D. PETROVIĆ

1. decembar 2020.

Upriči koja sledi ćemo pokušati da „ubijemo dve muve jednim udarcem”. Na ovim stranicama je bilo reči o raznim SBC-ovima (single-board computer), a dotakli smo se i Malina u više navrata. Ipak, nekako smo zaobišli najmanjeg među jednakima, Raspberry Pi Zero W. Takođe, pisali smo o raznim kamerama za mikrokontrolere, ali ne i o kameri za Malinu.

Rpi Zero W je mali kompjuter veličine kreditne kartice. Ovo je već drugi model i zamenio je raniji Zero. Osim što je Zero po dimenzijama manji od standardnog Rapsberry Pi, i cena je osetno manja. Deset američkih „zelembaća” je definitivno sve samo ne puno para. Razlika u ceni je razumljiva i jasno je da malena Malina ne može da se poredi sa većim bratom. Na maloj Malini je BCM2835 procesor koji kuca na taktu od jednog gigaherca. CPU na raspolaganju ima 512 megabajta memorije, što za današnje pojmove o SBC-ovima izgleda smešno. Ipak, ako znamo da je Zero W namenjen za korišćenje i razvijanje namenskih projekata (ne i nužno), onda to i ne izgleda tako strašno. U prilog ovoj tvrdnji ide i činjenica da je 40-pinski heder slobodan, to jest, po potrebi možemo koristiti samo one PTH koje nama trebaju. Zero W je sav u znaku minimalizma, pa tako na njemu imamo sve konektore, minimalne. Neko će reći da je mini HDMI konektor nestandardan, ali nije nešto što se ne može nadomestiti. Za povezivanje sa televizorom ili monitorom potreban je odgovarajući kabl ili adapter. Umesto više standardnih USB konektora, na ploči imamo dva mikro USB konektora. Prvi je USB OtG koji ima direktnu komunikaciju sa Broadcomovim čipom. Ne treba zaboraviti da je u pitanju isti CPU koji se nalazio i na Rpi B (kao i B+, 2 i 3). Da bismo povezali, recimo, i miša i tastaturu, potreban je ili USB hab sa odgovarajućim adapterom, ili ove periferije u bežičnoj varijanti sa Wi-Fi dongleom (i takođe adapterom). Drugi mikro USB priključak se koristi za napajanje sa naponom od pet volti, pri 2,5 ampera.

Neko će reći, šta traži desktop Raspbian na Rpi Zero? Desktop varijanta ovog OS-a će dodatno pojesti ionako malo memorije. Međutim, mi smo za testiranja probali i jednu i drugu. Svakako je da je apsolutna preporuka ako se odlučite za kakav sistem za video-nadzor, da to bude Lite ili slično. Raspbian bez maltretiranja oko desktopa radi sa kamerom osetno brže.

Mikro SD slot je naravno tu za image fajl. Na Zero W nemamo LAN port. Ipak mališa nudi mogućnost povezivanja putem Wi-Fi, Bluetooth veze, ali i LAN-a. Na kraju ono o čemu će i biti reči je konektor kamere koji je 22-pinski, ali mu pitch (razmak kontakata) iznosi 0,5, što je drugačije od standardne Maline, tako da se i za kameru mora nabaviti odgovarajući flat kabl. Do konektora kamere imamo i četiri ’PTH’ sa oznakama ’TV’ i ’RUN’. Na ’TV’ možemo dodati RCA džek i eliminisati potrebu za HDMI-jem, dok se ’RUN’ može koristiti kao klasičan prekidač za uključivanje Maline.

Sa zvaničnih stranica preuzimamo najnoviji image fajl, ide raspakivanje, preko Etchera na karticu i povezujemo sve neophodne periferije. Strujni adapter je tri ampera na pet volti. Za razna testiranja koristimo prigodan mali HDMI displej od sedam inča, uz malo nezgodnu rezoluciju od 800 × 480 piksela. Uz USB adapter još koristimo bežičnu tastaturu sa tačpedom. Problem sa rezolucijom Malina je rešila bez problema, uz restart. Interfejs kamere na svežoj instalaciji dolazi isključen. Možemo ga uključiti tako što idemo na Menu: Preferences: Raspberry Pi Configuration. Pod tabom Interfaces uključujemo Camera, a nakon toga ide restart. Mi smo ovo uradili „linuksaški” tako što smo u Terminalu kucali sudo raspi-config. U Configuration Toolu pod Interfacing options uključujemo kameru, ali i I2C interfejs. Ako koristimo Lite, ovo je i jedini način. Na dalje ćemo nastaviti takav pristup.

