Del 1. Zgradba strojne opreme za avtonomni bioakustični senzor ThinkBioT: 13 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Cilj ThinkBioT je zagotoviti okvir programske in strojne opreme, ki je zasnovan kot tehnološka hrbtenica za podporo nadaljnjih raziskav, z obravnavo podrobnosti zbiranja podatkov, predhodne obdelave, prenosa podatkov in vizualizacije, ki raziskovalcem omogočajo, da se osredotočijo na svoja podjetja za zbiranje klasifikacij in bioakustično metriko..

Ta prototip je še v razvoju in zato priporočam, da počakate, da se zaključijo vse vadnice v seriji ThinkBioT.:) Za najnovejše novice bodite pozorni na ThinkBioT Github na

1. korak: Zberite komponente

Zberite komponente, navedene v datoteki Bill of Materials (priloženo). Jedrne elektronske komponente so navedene z ustreznimi blagovnimi znamkami in niso zamenljive.

2. korak: Zberite potrebna orodja

Za izdelavo tega prototipa poskrbite, da imate vsaj naslednja orodja;

• Električni vrtalnik s 24 -milimetrsko žago in velikim kompletom nastavkov iz plastike
• #1 izvijač s križno glavo
• Stranski rezalniki (ali ostre škarje)
• Male klešče (igelni nos ali standardne)
• Varnostna očala

Upoštevajte: klešče so neobvezne in so potrebne le za uporabnike, ki jim je težko upravljati z majhnimi sestavnimi deli

3. korak: Pripravite ohišje

Nosite zaščitna očala, izvrtajte luknje za priključke v ohišju.

Potrebovali boste 3 luknje

1. USB konektor za montažo na vodotesno ploščo - uporabite žago za luknje ali koračni sveder.
2. Ohišje za mikrofon - uporabite velik sveder
3. SMA prehodni konektor (M-M)

Če uporabljate kovček Evolution 3525, priporočamo vrtanje v ravno ploščo na nasprotni strani ohišja. Vseeno je odvisno od tega, kako nameravate enoto namestiti, samo zagotovite, da so priključki pod enoto za zaščito pred neposrednim dežjem.

Ko je vrtalnik, lahko vstavite mikrofon v nosilec in priključite povezovalni kabel SMA in USB kabel (priložen Voltaic V44).

4. korak: Namestite Stretch na Raspberry Pi 3

Pred namestitvijo v prototip mora biti Raspberry Pi 3 konfiguriran in nameščen operacijski sistem. V enosmernih računalnikih Raspberry Pi je operacijski sistem shranjen na odstranljivi kartici SD.

Uporabil sem Samsung Micro SD EVO+ 128 GB.

Če želite Stretch namestiti na kartico SD;

1. Prenesite Raspbian Stretch iz Raspbian Stretch. Prosimo, upoštevajte: ThinkBioT uporablja Stretch, saj so modeli Coral Edgetpu trenutno testirani le do različice 1.13.0 programa TensorFlow, ki pa ni bil preizkušen na Debian Busterju.
2. Prepričajte se, da je kartica SD oblikovana kot Fat32 v skladu s tem priročnikom.
3. Sledite eni od spodnjih vadnic (odvisno od vrste operacijskega sistema), da sliko Stretch napišete na kartico SD. Windows, Mac OS ali Linux
4. Po želji lahko na tej točki priključite vrata malina HMDI na zaslon.
5. Kartico SD vstavite v režo na malini Pi in jo priključite na napajanje. Sprva bi priporočali uporabo uradnega napajalnika Raspberry, da zagotovite, da med namestitvijo programske opreme ne pride do opozoril glede napajanja.

Prosimo, upoštevajte: Izbral sem polno različico programa Stretch) v nasprotju z različico 'Lite', saj je začetno brezžično povezavo lažje nastaviti z grafičnim vmesnikom. Skripti ThinkBiot onemogočijo dodatne funkcije, ko je naprava v načinu delovanja na terenu, zato grafični vmesnik ne potrebuje večje porabe energije na terenu.

5. korak: Povežite se z lokalnim omrežjem WIFI prek SSH

Za nastavitev prototipa se boste morali povezati z Raspberry Pi za izmenjavo ukazov in ogled nastavitvenih podatkov. Sprva boste morda lažje uporabljali grafični namizni vmesnik, dokler ne povežete SSH. Priporočamo, da se po začetni nastavitvi prek terminala SSH povežete neposredno v ukazno vrstico, kot je opisano na koncu vadnice.

1. Sledite vadnici tukaj in se povežite z našim Raspberry Pi
2. Priporočljivo je tudi, da namestite Winscp, če ste uporabnik wndows, saj je zelo

Opombe: Odvisno od zanesljivosti vašega WiFi -ja smo ugotovili, da se je treba povezati prek vročih točk mobilnih telefonov. Če to nastavite, boste lahko tudi komunicirali z enoto na terenu, kjer ni zunanjega WiFi. Vendar je treba paziti, da ne presežete omejitev podatkov!

