- Камера Raspberry Pi HQ пропонує 12,3-мегапіксельний сенсор Sony IMX477, змінну оптику та високу чутливість, що ідеально підходить для професійних або промислових проектів.
- Модуль камери v3 інтегрує 11,9-мегапіксельний сенсор IMX708, автофокусування PDAF, HDR, а також стандартну, ширококутну та NoIR версії, з повною сумісністю з libcamera та Picamera2.
- Варіанти NoIR та універсальні відеомодулі в поєднанні з інфрачервоними світлодіодами дозволяють знімати зображення в повній темряві та розширюють можливості машинного зору.
- Вкрай важливо перевірити сумісність між платою Raspberry Pi, типом кабелю CSI та версією камери, а також оновити програмне забезпечення та врахувати споживання енергії при цілодобовому використанні.
Якщо ви думаєте додати один камеру до вашого Raspberry Pi Незалежно від того, чи працюєте ви над відеопроектами, домашньою автоматизацією, спостереженням чи просто щось налаштовуєте, легко загубитися серед такої кількості версій, датчиків та технічних характеристик. Екосистема офіційних та сумісних модулів камер значно зросла, і якщо ви не розумієте, що пропонує кожен з них, легко зробити неправильний вибір.
У наступних рядках ви знайдете дуже повний посібник про модулі камер для Raspberry Pi Найпоширенішими варіантами є: HQ Camera, модуль камери v3 (та його версія NoIR), класичний Pi NoIR на основі датчика IMX219 та універсальні відеомодулі, що підключаються через CSI. Ви побачите, що пропонує кожен з них, для якого типу проекту він найкраще підходить і що слід враховувати з точки зору сумісності, складання та якості зображення.
Офіційна камера Raspberry Pi HQ: професійна якість та змінні об'єктиви
La Офіційна камера Raspberry Pi HQ Цей модуль розроблений для тих, кому потрібна якість зображення, ближча до професійної або промислової. Це безлінзовий модуль, призначений для використання зі змінними об'єктивами з байонетом CS або C, що відкриває можливості для широкого спектру фіксованих та варіофокальних об'єктивів, або навіть адаптерів для інших форматів.
У своєму серці він їде на Датчик Sony IMX477 Він оснащений сенсором формату 1/3 дюйма (приблизно 8,5 мм по діагоналі) з роздільною здатністю 12,3 мегапікселів. Однією з його головних переваг порівняно з попередніми модулями є вища щільність пікселів на корисну площу, що призводить до... покращена світлочутливість та значно кращу продуктивність в умовах слабкого освітлення, що є ключовим для нічного спостереження або захоплення.
Модуль постачається з Адаптер кріплення CS-C У комплекті є адаптери, тому ви можете без проблем встановити об'єктиви CS та C. Крім того, доступні адаптери з кріпленням M12 на CS, що дозволяє використовувати невеликі об'єктиви типу M12, які зазвичай зустрічаються на компактних камерах та вбудованих системах машинного зору. Це робить HQ універсальним вибором для проектів, що потребують точного контролю оптики.
Камера Raspberry Pi HQ — це високоякісна альтернатива класичному модулю V2, призначена для... вимогливих промислових та споживчих застосуваньтакі як камери безпеки, системи машинного зору, проекти фотограмметрії або будь-який сценарій, де точність зображення та можливість встановлення спеціалізованої оптики мають вирішальне значення.
Одна дуже цікава, хоча й делікатна, деталь полягає в тому, що це можливо зніміть інфрачервоний (ІЧ) фільтр Датчик призначений для покращення роботи в темряві під час використання інфрачервоного освітлення. Це незворотна процедура, яку слід виконувати лише за умови впевненості в тому, що робите; насправді існує офіційний посібник із покроковими інструкціями, і наполегливо рекомендується не знімати його легковажно, оскільки шляху назад уже немає.
