Anleitung Raspberry Pi Kamera anschließen | Electreeks®

https://electreeks.de/tutorials/raspberry-pi-kamera-ansteuern-b26.htmlDiese Anleitung erklärt dir den Aufbau deiner Raspberry Pi Kamera und wie du sie anschließen, einrichten, testen und ansteuern kannst.
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:
- 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.
- Eine Micro SD-Karte (HC) mit mindestens 8GB Speicherkapazität, auf welcher ein bootfähiges Betriebssystem installiert ist. Bei dieser Anleitung beziehen wir uns auf Raspberry Pi OS (vormals Raspbian).
- Ein Netzteil mit Micro-USB Anschluss – Output 5,0 V DC (‚=‘, Gleichspannung); mindestens 2A
- 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.
Kamera-Modul mit Auto-IR-Cut Das NOIR Kamera-Modul ist Hauptbestandteil. Der Fotosensor verbirgt sich hinter einem einstellbaren Fokus und einem Objektiv mit einer 75,7° Linse bzw. einer 175° Linse bei dem Modul mit Super-Weitwinkelobjektiv (Fisheye). |
2 Infrarot-LEDs Die LEDs dienen für Nachtaufnahmen und können optional angeschlossen werden. Im Dunkeln liefern sie dir eine großartige einstellbare Ausleuchtung mit infrarotem Licht, wodurch das Modul als perfekte Raspberry Pi Nachtsichtkamera fungiert. |
Flachbandkabel 15 cm Das Flexkabel (Typ: AWM 20624 80C 60V VW-1) ist 15cm lang und perfekt für kleine Projekte und geeignet zum Anschluss von Kameras und verschiedenen Displays. Wir bieten dir zusätzlich Flachbandkabel in verschiedener Länge. Schau in den Produkten nach. |
Schrauben und Kühlkörper Die vier metrischen M2 Schrauben und Muttern werden zur Montage der Infrarot-LEDs an das Kamera Modul benötigt. An den Löchern befinden sich die Kontaktflächen. 2 Kühlkörper dienen zum Kühlen der IR-LEDs und werden auf der Rückseite angebracht. |
Aufbau
Kamera-Modul Der in der Kamera verbaute OV5647 CMOS (BSI) Fotosensor hat eine Auflösung von 5 Megapixel und kann Videos in Full-HD-Qualität (1080p) bei 30 fps aufnehmen, sowie Fotos mit einer Auflösung von 2592 x 1944 Pixel. Er besitzt keinen Infrarot-Sperrfilter, was es der Kamera ermöglicht, Nachtaufnahmen zu tätigen. Der Fokus ist manuell einstellbar und kann so an die jeweilige Entfernung angepasst werden. Der integrierte Infrarot-Sperrfilter sorgt dafür, dass am Tag vom Fotosensor die infrarote Strahlung nicht aufgenommen wird und somit ein Rotstich in Aufnahmen vermieden wird. An den vier Ecken der Platine befinden sich auf der Vorder- und Rückseite Kontaktflächen sowie vier Löcher. Diese dienen zur Montage der Infrarot-LED und gleichzeitig zur Spannungsversorgung dieser. Der Anschluss an den Raspberry Pi erfolgt über ein FFC Flachbandkabel AWM 20624 80C 60V VW-1. Der Anschlusssockel hierfür befindet sich unterhalb des Objektivs. |
Standardobjektiv und Weitwinkelobjektiv Aktuell sind zwei verschiedene Electreeks Raspberry Pi Kamera Module erhältlich. Einmal mit einem 75,7° (d) Standardobjektiv und einmal mit 175° (d) Weitwinkelobjektiv (fisheye) im Vollbild-Format. Das Standardobjektiv entspricht ungefähr dem Blickfeld des Menschen, wobei das Fischaugen-Objektiv durch die 175° Weitwinkel-Linse und der verkürzten Brennweite ein erweitertes Sichtfeld bietet. |
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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:
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Anschluss des 15 poligen FFC Flachband-Kabels:
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Anschluss an deinen Raspberry Pi:
Hinweis: Diese Anleitung bezieht sich auf den Raspberry 4, 3 und 2. Der Raspberry Pi 5 verfügt über zwei kombinierte Mini-CSI Camera- & Display-Ports, was dir noch mehr Möglichkeiten bietet. Die passenden Bundles und Kameras haben wir selbstverständlich auch für dich im Shop! Schau vorbei! |
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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:
Hinweis:
Diese Einstellung ist bei den akutellsten Raspberry Pi OS Versionen nicht mehr erforderlich, da das Kamera-Interface standardmäßig aktiviert ist.
Starte Raspberry Pi OS. 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.
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Die Einstellung erfordert in jeder Vorgehensweise einen Neustart des Pi’s.
Raspberry Pi Kamera testen:
Um zu überprüfen, ob deine Raspberry Pi Kamera korrekt angeschlossen und vom System erkannt wurde, öffne das LXTerminal und gib folgenden Befehl ein:
libcamera-hello
Wenn alles richtig eingerichtet ist, öffnet sich ein Live-Vorschaufenster der Kamera für etwa fünf Sekunden.
- Siehst du das Livebild, ist die Kamera korrekt verbunden, betriebsbereit und vom aktuellen Kamera-Stack unterstützt.
- Falls eine Fehlermeldung erscheint (z. B. „No cameras available“), überprüfe die Verkabelung und stelle sicher, dass du das aktuelle Raspberry Pi OS (ab Bullseye oder Bookworm) verwendest.
Möchtest du ein Testbild speichern, kannst du folgenden Befehl verwenden:
libcamera-jpeg -o testbild.jpg
Dieser Befehl erstellt ein Foto mit dem Namen testbild.jpg
im aktuellen Verzeichnis.
Möchtest du das Vorschaufenster länger anzeigen lassen, kannst du die Anzeigedauer mit -t
(in Millisekunden) anpassen. Beispiel:
libcamera-hello -t 20000
Das Vorschaufenster bleibt in diesem Fall 20 Sekunden geöffnet. So kannst du bequem den Fokus einstellen oder die Position der Kamera justieren.
Tipp: Sollte die Kamera nicht erkannt werden, prüfe in der Datei /boot/firmware/config.txt
, ob folgende Zeile vorhanden ist:
camera_auto_detect=1
Hier findest du eine Auflistung aller wichtigen Befehle, um deine Kamera im LX Terminal anzusteuern.
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