Raspberry Pi Stop-Motion Animation Rig - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Door WonderfulideaWonderful Idea CompanyVolg meer door de auteur:

Over: the Wonderful Idea Company is een ontwerpstudio voor de speelse verkenning van ideeën in kunst, wetenschap en technologie. Meer over wonderfulidea »

Stop-motionanimatie is een techniek waarbij objecten fysiek worden gemanipuleerd en frame voor frame worden gefotografeerd om de illusie van een bewegend beeld te creëren.

Onze mini-stop-motionanimatietentoonstelling is gemaakt met een Raspberry Pi, een "kleine en betaalbare computer die je kunt gebruiken om te leren programmeren door middel van leuke, praktische projecten."

De rig maakt gebruik van een Raspberry Pi, een pi-camera en vijf eenvoudige invoeropdrachten om eindeloze vertelmogelijkheden te creëren. Het kan worden aangesloten op elke monitor of projector, en leerlingen kunnen alleen werken of in paren samenwerken om hun animaties te maken.

Deze tool kan worden gebruikt voor open onderzoek thuis of worden opgenomen in klassikale lessen om het leren te verdiepen en te versterken. Gebruikers kunnen hun eigen personages creëren om in te voegen in een geschiedenisles, kunstproject of een microscopische wereld, met behulp van stop-motionanimatie en eenvoudige, alledaagse materialen om op een speelse, boeiende manier een verhaal te vertellen of hun begrip van wetenschappelijke concepten te illustreren.

Deze handleiding is nog een ruwe schets! We blijven werken aan de ontwikkeling van dit speelse hulpmiddel voor verkenning, zodat het kan worden gebruikt in musea, klaslokalen, makerruimtes en uw keukentafel. Voel je vrij om het animatiestation te remixen en laat ons weten wat je bedenkt terwijl je experimenteert. Kom regelmatig terug voor updates terwijl we het ontwerp van de hardware en software verfijnen.

Stap 1: Verzamel de materialen (elektronica)

Als je het eenvoudigste animatiestation wilt bouwen (bediend met een toetsenbord), kun je gewoon de volgende materialen krijgen (ga dan door naar stap 10):

Raspberry Pi 3 Complete starterkit van Canakit, inclusief Raspberry Pi 3 (inclusief 5V 2.5A voeding, Raspberry Pi 3 case, HDMI-kabel, 32 GB MicroSD-kaart (voorgeladen met NOOBS), 2x koellichamen Full size breadboard, male naar male jumper kabels)

Toetsenbord en muis (usb of draadloos)

HDMI-compatibele monitor

Raspberry Pi Cameramodule V2

Adafruit 2 meter flexibele kabel voor Raspberry Pi Camera

Adafruit Pi-cameratas

Deze elektronische componenten (samen met de bouwmaterialen) zijn nodig om een robuuster tentoonstellingsachtig station te bouwen

Vijf arcade-knoppen Rood, wit, groen, blauw en geel

Gikfun protobord

Gevlochten draad

Canakit Breakout-bord en GPIO-kabel

Momentschakelaar (normaal open)

5v computerventilator

Stap 2: Verzamel het hout, de hardware en het gereedschap

Verzamel het hout voor de doos:

• 1/4" multiplex, 12" bij 17"
• 1/4" multiplex, 13" bij 18"
• 1/2" multiplex, 4" x 8'
• 1x2 gemeenschappelijke grenen plank, 4' lengte
• 1x1 gemeenschappelijke grenen plank, 4' lengte

Verzamel de volgende hardware:

• brad nagels, 3/4" lengte
• 1/4-20 machineschroef, 1 3/4" lengte
• 1/4-20 inzetstukken met schroefdraad
• 1/4-20 t-noten
• 1/4 ringen
• 1/4-20 vleugelmoer
• 4-40 schroeven, 3/4" lengte
• 4-40 noten

Je hebt ook de volgende hulpmiddelen nodig:

• Tafelzaag, rolzaag en/of japanse handzaag
• Draadloze boor
• Set boren en schroevendraaierbits (inclusief een forstner-bit met een diameter van 3/4" en 1"
• Brad spijkermaker
• kruiskopschroevendraaier
• Soldeerbout en soldeer
• Draadknipper en draadstripper
• Hamer of hamer
• Houtlijm
• 2 snelle klemmen (minimaal 18 inch breed)

Stap 3: Bouw de bodem van de doos

Snijd de 1/4 "multiplexplaat. Het stuk van 12" x 17" zal de onderkant van de doos zijn en het stuk van 13 "x 18" zal de bovenkant zijn.

