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Kameraaufnahme mit HC-SR501 Bewegungsmelder am Raspberry Pi

Veröffenticht am 26.10.2016 von Wolfgang in der Kategorie Raspberry Pi, Sensoren bisher 8 Reaktionen Zuletzt überarbeitet am 21.02.2017

In diesem Beitrag geht es um die Realisierung eines Bewegungsmelder mit einem PIR Bewegungssensor vom Typ HC-SR501 am Raspberry Pi unter Python. Dabei soll als Aktion bei festgestellter Bewegung eine Kameraaufnahme erfolgen.

Für diesen Aufbau sind neben einem Raspberry Pi mit aktuellem Raspbian Betriebssystem ein PIR Bewegungssensor, ein Kameramodul und ein freier GPIO Pin notwendig. Um die Speicherkarte zu schonen, speichere ich die Bilder in einer angelegten Ram-Disk ab. Die Einrichtung ist schnell erledigt und kann natürlich auch für andere Anwendungen verwendet werden. In meinem Beitrag “In 4 Schritten eine Ram-Disk auf dem Raspberry Pi anlegen” kannst du die notwendigen Eingaben hierzu nachlesen.

PIR Bewegungssensor HC-SR501

Für die Erfassung der Bewegung verwende ich einen PIR Bewegungssensor HC-SR501 der mit drei female-female Jumper Kabel am Raspberry Pi angeschlossen wird. Da die Eingangsspannung 5 V und die Ausgangsspannung 3,3V beträgt, kann der Anschluss direkt an den entsprechenden GPIO Pins erfolgen. In meinem Beispielsaufbau sind dies die Pins 2 für die 5 Volt, der Pin 6 für den GND und der Pin 37 als GPIO 26 als Spannungseingang.

Anschlussbelegung
Stellschrauben für die Sensitivität der Bewegung und der Zeitbestimmung der Dauer für die Spannungsausgabe am OUT-Pin
drei Pins reichen für den Anschluss und Betrieb aus
die Plastikkappe kann ohne Probleme entfernt werden und zeigt die genaue Pin Belegung an

Kameramodul

Persönlich verwende ich für Überwachungsaufgaben noch ein Modul mit der Bezeichnung Ref. 1.3, da ich der Meinung bin die gebotenen 5 Megapixel sind ausreichend. Bei dem neuen Kameramodul mit der Bezeichnung V2.1 mit 8 MP und gleicher Videoauflösung wie dem Vorgängermodell wird nicht nur auf Amazon die Problematik der Unschärfe von Benutzern bemängelt. Solltest du also noch ein “altes” Kameramodul besitzen, kannst du getrost von einer Neuanschaffung absehen. Wenn du dir jedoch erst ein Kameramodul zulegen musst/möchtest, dann schaue dir doch mal meinen kleinen Vergleichstest zwischen Kameramodul Ref 1.3 Klon und Original an.

Die Einrichtung des Kameramoduls am Raspberry Pi erfolgt in wenigen Schritten. Nach dem direkten Anschluss an den Raspberry Pi CSI-Bus bootest du den RasPi und öffnest dort das Terminal-Programm. Mit folgenden Befehlen bringst du das System auf den neusten Stand.

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

1 2	sudo apt-get update sudo apt-get upgrade

Danach öffnest du das Konfigurationsprogramm des Raspberry Pi mit

sudo raspi-config

1	sudo raspi-config

und wählst dort den Menüpunkt 6 Enable Camera aus. Die erscheinende Frage “Would you like the camera interface to be enabled?” bestätigst du mit <Ja>.

Nach einem Neustart des Raspberry Pi kannst du auf die Kamera zugreifen. Eine Testaufnahme kannst du direkt aus dem Terminal mit folgenden Befehl ausführen.

raspistill -v -o test.jpg

1	raspistill -v -o test.jpg

Anschluss am CSI-Bus
Auswahl der Kamera Menüpunkt 6 im Konfigurationsmenü raspi-config
Bestätigung der gewünschten Aktivierung des Kameramoduls

Das Python-Programm

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
# Python Version 2.7
# hc-sr501undkamera.py
# Bewegungsmelder löst Kameraaufnahme aus
#------------------------------------------------------------

# Einbindung der notwendigen Grundbibliotheken
import os, sys, time

# Einbindung GPIO's für Bewegungsmelder
import RPi.GPIO as gp

# Einbindung der Kamera
import picamera

# Global Pfad der Bilder
bilderPfad = "/var/pictmp/"
# Wichtig - zu Testzwecken werden die Bildaufnahmen in der Ram-Disk gespeichert!!!!