6. korak: Namestite Witty Pi 2

Duhovita plošča Pi se uporablja za ohranjanje sistemskega časa, ko je naprava Raspberry Pi napajana, in za vklop in izklop med ciklusom delovanja ThinkBioT.

1. Najprej odprite terminal prek povezave SSH ali lokalno glede na možnost Namizje, za informacije o odpiranju in uporabi terminalske seje kliknite tukaj.
2. Sledite nastavitvam v duhoviti dokumentaciji Pi.
3. Opomba: na vprašanje "Odstranite paket lažnega urnika in onemogočite demon ntpd? (Priporočeno) [y/n]" odgovorite y. Na vprašanje "Ali želite namestiti Qt 5 za delujoč grafični vmesnik? [Y/n]" odgovorite n
4. Ko je vdelana programska oprema nameščena, odstranite Raspberry Pi iz vira napajanja in pritrdite ploščo na Raspberry Pi brez uporabe vijakov.
5. Priključite Raspberry Pi nazaj na napajanje in z uporabo navodil v dokumentaciji Wittty Pi sinhronizirajte čas in zaustavite Raspberry Pi. Za izklop in zagon lahko preprosto pritisnete duhovit gumb Pi.

Korak 7: Sistemske komponente namestite v notranjo ohišje za podporo

Za montažo komponent osrednjega sistema sem uporabil poceni akrilno ohišje Raspberry Pi. Vabljeni, da spremenite vrstni red in slog vgradnje. Med vsakim slojem sem uporabil 2,5 m montažnih stebrov, da sem omogočil pretok zraka, in notranje luknje za montažo komponent.

1. Montaža maline Pi (in pritrjen Witty Pi): z vijaki in nosilci, ki so priloženi napravi Witty Pi, jo pritrdite na eno od osnovnih plošč
2. Montaža Google Coral: Z 2 x lepilnimi nosilci za kabelsko vezico pritrdite Coral na osnovno ploščo s pomočjo kabelskih vez, kot je prikazano na zgornjih slikah
3. Montaža RockBlock: Previdno uporabite eno pritrdilno mesto v luknji za pritrditev vezja in luknjo v osnovni plošči, nato dodajte pritrdilno lepilno držalo za kabel pod enoto in kabelsko vezico, da ustavite premikanje enote. NE zategnite kabelske vezice preveč, saj lahko poškodujete Rockblock. Prepričajte se, da ste izbrali nosilec podobne višine kot Rockblock, ki leži na nosilcu za kabelsko vezico.
4. Priporočamo, da na tem mestu priključite kabel RockBlock, saj je lahko, ko je enota sestavljena, nerodno.
5. Prekomerno dolžino kabelske vezice previdno obrežite s stranskimi rezalniki, medtem ko nosite zaščitna očala.
6. Posamezne plasti ohišja povežite z montažnimi stebri, na tej točki boste morda potrebovali klešče, odvisno od velikosti vaših rok.
7. Lepilni kavelj nanesite na osnovni nivo zdaj popolnega ohišja sestavnih delov.
8. Na tem mestu NE priključite RockBlock in Google Coral.

8. korak: Namestite TensorFlow Lite

1. Odprite novo terminalsko okno na namizju Raspberry Pi ali prek povezave SSH in vnesite naslednje ukaze po vrsticah, da zagotovite, da je namestitev Stretch posodobljena. Prva vrstica zbira posodobitve, druga vrstica namesti posodobitve, tretja pa znova zažene malinovo Pi, da se znova zažene z novimi datotekami.

sudo apt-get posodobitve sudo apt-get upgrade sudo ponovni zagon

2. Zdaj za namestitev programa TensorFlow Lite 1.13.0 vnesite naslednje ukaze po vrsticah. V tem delčku kode se dogaja, da so nameščene zahteve za TensorFlow Lite, nato pa se odstranijo vse prejšnje različice, če obstajajo (da bi se izognili konfliktom), in vnaprej shranjena binarna datoteka programa TensorFlow Lite se prenese iz mojega skladišča in namesti.

