Raspberry Pi Kamera installieren

Einführung

Diese Anleitung erklärt dir den Aufbau deiner Raspberry Pi Kamera und wie du sie anschließen, einrichten, testen und ansteuern kannst. Eine Bibliothek aus zahlreichen Parametern und Befehlen, mit der du deine Kamera über den Raspberry Pi steuern kannst und eine umfangreiches Datenblatt bieten dir einen komfortablen Einstieg in die Funktionsweise der Raspberry Pi Kamera und den zugehörigen Infrarot LEDs für die Nachtsichtfunktion.

Du hast noch keine Kamera? Dann kannst du hier noch schnell zuschlagen!

Los geht’s!

Voraussetzung

Was brauchst du? Vorausgesetzt für den Anschluss deiner Raspberry Kamera sind folgende Dinge:

1. Raspberry Pi  (mit allen Modellen kompatibel, welche eine Kamera-Schnittstelle besitzen). Für den Anschluss an einen Raspberry Pi 5 und Pi Zero benötigst du ein passendes Flachbandkabel, da der Anschluss-Sockel ein anderer ist.
2. Eine Micro SD-Karte (HC) mit mindestens 8GB Speicherkapazität, auf welcher ein bootfähiges Betriebssystem installiert ist. Bei dieser Anleitung beziehen wir uns auf das gängige Betriebssystem Raspbian.
3. Ein Netzteil mit Micro-USB Anschluss – Output 5,0 V DC (‚=‘, Gleichspannung); mindestens 2A
4. Und für die Bedienung, einen Bildschirm mit HDMI-Eingang, entsprechend auch ein HDMI-Kabel, sowie eine USB Tastatur und ggf. Maus (Sofern du nicht mit deinem Computer per Remote Display oder SSH auf den Raspberry Pi zugreifst).

Lieferumfang

Der Paketinhalt der Electreeks Raspberry Pi Kamera kommt sicher verpackt in Antistatik-Folie und einer schmucken Faltschachtel. Zum Schutz der Kamera-Linse ist eine kleine Abdeckkappe mit dabei.

Aufbau

Infrarot-LED-Platinen

Auch wenn die Infrarot-LED-Platinen, welche die Nachtsicht überhaupt erst ermöglichen, recht unscheinbar aussehen, enthalten sie doch viele funktionale Bauteile. Diese siehst du im Bild darunter eingekreist und nummeriert. Die Infrarot LED (2) ist das Herzstück der Platine. Diese sendet infrarotes Licht in einer Wellenlänge zwischen 845 und 855 Nanometern im elektromagnetischen Spektrum aus, welches vom Fotosensor im Dunklen aufgenommen wird. Da diese Wellenlänge knapp am sichtbaren Licht angrenzt, sieht man noch ein rotes schimmern. Aber der Großteil wird im nicht sichtbaren infraroten Bereich ausgestrahlt. Darüber ist eine Streulinse (1) gesteckt, welche dafür sorgt, dass das Licht der LED gut im Raum verteilt wird. Damit kann die Kamera eine gleichmäßig beleuchtete Nachtaufnahme machen.

Die LEDs passen sich durch den integrierten Fotowiderstand (3) automatisch den Lichtverhältnissen an. Obendrein kannst du die Intensität über ein kleines Potentiometer (4) einstellen bzw. die LEDs abschalten, falls du sie gerade nicht benötigst.

Das Modul selbst wird mit 3,3 V direkt vom Kamera-Modul versorgt. Das ist möglich, da sich an den Schraubverbindungen Goldkontakte (5) für die Energieübertragung befinden. Da diese auf Vorder- und Rückseite aufgetragen sind, spielt es keine Rolle, ob die LED-Platine oder das Kamera-Modul oben liegt. Was du vermeiden solltest, ist die IR-LED-Platine nach hinten abstrahlend zu montieren. Davon abgesehen, dass es nicht wirklich einen Nutzen hätte, würdest du damit die LED zerstören, da diese nicht Verpolungssicher ist. Die Stromaufnahme liegt ca. zwischen 200mA und 900mA.

Infrarotes-Licht zeichnet sich durch seine Wärmestrahlung aus. Daher dienen zwei Kühlkörper, welche auf der Rückseite auf den Goldflächen angebracht werden zur besseren Wärmeabfuhr.

Montage und Installation

Kommen wir nun zum spannenden Teil dieses Kapitels. Wie kann ich meine Raspberry Pi Kamera installieren? Das ist in der Tat nicht sonderlich schwer. Als Erstes solltest du dich entscheiden, wo du deine Kamera einsetzen möchtest. Willst du sie nur im Hellen betreiben? Dann empfehlen wir dir, die LED-Platinen vorerst nicht zu installieren. Diese strahlen dauerhaft infrarotes Licht ab und beeinflussen so die Bildfarbe stärker. Du kannst die LEDs aber auch nach der Montage über die Potentiometer abschalten. Das liegt ganz in deinem Ermessen.

Ein Hinweis zu Beginn: Führe die Arbeiten stets im spannungsfreien Zustand durch. Trenne deinen Raspberry Pi also vorher von der Stromversorgung. Achte ebenfalls darauf, dass du dich nicht an den Bauteilen statisch entlädst. Im ungünstigsten Fall kann das zu einem Defekt führen. Berühre also vorher am Besten einfach einen anderen metallischen geerdeten Gegenstand, um sicher zu gehen. Ein Heizkörper eignet sich immer sehr gut.