Kamera koju smo koristili je OV5647 od pet megapiksela sa standardnim flat konektorom za Rpi. Rekosmo, za Zero W je potreban flat koji sa druge strane ima 0,5 razmak zbog drugačijeg konektora na maloj Malini. Senzor ove kamere je 1/4 inča (3,6 × 2,7 milimetara, 4:3) koji dolazi sa OmniBus tehnologijom. Na raspolaganju su mu AEC, AWB, ABF i ABLC funkcije. Rezolucija kamere je QSXGA (2592 × 1944 piksela), pri 15 sličica u sekundi. Pri nižim rezolucijama je ostvarljiv i mnogo veći framerate. Pri maksimalnoj rezoluciji i brojem frejmova, unutrašnji klok ide i do 80 megaherca. Mi ćemo kameru i koristiti u rezolucijama 1080p, 720p, ali i njenom maksimumu. Za test da li uopšte sve radi kako treba, u Terminalu kucamo raspistill -o image gde bi slika trebalo da se pojavi u /home/pi folderu. Slika u ovom folderu znači da je naša Malina „dobila oči”. Osim OV5647 (rev 1.3), uz Malinu i interfejs kamere možemo koristiti još i ZeroCam Noir, ZeroCam FishEye, Rpi FishEye, Rpi Camera V2 i V2 Noir. Druga revizija bi možda bila i najbolji izbor da cena nije tako neprijateljska.

Vrlo zgodna primena „Maline sa očima” jeste praćenje snimaka preko web servera. Da bismo ovo omogućili prvo nadograđujemo Malinu sa sudo apt-get update i sudo apt-get upgrade. Da bismo uopšte omogućili snimak uživo sa kamere potrebno je da instaliramo Motion alat, tako što kucamo sudo apt-get install motion -y. Ako je sve u redu, snimak se može videti kucanjem komande ls /dev/video*. S obzirom da je naša kamera zvanična kamera Maline (kopija zapravo), da bismo dobili trenutni snimak kucamo sudo modprobe bcm2835-v4l2. Komandom v4l2-ctl -V dobijamo parametre naše kamere, poput njene rezolucije, formata i slično. Na redu je editovanje motion.conf fajla tako što kucamo sudo nano /etc/motion/motion.conf. Da bismo kameru postavili da radi u pozadini i oslobodili terminal, postavljamo daemon on. Isključujemo restrikcije da stream bude samo na localhostu tako što postavljamo stream_localhost off. Apsolutna staza ide na target_dir /home/pi/Camera. Ostaju još parametri same kamere gde postavljamo v4l2_palette 15, width 1920, height 1080 i framerate 30, shodno tehničkoj dokumentaciji same kamere. Ne zaboravimo da promenimo stream_maxrate u recimo „30” (neverovatno je da tu po defaultu stoji „1”). Pri punoj rezoluciji za koju je kamera sposobna ovi parametri idu w=2592, h=1944 i f=15. Da bismo pokrenuli ceo setup potrebno je da pokrenemo daemon tako što kucamo sudo nano /etc/default/motion i menjamo „no” u „yes”: start_motion_daemon=yes. Pri editovanju .conf fajla smo rekli da je direktna staza ka folderu Camera i red je da taj folder i napravimo:

mkdir / home/pi/Camera

sudo chgrp motion /home/pi/Camera

chmod g+rwx /home/pi/Camera

Sada možemo pokrenuti servis sa sudo service motion start. Snimak kamere će se dobiti na url adresi http://raspberrypi:8081 gde je 8081 port Maline. Možemo koristiti i IP adresu koju je Raspberryju dodelio obližnji ruter, uz port u nastavku.

Testirali smo nekoliko rezolucija, uz menjanje frameratea, na računaru i Android telefonu. Zaključak je da kameri treba svetla, i to prilično. Visoke rezolucije se postižu, ali uz osetno kašnjenje i uz ionako nizak framerate. Nekako je najbolji odnos kvaliteta snimka i smanjenog kašnjenja u rezoluciji 720p pri 30 sličica u sekundi.

Praćenje snimaka kamere dok smo kući i nema nekog smisla, tako da bi za remote pristup trebalo da imamo statičnu IP adresu ili da to rešimo tako što ćemo koristiti port forwarding. Jedno od rešenja je i MotionEyeOS (i.sk.rs/357750), možda čak i najbolje. U svakom slučaju, jasno je da Malina i ovako mala može da završi veliki posao. U nekoj povoljnijoj varijanti za nekih 25 do 30 dolara (sa poštarinama, po komadu), možemo napraviti odličan sistem za video-nadzor. I pri tom pričamo o malim računarima kojima možemo u potpunosti da upravljamo. Druga revizija ove kamere (koju nismo imali) je, prema onom što možemo naći na mreži, dosta bolja (blaga reč), ali i osetno skuplja (isto blaga reč). Sad one lažne kamere za video-nadzor (samo kućište) dobijaju i neki drugi smisao, zar ne?