Що стосується сумісності, ця камера працює з всі моделі Raspberry Pi які мають роз'єм CSI, оскільки використовують той самий шлейфовий кабель, що й інші офіційні модулі. Єдина відмінність полягає в тому, що у випадку Raspberry Pi Zero (та Zero 2W) роз'єм менший і вимагає спеціального кабелю FFC. Для Raspberry Pi 5 також необхідно використовувати спеціальний шлейфовий кабель, адаптований до нового роз'єму камери. У всіх випадках рекомендується мати остання версія ОС Raspberry Pi щоб уникнути проблем із виявленням камери та підтримкою.
Друкована плата високоякісної камери включає чотири монтажні отвори Ці функції полегшують встановлення на спеціальні конструкції, коробки або шасі, а також включають стандартне різьблення 1/4 дюйма на самій пластині для безпосереднього кріплення до звичайних штативів та кріплень для камер. Це дуже практична деталь при використанні на студійних штативах або у стаціонарних місцях спостереження.
Важливо зазначити, що офіційний пакет HQ Camera включає лише модуль камери, адаптер CS-C та кабель FPC приблизно 20 см завдовжки для підключення до Raspberry Pi. У комплект не входить об'єктив, тому вам потрібно буде придбати його окремо (фіксований об'єктив, варіофокальний об'єктив або спеціалізований об'єктив, залежно від вашого проекту).
Модуль камери Raspberry Pi v3: сенсор IMX708, автофокус та HDR
El Модуль камери Raspberry Pi версії 3 Це являє собою явний крок вперед порівняно з попередніми поколіннями, особливо з точки зору автофокусування, динамічного діапазону та загальної якості зображення. Він базується на матриці зображення. Sony IMX708, з рідною роздільною здатністю 11,9 мегапікселів та діагоналлю 7,4 мм, здатна забезпечити дуже солідні результати як у фото, так і у відеозйомці.
Цей модуль інтегрує моторизована система автофокусування Керується через I2C та має технологію фазового автофокусування (PDAF). Завдяки цьому камера здатна швидко та точно фокусуватися на різних відстанях без ручного втручання, що ідеально підходить для проектів, де об'єкт рухається або відстань постійно змінюється, таких як роботи, камери зі стеженням або динамічні таймлапси.
Існує кілька версій Модуля камери 3: версії стандартний та ширококутнийта варіанти з інфрачервоним фільтром або без нього (так звані версії NoIR). Стандартна версія пропонує діагональне поле зору приблизно 75°, з фокусною відстанню 4,74 мм та діафрагмою F1.8, що розраховано на кут огляду, подібний до кута огляду звичайної камери. Ширококутна версія збільшує діагональне поле зору до 120°, з фокусною відстанню 2,75 мм та діафрагмою F2.2, що ідеально підходить для охоплення дуже широкої області, наприклад, під час відеоспостереження за приміщенням або панорамного огляду.
Щодо діапазону фокусування, стандартні варіанти зазвичай приблизно від 10 см до нескінченностіВузькокутна версія фокусується на відстані приблизно 5 см, що дозволяє робити знімки дуже крупним планом, практично в режимі макрозйомки. Таке поєднання ширококутного об'єктива та мінімальної дистанції фокусування ідеально підходить для творчих проектів та сцен у обмеженому просторі.
Що стосується роздільної здатності, модуль видає нерухомі зображення 4608 × 2592 пікселівЦе означає достатню деталізацію для більшості аматорських і навіть легких професійних користувачів. Для відео підтримується така роздільна здатність, як 1080p зі швидкістю 50 кадрів/с, 720p зі швидкістю 100 кадрів/с та 480p зі швидкістю 120 кадрів/с, що дозволяє отримувати як плавне відео, так і уповільнений запис в рамках обмежень Raspberry Pi та самого інтерфейсу CSI.
Датчик IMX708 у модулі камери 3 використовує розмір пікселя 1,4 мкм × 1,4 мкм і пропонує вихідний сигнал RAW10 через інтерфейс CSI-2. Він має високе співвідношення сигнал/шум (SNR), що призводить до меншого рівня шуму зображення, а також завдяки 2D динамічна корекція пікселів (DPC) інтегровано, щоб компенсувати проблемні пікселі та покращити загальну якість результату.