OPOMBA: Ker so nekatere od teh precej velikih datotek, lahko traja nekaj časa za namestitev in zahtevajo stabilno internetno povezavo in dobro napajanje. Ugotovil sem, da je moja avstralska širokopasovna povezava povzročila napake v postopku, zato sem moral uporabiti mobilno dostopno točko 4G, ki je delovala odlično.

sudo apt-get install -y libhdf5-dev libc-ares-dev libeigen3-devsudo pip3 install keras_applications == 1.0.7 --no-deps sudo pip3 install keras_preprocessing == 1.0.9 --no-deps sudo pip3 install h5py = = 2.9.0 sudo apt-get install -y openmpi-bin libopenmpi-dev sudo apt-get install -y libatlas-base-dev pip3 install -U-uporabniški šestkolesni mock sudo pip3 uninstall tensorflow wget https:// github. com/mefitzgerald/Tensorflow-bin/raw/master/tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl sudo pip3 namestite tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl

3. Preizkusite namestitev z naslednjim spodnjim skriptom, preprosto vnesite python3 (v terminal), da zaženete poziv python (označeno s >>>). Nato uvozite TensorFlow (tako da lahko uporabite njegove metode) in uporabite metodo različice, pri kateri vrne številko različice, če je bila namestitev uspešna, nato uporabite exit (), da zaprete poziv python.

python3

>> uvoz tensorflow >>> tensorflow._ različica_ 1.13.0 >>> exit ()

9. korak: Namestite Google Coral Edge TPU

Googlova korala bo med razvrščevalnimi nalogami uporabljena za okužbo in mora biti nastavljena z lastno vdelano programsko opremo. Podobno nastavitvi Tensorflow zahteva stabilno okolje za prenos, zato ponovite svojo omrežno povezavo iz prejšnjega koraka.

1. Še ne priklopite usb Google Coral, odprite terminal (lokalno na namizju maline Pi ali prek SSH).
2. Sledite vadnici na naslovu https://coral.withgoogle.com/docs/accelerator/get-started/#set-up-on-linux-or-raspberry-pi, da namestite in preizkusite vdelano programsko opremo Google Coral.

10. korak: Namestite ThinkBioT

1. Odprite terminalska okna lokalno na namizju Raspberry Pi ali prek SSH.

2. Vnesite naslednjo vrstico kode za prenos namestitvenega skripta ThinkBioT.

sudo wget -O installThinkBioT.sh https://github.com/mefitzgerald/ThinkBioT/raw/master/installThinkBioT.sh"

3. Zdaj za začetek namestitve vnesite spodnjo kodo.

sudo sh installThinkBioT.sh

4. Ko je namestitev končana, vnesite naslednje, da varno znova zaženete Raspberry Pi

sudo ponovni zagon

5. Zdaj, ko se prijavite v malino Pi, bi morali imeti v svojem domačem meniju novo datoteko, to je vaša baza podatkov, imenovana tbt_database, in 2 nova imenika, imenik ThinkBioT, ki vsebuje vse skripte ThinkBioT in imenik pyrockblock, ki vsebuje knjižnico rockblock.

Korak: Dokončajte gradnjo

Zdaj smo v fazi dokončanja strojne opreme, dejanska fizična postavitev vaše naprave je odvisna od vašega ohišja, vendar je preprost način za dokončanje projekta spodaj;

1. Z lepilnim kavljem in zanko pokrijete napajalnik in dno ohišja vašega malina pi. Za zagotovitev, da se poravna, se mi je zdelo najbolje, da kavelj in zanko namestimo na površino (tako je na baterijo na primer pritrjena ena lepilna plast, plasti kljuke in zanke pa se pritisneta drug na drugega s končno lepilno plastjo), nato pa pritisnite celotno serijo na notranjo površino ohišja.
2. Zdaj bi morali imeti v ohišju ThinkBioT pritrjen tako primer z malinovim pi, RockBlock in Google Coral kot tudi power bank. Zdaj preprosto odrežite kljuko in zanko ter ponovite dejanje za SoundBlaster Play 3 !.
3. Pospravil sem kable, uporabil sem dodatne lepilne nosilce kablov, da jih lahko lepo povežem s kabelskimi vezmi.
4. Ne vtikajte baterije v duhovito vtičnico Pi.
5. Previdno pritrdite kabel SMA na priključek SMA na rockbloku.
6. Primo mikrofon priključite v SoundBlaster Play 3!
7. Rockblock lahko priključite tudi v malino Pi, vendar ga je lažje pustiti izklopljenega, dokler niste seznanjeni z delovanjem sistema.

Korak: Vodotesnost vašega bioakustičnega senzorja

Odvisno od tega, kje nameravate uporabljati napravo, boste morda potrebovali hidroizolacijo.

Včasih sem sugru tesnil okrog vrat v ohišju in konektorja na sončni plošči, kot je prikazano na sliki, vendar boste morda našli tudi silicijevo ali morsko tesnilno maso/silikonsko delo. Izberem silikonsko lepilo, ki se lahko oblikuje, saj nisem želel, da bi v stike prišlo in potencialno povzročilo odprta vezja.

Korak: Uporabite svoj bioakustični senzor

Zdaj ste dokončali izdelavo strojne programske opreme, uporaba pa je obravnavana v naslednjih vadnicah;

Del 2. Tensorflow Lite Edge Modeli za ThinkBioT

www.instructables.com/id/ThinkBioT-Model-With-Google-AutoML/

Del 3. Delovanje ThinkBioT

tbc