Snijd het 1/2 "multiplex in stroken van 4" om de zijkanten van de doos te maken. Snijd twee van hen tot 12 "lengtes en twee 18" lengtes.

Pak een van de 18 stukken (dit is de achterkant van de doos) en knip gaten uit voor de stekker en de kabels

• 1/2 "gat voor de kill-schakelaar
• twee 1/4" gaten voor de armbevestiging
• een gat met een diameter van 3/4 "voor de ventilator
• een 3/4 "x 1/2" rechthoek voor de HDMI-kabel
• een 1/4 "muisgat voor de stroomkabel.

Spuit een strook houtlijm op de onderkant van de zijstukken en gebruik de klemmen om de zijkanten met de basis te verbinden. Gebruik vervolgens de brad-spijkermaker om de zijkanten aan de basis te bevestigen, waarbij de spijkers ongeveer 2-3 inch uit elkaar staan.

Bevestig de voor- en achterkant met lijm en spijkers op dezelfde manier. Zorg ervoor dat u eerst de draad voor de stroomkabel door het muizengat haalt.

Aan het einde van deze stap moet u de onderkant van de doos met vier zijden en de stroomkabel die door het gat in de achterkant van de doos loopt, hebben voltooid.

Stap 4: Bouw de bovenkant van de doos

Pak het 13 "bij 18" stuk 1/4 "multiplex om de bovenkant van de doos te maken.

Gebruik een boor met een 1 "forstner-bit om een rij van vijf grote gaten te maken op ongeveer 1" vanaf de rechterkant van de zijkant van het deksel voor de arcade-knoppen. Ze moeten ongeveer op gelijke afstand van elkaar staan, maar u kunt een extra ruimte tussen het bovenste gat en de andere vier gaten laten om de wisfilm te onderscheiden van de andere knoppen.

Snijd twee 1,5 "lange stukken van het 1x2 bord en boor een gat met een diameter van 5/16" in het midden van elk. Gebruik een 3/4" forster bit om een verzonken gat te maken in lijn met het 5/16" gat. Steek de T-moer door het gat en gebruik een schroef om de T-moer gelijk tegen het stuk te drukken. Bekijk deze video voor een overzicht van het proces van het bevestigen van T-moeren.

Bevestig de blokken op het bord in het midden 1/2 van elke kant met het verzonken gat naar het midden gericht met houtlijm en brad-spijkers

Snijd een 3 "lang stuk van de 1x2 en bevestig aan de bovenkant van het bord 1/2" vanaf de bovenkant

Snijd een ovale spleet van 1/4" bij 1" in de bovenkant van het bord dicht bij de locatie van het 3"-blok. Om dit te doen, kunt u twee 1/4" gaten in de bovenkant van de doos boren en vervolgens het mes inrijgen van de rolzaag door het gat. Bekijk deze instructievideo voor een demo van het proces.

Stap 5: Maak de camera-arm

Deze camera-arm is inklapbaar en afneembaar waardoor het animatiestation gemakkelijk kan worden opgeborgen. Het is ook erg ingewikkeld om te maken. U kunt deze stap aanpassen aan uw behoeften en ervaring met houtbewerking. Het doel aan het einde van de stap is om de camera boven het midden van het station te hebben.

Snijd een 5 "lang stuk van het 1x1-bord af en boor drie 1/4" gaten (een een 1/2" vanaf de bovenkant) en de andere twee om overeen te komen met de 1/4" gaten aan de achterkant van de doos

Knip een stuk van 11" en een stuk van 13" af van het 1x1-bord

Gebruik een boormachine en een figuurzaag om de sleuven voor de cameradraad en de boorgaten te zagen, zoals te zien is op de afbeeldingen bij deze stap. Gebruik de figuurzaag- en boortechniek om de inkepingen in de basis van de armen uit te snijden. Test de bochten om er zeker van te zijn dat ze als een spil kunnen werken.

Knip een 2,5-inch lang stuk van het 1x2-bord voor het camerablok

Teken het patroon uit zoals te zien is op de afbeeldingen om ruimte te maken voor het camerablok om te draaien en een vlakke ruimte om de pi-camera te bevestigen.