Однією з переваг цього модуля є його підтримка HDR (високий динамічний діапазон) до 3 мегапікселів. HDR намагається наблизити захоплене зображення до того, що сприймає людське око в сценах зі значними відмінностями між світлом і тінню. У той час як звичайний сенсор зазвичай обробляє близько п'ятнадцяти ступенів динамічного діапазону, людське око може сприймати лише близько 20-24. Щоб подолати цей розрив, режим HDR робить кілька зображень однієї сцени з різною експозицією та об'єднує їх в одну фотографію, де інформація з дуже яскравих і дуже темних ділянок краще представлена, що призводить до насиченіших кольорів і більш збалансованого контрасту.
Завдяки HDR ви можете запобігти надмірній різкості тіней. недоекспоновані або пересвічені світлі ділянки У складних сценах, наприклад, яскраво освітлене вікно поруч із темним інтер'єром, результатом є більш природні зображення, ближчі до того, що ви бачите насправді, з деталізацією як у світлих, так і в глибоких тінях.
Камера v3 повністю сумісна з бібліотекою libcamera включено до останніх версій Raspberry Pi OS, і рекомендується використовувати такі інструменти, як libcamera-still (наприклад, версія від 06/01/2023 на 32-бітній Pi OS Buster або вище) для керування її функціями, включаючи швидке автофокусування. Крім того, камера підтримує бібліотеку Python Пікамера2 від Raspberry Pi, що полегшує його інтеграцію в скрипти та користувацькі програми.
Що стосується сумісності обладнання, цей модуль працює з всі моделі Raspberry Pi що мають порт CSI, за винятком Raspberry Pi 400 та версії Raspberry Pi Zero 2016 року (які не мають роз'єму для камери). Сумісні моделі Zero потребують кабель камери, спеціально розроблений для Raspberry Pi ZeroА у випадку з Raspberry Pi 5 потрібен спеціальний плоский кабель через зміну роз'єму камери порівняно з попередніми поколіннями.
Фізично, друкована плата модуля підтримує дуже компактні розміри25 × 24 × 11,5 мм у стандартній версії та 25 × 24 × 12,4 мм у ширококутному варіанті, з приблизною вагою 4,3 г. Це робить його ідеальним для інтеграції в проекти, де обмежений простір, такі як невеликі роботи, легкі дрони або вбудовані пристрої.
Версії NoIR та інфрачервона фотографія з Raspberry Pi
У межах асортименту камер для Raspberry Pi, Версії NoIR (від англійського «No Infrared filter») відіграють фундаментальну роль у фотографії та відеозйомці в темряві або в проектах, де потрібно захопити інформацію поза видимим спектром. Ці модулі позбавляються класичного ІЧ-фільтра, вбудованого в більшість датчиків, дозволяючи інфрачервоному світлу безпосередньо досягати датчика.
Хорошим прикладом є Raspberry Pi Camera HD Pi NoIRЦе плата камери, яка підключається до будь-якого Raspberry Pi або обчислювального модуля через порт CSI для створення фотографій та відео високої чіткості. Основна відмінність від стандартного модуля камери полягає у відсутності інфрачервоного фільтра, що робить її ідеальною для фотозйомки та відеозйомки в умовах слабкого освітлення при використанні з ІЧ-підсвічувачами.
Ця камера базується на сенсори зображення Sony IMX219PQCMOS-сенсор, що забезпечує високошвидкісну та високочутливу зйомку, добре відомий як серце старої камери v2. Як і в цій версії, модуль Pi NoIR забезпечує... низьке забруднення зображеннязменшуючи такі явища, як шум фіксованого шаблону та розмиття, одночасно інтегруючи функції автоматичного керування, такі як автоматична експозиція, баланс білого та визначення яскравості.
Серед його технічних особливостей виділяються наступні: 8-мегапіксельний фіксований фокус (включає невеликий інструмент для налаштування фокуса за потреби), сумісний з роздільною здатністю відео 1080p, 720p60 та VGA90, а також 15-контактний плоский кабель для прямого підключення до порту CSI материнської плати. Його функція NoIR робить його ідеальним вибором для нічних проектів таймлапсу, моніторингу дикої природи, камери безпеки на відкритому повітрі з інфрачервоним освітленням або системами зору, що працюють з довжинами хвиль поза межами традиційного видимого спектру.