def gpioInitalisieren():
    # GPIO zur Verwendung vorbereiten
    try:
        # GPIO für HC-SR501 Bewegungsmelder initialisieren
        gp.setmode(gp.BCM) # BCM Nummern verwenden
        gp.setwarnings(False) # Warnmeldungen abschalten
        gp.setup(26, gp.IN) # Pin 37 - BCM Bummer 26 - GPIO26 wird Eingang
        print "GPIO initialisiert."
    except:
        print "Fehler bei der GPIO-Initialisierung."
        
def aktuelleZeit(werta, wertb):
    zeitpunktMessung = time.localtime()
    jahr, monat, tag = zeitpunktMessung[0:3]
    stunde, minute, sekunde = zeitpunktMessung[3:6]
    systemUhrzeit = str(stunde).zfill(2) + ":" + str(minute).zfill(2) + ":" + str(sekunde).zfill(2)
    systemDatum = str(tag).zfill(2) + "." + str(monat).zfill(2) + "." + str(jahr)
    if werta == "time" and wertb == "date":
        ermittelteZeit = systemUhrzeit + " " + systemDatum
    elif werta == "date" and wertb == "time":
        ermittelteZeit = systemDatum + " " + systemUhrzeit
    elif werta == "time" and wertb == "":
        ermittelteZeit = systemUhrzeit
    elif werta == "date" and wertb == "":
        ermittelteZeit = systemDatum
    else:
        ermittelteZeit = zeitpunktMessung
    return ermittelteZeit

def meldungBewegung(channel):
    # Sensor meldet Bewegung
    global bilderPfad
    print "Bewegung gemeldet"
    # Generierung des Dateinamen
    aufnahmeZeitpunkt = aktuelleZeit("date", "time")
    dateiName = bilderPfad + aufnahmeZeitpunkt + ".jpg"
    # Kamera initialisieren
    try:
        cam = picamera.PiCamera()
        cam.resolution = (1024, 768) # Auflösung für Bildspeicherung
        print "Bildaufnahme unter Dateiname ", dateiName, " gespeichert."
        cam.start_preview()
        # Camera warm-up time
        time.sleep(2)
        cam.capture(dateiName)
        cam.close() # damit die Kamera nicht ständig in Betrieb ist
    except:
        # Fehler bei der Aufnahme 
       print "Fehler bei der Bildaufnahme."

#GPIO initialisieren
gpioInitalisieren()

# Überwachung des Bewegungssensor HC-SR501
print "Überwachung beginnt."
gp.add_event_detect(26, gp.FALLING, callback=meldungBewegung) # an GPIO 26 - Pin 37

#!/usr/bin/python

# coding=utf-8

# Python Version 2.7

# hc-sr501undkamera.py

# Bewegungsmelder löst Kameraaufnahme aus

#------------------------------------------------------------

# Einbindung der notwendigen Grundbibliotheken

import os, sys, time

# Einbindung GPIO's für Bewegungsmelder

import RPi.GPIO as gp

# Einbindung der Kamera

import picamera

# Global Pfad der Bilder

bilderPfad = "/var/pictmp/"

# Wichtig - zu Testzwecken werden die Bildaufnahmen in der Ram-Disk gespeichert!!!!

def gpioInitalisieren():

# GPIO zur Verwendung vorbereiten

try:

# GPIO für HC-SR501 Bewegungsmelder initialisieren

gp.setmode(gp.BCM) # BCM Nummern verwenden

gp.setwarnings(False) # Warnmeldungen abschalten

gp.setup(26, gp.IN) # Pin 37 - BCM Bummer 26 - GPIO26 wird Eingang

print "GPIO initialisiert."

except:

print "Fehler bei der GPIO-Initialisierung."

def aktuelleZeit(werta, wertb):

zeitpunktMessung = time.localtime()

jahr, monat, tag = zeitpunktMessung[0:3]

stunde, minute, sekunde = zeitpunktMessung[3:6]

systemUhrzeit = str(stunde).zfill(2) + ":" + str(minute).zfill(2) + ":" + str(sekunde).zfill(2)

systemDatum = str(tag).zfill(2) + "." + str(monat).zfill(2) + "." + str(jahr)

if werta == "time" and wertb == "date":

ermittelteZeit = systemUhrzeit + " " + systemDatum

elif werta == "date" and wertb == "time":

ermittelteZeit = systemDatum + " " + systemUhrzeit

elif werta == "time" and wertb == "":

ermittelteZeit = systemUhrzeit

elif werta == "date" and wertb == "":

ermittelteZeit = systemDatum

else:

ermittelteZeit = zeitpunktMessung

return ermittelteZeit

def meldungBewegung(channel):