Gebruik 1/4-20 pankopbouten, ringen en vleugelmoeren om het kleine blok aan de achterkant van de doos te bevestigen. Verbind de korte (11") en lange (13") armen met 1/4-20 bouten, ringen en Vleugelmoeren. Bevestig het camerablok aan de gebogen inkeping in de bovenkant van het korte armstuk. Bevestig de armstructuur aan het laatste gat in het korte blok met behulp van een 1/4-20 bout, ring en zeskantmoer.

Stap 6: Bereid de knoppen en Raspberry Pi voor

Knip een stuk gekleurde draad af, strip het ene uiteinde en wikkel dat uiteinde dan om het metalen lipje van de COM- en de NC (normaal gesloten) aansluitingen. Gebruik de soldeerbout om de draden aan de draden van de schakelaar te solderen. Herhaal met de andere vier knoppen (gebruik de juiste gekleurde draad).

Knip een stuk zwarte draad af en soldeer het aan de klemmen van de metalen momentschakelaar.

Zet de Raspberry Pi in de plastic behuizing

Voeg een geheugenkaart toe waarop NOOB's zijn geïnstalleerd

Sluit de canakit-kabel aan op de rasberry pi (Controleer extra dubbel of de PIN 1-indicator in de hoek van de Pi staat. Als je een grijze kabel hebt, is dit waarschijnlijk een rode streep, voor zwarte kabels een witte streep. pin mag niet naast de tv-connector zitten. Draai om of draai de kabel totdat deze goed zit)

Stap 7: Soldeer de elektronica op het Protoboard

Druk op de kant van de breakout-kaart van de GPIO-kabel op het gik-protoboard, zoals te zien is in de afbeelding die bij deze stap is gevoegd. Draai het bord om en soldeer het GPIO-bord voorzichtig op zijn plaats door een beetje soldeer op elk van de pinnen toe te voegen.

Sluit een draad van elk van de arcade-knoppen aan op het Gik-bord op pinnummers 2, 3, 4, 5, 6 in de volgende volgorde.

Wissen (roze/rode draad) pin 2 ook aangeduid als SDA)

Play (groene draad), pin 3 ook aangeduid als SCL

Maak (blauwe draad) pin 4. ongedaan

Maak een foto (gele draad) pin 5

Spaar (witte draad) pin 6

Neem de draden van de andere kant van elk van de knoppen en sluit ze aan op de negatieve kolom van het gik-protobord (de volgorde maakt niet uit, zolang ze maar in de kolom zitten).

Sluit een van de draden van de momentschakelaar (zwarte draad) aan op de rij voor pin 13 en de andere op de negatieve kolom.

Sluit de draden van de miniventilator aan op het 5V + en - gedeelte van het breadboard

Stap 8: bevestig schakelaars en ventilator aan de doos

Bevestig de arcade-knoppen aan de bovenkant van de doos door het schakelaargedeelte van de knoppen los te draaien, de zwarte plastic moer los te draaien, de knop door het gat te duwen, de moer vast te draaien en de schakelaar opnieuw aan te sluiten. Doe dit bij alle vijf de knoppen in de volgorde van boven naar beneden van rood, wit, groenblauw en geel.

Als je wilt, kun je de knoppen labelen, met een stuk papier in de bovenkant van het plastic stuk of door op de zijkant van de knop te schrijven.

Bevestig de kill-schakelaar op dezelfde manier aan de achterkant van de doos, zodat de zuiger naar de achterkant van de doos wijst.

Lijn de miniventilator uit over het 3/4 gat aan de binnenkant van de achterkant van de doos. Markeer de ruimtes voor de gaten en boor de geleidegaten op de juiste plaats. Gebruik de 4-40 schroeven en bouten om de ventilator op de doos.

Stap 9: Bevestig de camera aan het station

Maak twee geleidegaten in de cameradoos aan de bovenkant van de arm en schroef de plastic behuizing vast met 4-40 bouten en moeren (zorg ervoor dat u eerst het stuk schuim verwijdert)

Bevestig de flexkabel aan de Raspberry Pi. Leid de kabel door de gleuf aan de bovenkant van de doos, door de sleuven in de arm en bevestig vervolgens aan de camera. Plaats de camera in de behuizing en plaats de arm over de doos.

Stap 10: Sluit de Raspberry Pi aan en sluit de kabels aan

Gebruik de dubbele plakband of schroeven om de Raspberry Pi-behuizing aan de onderkant van de doos te bevestigen. Bevestig het protoboard en andere componenten aan de basis van de doos met behulp van schroeven of dubbele plakband. Misschien wilt u p-straps aan de draden toevoegen om alles netter te maken.