У випадку Модуль камери версії 3Також існують варіанти NoIR, які поєднують у собі сенсор IMX708, автофокусування та можливості HDR з можливістю роботи без ІЧ-фільтра. Це значно спрощує життя тим, кому потрібен сучасний модуль з автофокусом та гарною якістю зображення, але адаптований для проектів нічного бачення або аналізу ближнього інфрачервоного діапазону.
Загальні відеомодулі для Raspberry Pi та інших систем
Окрім офіційних камер, є універсальні відеомодулі Ці модулі інтегруються в комп'ютерні системи (не лише Raspberry Pi, але й інші одноплатні комп'ютери або вбудовані платформи) для створення високоякісних фотографій та HD-відео. По суті, ці модулі являють собою датчики зображення з інтегрованим об'єктивом, керуючою електронікою та цифровим інтерфейсом, зазвичай на основі таких стандартів, як CSI-2.
Велика привабливість цих модулів полягає в тому, що Вони зменшують забруднення зображення. Звичайні в дешевших рішеннях, вони зменшують статичний шум і втрату чіткості. Вони включають цілий ряд функцій внутрішнього керування: автоматичний баланс білого, регулювання яскравості, керування експозицією та, в деяких випадках, розширені режими роботи для сцен із низьким освітленням.
Серед його переваг – можливість пропонувати високоякісні зображення та висока пропускна здатність данихЦе робить їх особливо придатними для створення уповільненого відео, тривалих таймлапсів, HD-записів та застосувань комп'ютерного зору. Оскільки їх можна виготовляти у дуже малих розмірах та з надзвичайно низьким енергоспоживанням, їх нерідко можна знайти інтегрованими у смартфони, планшети, ігрові консолі, телевізори та безліч підключених пристроїв.
Звичайний спосіб його використання в контексті Raspberry Pi — це підключення Плоский кабель FPC Від модуля камери до слота CSI материнської плати. Після підключення до камери можна отримати доступ з операційної системи та відповідних бібліотек (libcamera, Picamera2 тощо), аналогічно до того, як це працює з офіційними модулями, за умови сумісності обладнання та наявності драйверів.
Один особливо цікавий момент полягає в використанні цих модулів у поєднанні з інфрачервоні світлодіоди (ІЧ). Завдяки зовнішньому ІЧ-освітленню та датчику з хорошою реакцією в цьому діапазоні можна налаштувати системи нічної фотозйомки, непомітні камери спостереження або проекти бачення в повній темряві без потреби у видимому світлі, що ідеально підходить для захисту конфіденційності або запобігання турботі тварин під час спостереження.
Сумісність камери з Raspberry Pi та кабелями CSI
Під час роботи з будь-яким камера для Raspberry PiОдин з найважливіших аспектів – забезпечення сумісності з конкретною платою, яку ви збираєтеся використовувати. Не всі моделі мають однаковий роз'єм для камери, а також не всі версії Pi підтримують однакові модулі без адаптерів.
У попередніх поколіннях (Raspberry Pi 1 B+, 2, 3, 4 та більшість варіантів) стандартний роз'єм камери CSI дозволяв пряме підключення... HQ Camera, камера v3 та Pi NoIR за допомогою 15-контактного кабелю FPC, що входить до комплекту. Помітним винятком є Raspberry Pi Zero (і Zero 2W), який має менший роз'єм камери, тому вам завжди знадобиться спеціальний кабель Zero, який підходить від одного кінця до іншого.
У сімействі Raspberry Pi 5 змінився роз'єм камери, і тому обидва Високоякісна камера, подібна до модуля камери v3 Для підключення порту CSI на платі до стандартного роз'єму модуля потрібні спеціальні плоскі кабелі (з різними номерами деталей та довжинами, такі як RASP CAM FPC 20, 30 або 50). Важливо вибрати правильну довжину на основі відстані між камерою та платою у вашій конфігурації.