# Sensor meldet Bewegung

global bilderPfad

print "Bewegung gemeldet"

# Generierung des Dateinamen

aufnahmeZeitpunkt = aktuelleZeit("date", "time")

dateiName = bilderPfad + aufnahmeZeitpunkt + ".jpg"

# Kamera initialisieren

try:

cam = picamera.PiCamera()

cam.resolution = (1024, 768) # Auflösung für Bildspeicherung

print "Bildaufnahme unter Dateiname ", dateiName, " gespeichert."

cam.start_preview()

# Camera warm-up time

time.sleep(2)

cam.capture(dateiName)

cam.close() # damit die Kamera nicht ständig in Betrieb ist

except:

# Fehler bei der Aufnahme

print "Fehler bei der Bildaufnahme."

#GPIO initialisieren

gpioInitalisieren()

# Überwachung des Bewegungssensor HC-SR501

print "Überwachung beginnt."

gp.add_event_detect(26, gp.FALLING, callback=meldungBewegung) # an GPIO 26 - Pin 37

Die Bibliothek time ist nicht zwingend notwendig, allerdings verwende ich in dem Beispiel die aktuelle Zeit zur Generierung des Dateinamens. Zur Ansteuerung des Bewegungssensors wird der GPIO 26 als Eingang initialisiert. Die Überwachung, ob eine Spannung am GPIO-Eingang anliegt, wird mit der Funktion event_derecred() in einem Interrupt durchgeführt. Folgende Angaben finden hier Verwendung:

channel = 26 # GPIO-Pin
für das Erkennen einer fallenden Flanke 1 zu 0 : gp.FALLING
als Callback-Funktion wird mit callback=meldungBewegung die Kameraaufnahme in def meldungBewegung(channel) aufgerufen

Weitere Informationen zur Interrupt-Verarbeitung mit Python am Raspberry Pi findest du auf gleichnamigen Beitrag auf netzmafia.de.

Zur Bildaufnahme in meldungBewegung() greife ich auf die Bibliothek picamera zurück. Diese muss eventuell noch auf dem Raspberry Pi mit folgenden Befehlen installiert werden.

sudo apt-get install python-picamera python3-picamera

1	sudo apt-get install python-picamera python3-picamera

Servus, ich bin Wolfgang.

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8 Reaktionen (6 Kommentare)

Oliver schrieb am 7. Juli 2018:

Hallo Wolfgang,
zunächst vielen Dank für das Script. Ich habe es zum laufen bekommen und steuere damit eine Spiegelreflexkamera in einem “Fakeblitzer” ( keine Angst wir nutzen den nur auf Autotreffen als Gimmick, um den Teilnehmern ein paar nette Bilder mitzugeben 😉 )

Ich bekomme das angepasste Script aber nicht über Autostart im Hintergrund zum laufen. Hier mal das Script. Im python editor läuft es super! Es ist nur doof jedes mal vor der Inbetriebnahme, remote auf dem Raspberry das Script zu starten.
Vielleicht hast du ja einen Tipp.

#!/usr/bin/python3
# coding=utf-8
# Python Version 3
# hc-sr501undkamera.py
# Bewegungsmelder löst Kameraaufnahme aus
#————————————————————

# Einbindung der notwendigen Grundbibliotheken
import os, sys, time, signal, subprocess

# Einbindung GPIO’s für Bewegungsmelder
import RPi.GPIO as gp

# Einbindung der Kamera
import picamera
# Dateime und Gp2 einbinden

from datetime import datetime
from sh import gphoto2 as gp2
from subprocess import call

def killGphoto2Process():
p = subprocess.Popen([‘ps’, ‘-A’], stdout=subprocess.PIPE)
out, err = p.communicate()

# Search for the process we want to kill
for line in out.splitlines():
if b’gvfsd-gphoto2′ in line:
# Kill that process!
pid = int(line.split(None,1)[0])
os.kill(pid, signal.SIGKILL)

# Global Pfad der Bilder
bilderPfad = “/home/pi/Pictures/Blitzer/”
# Wichtig – zu Testzwecken werden die Bildaufnahmen in der Ram-Disk gespeichert!!!!

def gpioInitalisieren():
# GPIO zur Verwendung vorbereiten
try:
# GPIO für HC-SR501 Bewegungsmelder initialisieren
gp.setmode(gp.BCM) # BCM Nummern verwenden
gp.setwarnings(False) # Warnmeldungen abschalten
gp.setup(26, gp.IN) # Pin 37 – BCM Bummer 26 – GPIO26 wird Eingang
print (“GPIO initialisiert.”)
except:
print (“Fehler bei der GPIO-Initialisierung.”)