Sluit de stroomkabel en de HDMI-kabel aan op de Raspberry Pi

Sluit een muis en toetsenbord aan op de Raspberry Pi (als je het bluetooth-toetsenbord gebruikt, volg dan de instructies om verbinding te maken).

Sluit de Raspberry Pi aan op de monitor met behulp van de HDMI-kabel.

Stap 11: Raspberry Pi en camera instellen

Volg de Canakit snelstartgids om je Rasperry Pi aan de slag te krijgen.

Nadat je hebt gecontroleerd of je Raspberry Pi-software up-to-date is, open je de terminal en typ je:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Installeer ffmpeg, omxplayer, python en pygame op je Raspberry Pi door deze commando's in de terminal te typen

sudo apt-get install ffmpeg

sudo apt-get install omxplayer

sudo apt-get install python

sudo apt-get install python3-pygame

Schakel Camera in door in de terminal te typen:

sudo raspi-config

Er wordt een nieuw venster geopend, gebruik de cursortoetsen om naar de camera-optie te gaan en selecteer 'inschakelen'. Bij het afsluiten wordt gevraagd om opnieuw op te starten. Start uw Raspberry Pi opnieuw op.

Stap 12: Download de WICO-animatiesoftware

Ga naar

Klik op de groene knop om een zip-bestand van de repository naar uw Raspberry Pi te downloaden Open het zip-bestand en sleep de map naar uw bureaublad Hernoem de map stop_motion

Om een film te maken, opent u de terminal en navigeert u naar de stop-motionmap door te typen:

Cd ~/Desktop/stop_motion

En typ dan

python3 src/run.py

Stap 13: Maak je eerste film

Wanneer u het animatieprogramma voor het eerst opent, ziet u een welkomstscherm. Wanneer u op een knop (of toets) drukt, wordt u naar de animatie-omgeving gestuurd.

Om je film te maken kun je het station bedienen met de volgende commando's:

Maak een foto - gele "camera"-knop of enter-toets

Een frame verwijderen - blauwe knop "ongedaan maken" of backspace-toets

Speel je film af - groene "play"-knop of spatiebalk

Verwijder je film voor altijd - roze "prullenbak"-knop of verwijdertoets

Sla je film op - witte knop of "s"-toets

Wanneer u op de knop drukt, ziet u uw animatie in een lus en waar deze is opgeslagen op de raspberry pi. Je kunt ook een video maken van je creatie.

Nadat u op de knop Opslaan hebt gedrukt, kunt u niet terugkeren naar het bewerken van de film. Wanneer u klaar bent om een nieuwe animatie te starten, drukt u op een willekeurige toets of knop en u keert terug naar het welkomstscherm.

Als u het programma wilt verlaten, kunt u de escape-schakelaar gebruiken die verborgen is in de rechterachterhoek van de doos of op de ecsape-toets drukken. U kunt in een sessie zoveel films maken, opslaan en verwijderen als u wilt. Als je klaar bent, druk je op de escape-knop (kortstondige schakelaar) om het animatieprogramma te verlaten en terug te gaan naar het bureaublad van de raspberry pi.

Stap 14: Films afspelen, opslaan en verwijderen

Een opgeslagen film afspelen

Opmerking: het duurt even voordat de films zijn verwerkt, dus het kan zijn dat u tot het einde van de sessie of dag moet wachten om de films van de rasberry pi opnieuw af te spelen

Open de map stop_motion op het bureaublad en open vervolgens het bestand gemarkeerd met films om uw film te vinden Open het terminalvenster en typ

cd Desktop/stop_motion/films

Druk op enter en typ vervolgens omxplayer [bestandsnaam van je film]

(Bijvoorbeeld) omxplayer 00_08_34.mp4

Druk op enter om film af te spelen

Als het niet speelde! Maak je geen zorgen, geef het meer tijd om de film te verwerken en probeer het later opnieuw.

Upload je films

Het kan handig zijn om de films op Google Drive op te slaan, zodat u ze op een andere machine kunt bekijken en verwerken. Om dit te doen, opent u de webbrowser, navigeert u naar uw Google Drive, maakt u een nieuwe map voor uw animaties en sleept u eenvoudig uw films van de filmmap op de Raspberry Pi naar uw nieuwe Google Drive-map. Zodra ze zijn geüpload en verwerkt, kun je klikken om online te spelen!