Також важливо пам'ятати, що Raspberry Pi 400 Версія Raspberry Pi Zero 2016 року не має роз'єму для камери, тому неможливо безпосередньо використовувати модулі CSI. У таких випадках єдиними варіантами є USB-камери або інші альтернативні рішення.
Незалежно від комбінації материнської плати та модуля, наполегливо рекомендується мати оновлене програмне забезпеченняНайновіші версії Raspberry Pi OS включають постійні вдосконалення драйверів, підтримку нових модулів (таких як камера v3), виправлення помилок та інструменти, такі як libcamera та Picamera2, вже готові скористатися всіма цими розширеними функціями.
У багатьох дистриб'юторів поширеною практикою є те, що під час придбання такого модуля, як Камера версії 3Необхідний 200-міліметровий плоский кабель для підключення входить до комплекту. Однак, якщо ваш проект вимагає більших відстаней або складнішого прокладання всередині корпусу, доступні кабелі FPC різної довжини, щоб вам не бракувало.
Маркування енергоефективності та сталого розвитку
Окрім суто технічних характеристик, є також посилання на енергоефективність Деякі продукти та аксесуари екосистеми Raspberry Pi вже мають сертифікати сталого розвитку. Це особливо важливо для зменшення загального енергоспоживання системи, особливо якщо ви плануєте використовувати камеру цілодобово як частину системи спостереження або моніторингу.
У європейському контексті Енергетична маркування ЄС Він служить індикатором енергоефективності продукту та, в деяких випадках, збирає додаткові дані, такі як рівень шуму, споживання води або конкретну інформацію про використання. Хоча він найчастіше зустрічається в побутовій техніці, його принципи застосовні до будь-якого компонента, який залишається ввімкненим протягом тривалого часу, такого як Raspberry Pi з камерою.
Ця етикетка полегшує споживачам порівняння схожих товарів та заощадьте на рахунку за електроенергіюа також сприяння скороченню викидів парникових газів у Європейському Союзі та Сполученому Королівстві. Такі ініціативи, як Кліматичні обіцянки дружні Вони виділяють саме ті продукти, які досягли енергетичного рейтингу A, B або C за шкалою AG, ідентифікуючи їх як більш ефективні варіанти, ніж інші в тій самій категорії.
На практичному рівні, модуль камери для Raspberry Pi зазвичай має дуже низьке споживання Порівняно з іншими електронними пристроями, камера може бути енергоефективною, але в поєднанні з потужним ІЧ-підсвічуванням, безперервним записом та постійно увімкненим Raspberry Pi, вплив енергії може бути значним у довгостроковій перспективі. Тому вибір енергоефективних компонентів та налаштування камери на активацію лише за необхідності (наприклад, за допомогою виявлення руху) може мати суттєве значення.
Зрештою, розгляд енергоефективності – це не лише питання економії грошей, а й сталий розвиток та екологічна відповідальністьособливо якщо ви збираєтеся розгорнути кілька мережевих камер або постійно тримати їх увімкненими як частину стаціонарної установки.
З огляду на все вищезазначене, вибір одного камера для вашого Raspberry Pi Це передбачає зважування балансу між якістю зображення, типом проекту, необхідністю роботи в умовах низької освітленості, сумісністю з вашою моделлю материнської плати та, меншою мірою, енергоефективністю та часом роботи. Від камери HQ з датчиками високої роздільної здатності та змінними об'єктивами до модуля v3 з автофокусом, HDR та ширококутними або NoIR версіями, до ветерана Pi NoIR з IMX219 та універсальних відеомодулів у поєднанні з ІЧ-світлодіодами, є варіанти практично для будь-якого сценарію, який ви тільки можете уявити.
Пристрасний письменник про світ байтів і технологій загалом. Я люблю ділитися своїми знаннями, пишучи, і саме це я буду робити в цьому блозі, показуватиму вам все найцікавіше про гаджети, програмне забезпечення, апаратне забезпечення, технологічні тренди тощо. Моя мета — допомогти вам орієнтуватися в цифровому світі в простий і цікавий спосіб.