi volesse iniziare a programmare. Non esiste un linguaggio migliore di un altro, tutti hanno dei pro e dei contro e la scelta ricade dal tipo di software che vogliamo sviluppare e dalle risorse che abbiamo a disposizione.

Il linguaggio più apprezzato per le persone che vogliono iniziare a programmare, ma che non hanno nessuna esperienza, è certamente Python. I vantaggi di questo linguaggio sono riassunti in questi pochi punti:

• semplice da imparare
  • (la sua sintassi è molto semplice da imparare e la scrittura del codice permette di capire subito la struttura del codice)
• multi piattaforma
  • (il software può essere scritto utilizzando diversi sistemi operativi e può girare in tantissimi dispositivi, dai microcontrollori ai pc più potenti)
• open source
• vasta community
  • (la community Python ci permette di imparare dall’esperienza fatta da altri utenti)

Installare Python (su Windows)

La prima cosa da fare è installare Python sul proprio pc. La procedura risulta molto semplice, è sufficiente andare sul sito ufficiale Python.org, cliccare sul link download e cliccare sul pulsante Download Python. Il pacchetto di installazione deve essere effettuato in base al proprio sistema operativo.

Una volta scaricato il file eseguibile, basta eseguirlo con un doppio clic e seguire le istruzioni del wizard.

Se tutto è andato a buon fine nel menu Start di Windows dovremmo avere una cartella con nome Python 3.8 (Il numero si riferisce alla versione installata e potrebbe differire a seconda della vostra installazione).
All’interno di questa cartella ci sono due icone che si riferiscono alla documentazione Python e due icone che lanciano due programmi la REPL e l’Idle.

Il programma REPL è un ambiente a linea di comando che permette di eseguire i comandi Python. Questo è utile per provare dei comandi immediatamente per capirne il funzionamento.

Idle invece è un editor che ci permette di scrivere i programmi Python, di poterli salvare ed eseguire.

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Come anticipato pochi mesi fa durante il lancio della nuova versione 2.0 del suo software stack, Zerynth ha appena lanciato Zerynth Studio PRO. La versione professionale dello stack software per lo sviluppo di soluzioni IoT in linguaggio Python include funzionalità di tipo industriale come: aggiornamenti Over-The-Air del Firmware; power saving; possibilità di selezionare l’RTOS; da 50 ad infiniti dispositivi programmabili per produzioni pre-serie e industriali; firmware sicuro a livello hardware.

Il toolkit lanciato dalla startup italiana nel 2015 dopo una campagna Kickstarter di successo, ha consentito ad un’ampio numero di sviluppatori (non solo elettronici) di progettare con successo applicazioni embedded e soluzioni Internet of Things (IoT) utilizzando svariati microcontrollori a 32 bit e collegandosi a diverse infrastrutture cloud. Tutti con un potente ma semplice linguaggio di programmazione come il Python e una footprint di soli 60-80k di Flash e 3-5k di RAM. I vantaggi della programmazione IoT con Zerynth includono la possibilità di riutilizzare il codice del prototipo per la soluzione finale (grazie alla Zerynth Virtual Machine) e di connettersi a qualsiasi architettura cloud, con conseguente riduzione del tempo sul mercato e maggiore flessibilità.

Con questo nuovo rilascio che punta dritto agli utenti professionali, Zerynth arricchisce l’elenco delle funzionalità del suo stack software, inclusa la possibilità di eseguire un aggiornamento completo del software dopo che la soluzione è stata installata sul campo.

Infatti, una volta creata una soluzione IoT, sia che si tratti di una flotta collegata Wi-Fi di distributori automatici intelligenti o di un sistema basato su rete Lora per il monitoraggio di una conduttura petrolifera, lo sviluppatore potrebbe avere bisogno di mantenere aggiornata la soluzione ai nuovi requisiti espressi dal cliente. Per soddisfare questa specifica, Zerynth ha incluso la funzionalità di aggiornamento Firmware Over-the-Air (FOTA) in Zerynth Studio PRO. E, cosa più importante, lo hanno reso incredibilmente semplice ed estremamente potente: mentre l’update è in esecuzione, il resto del firmware continua a funzionare normalmente, con un’importante riduzione del tempo di offline dei dispositivi: un aspetto critico in molte applicazioni industriali dove è necessario garantire la continuità di funzionamento.

Come ottenere Zerynth Studio

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