Films verwijderen

We hebben berekend dat je ongeveer 32.000 films op de SD-kaart van de Pi zou moeten kunnen plaatsen, voor het geval je de tentoonstelling in een school, bibliotheek of museum laat draaien. Maar als u films wilt verwijderen nadat u ze heeft geüpload naar Google (of andere online opslag), kunt u deze instructies volgen.

Open de map stop_motion op het bureaublad en open vervolgens het bestand gemarkeerd met films. Selecteer alle films en sleep ze naar de prullenbak. Leeg de prullenbak.

Schakel de Pi. uit

De Raspberry Pi is een beetje kwetsbaar, dus zorg ervoor dat je hem veilig afsluit als je klaar bent. Om het goed te doen, klikt u op het frambozenpictogram in de linkerbovenhoek van het bureaublad en selecteert u opnieuw Afsluiten in het menu met afsluitopties

Stap 15: Stop-motionanimatie in een klaslokaal of museum

Materialen Bij het zoeken naar materialen, wees niet getreurd! Je hebt niet veel nodig om een stop-motionfilm te maken - je kunt beginnen met alleen je handen. Maar hier zijn enkele materialen die goed lenen voor deze activiteit en leiden tot meer gedetailleerde producten: Gekleurde vormen Karton + brad-personages (vooraf gemaakt of studenten kunnen hun eigen maken) Tekst + tekstballonnen, scènebeschrijvingen (gelamineerde vormen en strips), gebruik droog uitwisbare pennen

Zoals bij veel projecten kan het beperken van de beschikbare materialen vaak leiden tot meer doordachte creaties. Als studenten echter andere materialen willen verkennen, laat ze dan gaan! Je kunt zelfs een station aan de zijkant hebben waar studenten hun eigen rekwisieten, personages en decors kunnen maken.

Opgericht

Organiseer materialen rond het station voor gemakkelijke toegang en zichtbaarheid, en overweeg om algemene stop-motiontips rond het station te plaatsen, zoals "Pas op voor uw handen!". Zoals hierboven vermeld, kunt u ook een apart station in de buurt hebben voor het maken van props.

Het hele station past op één tafel met rekwisieten eromheen. Het is het beste om 2 stoelen voorin te hebben zodat één persoon een film kan maken en een ander om het proces te bekijken, of voor één persoon om te regisseren terwijl de andere foto's maakt.

Aanwijzingen

Er zijn verschillende instructieniveaus die we kunnen geven voor stop-motionanimatie, van het laten maken van films door leerlingen (nadat ze basisachtergrond en instructies hebben gegeven) tot het starten met een prompt als "maak een video waar …".

Als je je wilt concentreren op groepswerkvaardigheden, kunnen studenten samenwerkingsvideo's maken. Dit kan er als volgt uitzien: brainstormen over een plot en om de beurt rekwisieten verplaatsen / foto's maken, elke persoon krijgt een bepaald aantal foto's toegewezen, of elke persoon krijgt 2 minuten op het station om zijn of haar scène in een grotere film te creëren.

Stap 16: Verder gaan

Nadat de films zijn gedownload naar Google Drives, kunt u ze blijven uitbreiden met behulp van videobewerkingssoftware naar keuze, zoals Final Cut of Adobe Premiere. Studenten kunnen de kans krijgen om deze tools te gebruiken om het animatiestation een hoger plafond en langere betrokkenheid te geven. Enkele eerste ideeën voor verdere richtingen zijn het aan elkaar koppelen van video's, het samenstellen van soundtracks of het schrijven van ondertitels (en het toevoegen ervan in de postproductie).

We hebben een korte zine gemaakt met ideeën over hoe we het animatiestation kunnen aansluiten op de Next Generation Science Standards (NGSS) die hier ook is bijgevoegd!

Neem contact met ons op via onze website (https://wonderfulidea.co/contact) met vragen of om uw versie van de machine te delen. We zijn verheugd om de verschillende richtingen te zien waarin deze knutseltentoonstelling gaat terwijl mensen het concept bouwen, remixen en delen!

--- Prototypingtijd en R&D met Lodestar Charter School-studenten voor het Raspberry Pi Stop Motion Station werd mogelijk gemaakt door de genereuze steun van de Cognizant "Making the Future"-beurs.