def aktuelleZeit(werta, wertb):
zeitpunktMessung = time.localtime()
jahr, monat, tag = zeitpunktMessung[0:3]
stunde, minute, sekunde = zeitpunktMessung[3:6]
systemUhrzeit = str(stunde).zfill(2) + “:” + str(minute).zfill(2) + “:” + str(sekunde).zfill(2)
systemDatum = str(tag).zfill(2) + “.” + str(monat).zfill(2) + “.” + str(jahr)
if werta == “time” and wertb == “date”:
ermittelteZeit = systemUhrzeit + ” ” + systemDatum
elif werta == “date” and wertb == “time”:
ermittelteZeit = systemDatum + ” ” + systemUhrzeit
elif werta == “time” and wertb == “”:
ermittelteZeit = systemUhrzeit
elif werta == “date” and wertb == “”:
ermittelteZeit = systemDatum
else:
ermittelteZeit = zeitpunktMessung
return ermittelteZeit

def meldungBewegung(channel):
# Sensor meldet Bewegung
global bilderPfad
print (“Bewegung gerkannt. Bild wir erstellt”)
# Generierung des Dateinamen
aufnahmeZeitpunkt = aktuelleZeit(“date”, “time”)
dateiName = bilderPfad + aufnahmeZeitpunkt + “.jpg”
# Kamera initialisieren
try:
call ([“gphoto2″,”–capture-image-and-download”,”–filename”,”/home/pi/Pictures/Blitzer/photo-%Y%m%d-%H%M%S.jpg”])
#cam = picamera.PiCamera()
#cam.resolution = (1024, 768) # Auflösung für Bildspeicherung
print (“Bildaufnahme unter Dateiname “, dateiName, ” gespeichert.”)
#cam.start_preview()
## Camera warm-up time
#time.sleep(2)
#cam.capture(dateiName)
#cam.close() # damit die Kamera nicht ständig in Betrieb ist
except:
# Fehler bei der Aufnahme
print (“Fehler bei der Bildaufnahme.”)

#GPIO initialisieren
gpioInitalisieren()

# Überwachung des Bewegungssensor HC-SR501
print (“Überwachung beginnt.”)
gp.add_event_detect(26, gp.FALLING, callback=meldungBewegung) # an GPIO 26 – Pin 37

Antworten

Wolfgang schrieb am 8. Juli 2018:

Hallo Oliver,
vielen Dank für Deine Rückmeldung. Es freut mich, wenn mein Skript Verwendung findet. Dein Skript dürfte einen automatischen Aufruf im Autostart nicht verhindern. Hast du dir mal meine beiden Beiträge zum Thema “Python-Skripte automatisch starten” angesehen? Solltest du den Raspberry Pi nicht im Desktop Modus laufen lassen, müsste dir mein Beitrag “Python Script auf dem Raspberry Pi automatisch starten” helfen. Wenn du den Raspberry Pi im Desktop Mdus betreibst, dann ist der Beitrag “Autostart eines Python Programm auf dem Raspberry Pi” eigentlich die richtige Adresse.
Viele Grüße
Wolfgang

Antworten

Philip schrieb am 23. September 2017:

Leider funktioniert die Programmierung nicht.
Wie mein Vorgänger schrieb:

GPIO initialisiert.
Überwachung beginnt.

Danach passiert dann rein gar nichts mehr.
Schade.

Antworten

Wolfgang schrieb am 26. September 2017:

Hallo Philip,
vielen Dank für Deinen Kommentar. Welche Version von Python und Raspbian verwendest du? Eventuell wird die Interrupt-Verarbeitung nicht mehr bzw. etwas anders unterstützt…
Viele Grüße
Wolfgang

Antworten

nils schrieb am 6. Juli 2017:

Hallo

habe dein script mal angeschaut. und zum leben zu erwecken.
doch leider nach einem Start legt es wieder auf , als schleife geht das nicht
start OK

GPIO initialisiert.
Überwachung beginnt.

das wars dann .

leider.

weder mit nohup oder screen bleibt dein script aktiv.

aber sonst gut

Antworten

Wolfgang schrieb am 9. Juli 2017:

Hallo,

nach dem Start wartet das Programm auf eine Meldung des Sensors um eine Bildaufnahme zu machen. Siehe hierzu Zeile 76 und die Beschreibung unter dem Code. Ein Abbruch der Überwachung ist nicht Implementiert, kann jedoch durch die Erweiterung des Programmes leicht erfolgen.

Viele Grüße
Wolfgang

Antworten

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