Anbringen der Infrarot-LED-Platinen: Befestige die Infrarot-LED-Platine mithilfe der Schrauben und Muttern links und rechts an dem Raspberry Pi Kamera-Modul, sodass die Infrarot-Scheinwerfer in die gleiche Richtung zeigen, wie die Kameralinse. Welche der Platinen du links oder rechts anbringst ist egal. Sie sind komplett baugleich. Am besten eignet sich für die Montage ein kleiner Kreuzschlitz-Schraubendreher und ruhige Finger
	Anschluss des 15 poligen FFC Flachband-Kabels: Um das Flexkabel an der Kamera zu befestigen, heb als Erstes den schwarzen Steg am Anschlusssockel unterhalb der Kameralinse an. Steck dann das Flachband-Kabel in die dafür vorgesehene Vorrichtung und drück den Steg wieder nach unten, so wird es gespannt. Achte darauf, dass das Kabel vollständig eingesteckt ist und dessen Kontakte richtig herum auf den Kontakten des Anschlusssockels am Kameramodul liegen
Anschluss an deinen Raspberry Pi: Steck das Kabel an den vorgesehenen Camera Connector (CSI) am Raspberry Pi. Dieser befindet sich bei den aktuellen Modellen zwischen dem HDMI- und dem Audio-Anschluss (Beim RPi Zero befindet er sich an der Stirnseite. Beachte aber, dass du hierfür ein anderes Kabel benötigst). Heb auch hier den Steg am Anschlusssockel vorher an und achte darauf, dass du das Flexkabel richtig einsteckst. Bitte verwechsle ihn nicht mit dem Anschluss-Slot für das Display. Dieser ist genau baugleich. Die beiden Ports sind in der Regel auf dem Raspberry Pi beschriftet

Kompatibilität mit anderen Entwicklerboards 

Grundsätzlich ist die Kompatibilität gegeben, wenn das Board (oder Erweiterungsmodule hierfür) über einen CSI-Connector o.vgl. verfügen und folgende Hardware unterstützen: Raspberry Pi Kamera V2 / OV5647 Sensor.

Je nach Betriebssystem und Chipsatz kann ein anderer Treiber notwendig sein.

Inbetriebnahme

Zu guter letzt geht es darum, die Raspberry Pi Kamera am RPi einzurichten. Auch das ist keine große Sache und schnell erledigt.

Raspberry Pi Kamera einrichten:

Starte das Betriebssystem Raspbian. Öffne das LXTerminal im oberen Menüband und gib in die Konsole den Befehl sudo raspi-config ein. Es öffnet sich das Konfigurationsmenü. Wähle dort den Punkt 5 „Interfacing Options“. Unter dem Punkt P1 kannst du nun deine Kamera aktivieren, indem du die Frage “Would you like the camera interface to be enabled?” bestätigst. Das war’s schon.

Beachte, dass in älteren Softwareversionen von Raspbian die Navigation des Konfigurationsmenü etwas davon abweichen kann.

Optional kannst du das Kamera-Setup auch im GUI (Grafisch) basierten Konfigurationsmenü einschalten. Dieses findest du im Startmenü, unter Einstellungen im Menüpunkt Raspberry-Pi-Konfiguration. Unter dem Reiter Schnittstellen musst du dann das Optionsfeld “Kamera” aktivieren. Ist dein Raspberry Pi auf Englisch eingestellt, ist die Navigation folgende: Start-Button – Preferences – Raspberry Pi Configuration – Interfaces – Camera – Enabled.

Die Einstellung erfordert in jeder Vorgehensweise einen Neustart des Pi’s.

Raspberry Pi Kamera testen:

Um zu testen, ob alles geklappt hat, wechsle zurück ins LXTerminal und gib den Befehl vcgencmd get_camera ein. Damit prüfst du, ob die Kamera erstens richtig angeschlossen wurde (detected) und zweitens ob dein Raspberry Pi Computer die Kamera unterstützt sowie die Schnittstelle in den Konfigurationen, wie eben beschrieben aktiviert wurde (supported).

• Wird supported=1 und detected=1 ausgegeben, ist die Kamera richtig eingerichtet und angeschlossen.
• Bei supported=0: Softwareversion des Pi überprüfen und gegebenenfalls update durchführen. Prüfen, ob du die Kamera richtig konfiguriert hast.
• Bei detected=0: Die Kamera ist nicht richtig angeschlossen, oder es besteht durch Verschmutzung, Beschädigung etc. kein voller Kontakt zur Kamera.

Wird supported=0 angezeigt, wird in der Regel auch die Kamera nicht erkannt, also detected ebenfalls 0 ausgegeben. Das ist ein klares Anzeichen dafür, dass die Kamera-Schnittstelle nicht eingerichtet ist.

Nun ist es an der Zeit, uns endlich ein Bild ausgeben zu lassen. Der Befehl raspistill -f sollte hierfür zu Beginn ausreichen.

Er gibt dir für Fünf Sekunden eine Vorschau im Vollbildformat 4:3 aus. Sollte das Bild etwas unscharf sein, kannst du es durch Drehen des Fokus am Objektiv einstellen.

Möchtest du das Vorschaubild länger ausgeben, kannst du mit dem Zusatz -t und einem Wert in Millisekunden (ohne Einheit) die Ausgabelänge ändern. Bsp: raspistill -f -t 20000 gibt das Vorschaubild für 20 Sekunden aus.

In Kürze findest du auch eine Auflistung aller wichtigen Befehle, um deine Kamera im LX Terminal anzusteuern.