Rasberry Pi Zero - Face Camera (Vỏ in 3D cho Pi Zero 2 + Camera Module v3)

Đây là một bộ vỏ có thể in 3D hoàn toàn cho Raspberry Pi Zero 2 & Camera Module v3 (Wide) để dùng làm face camera.
Mục đích chính là làm HMC (Helmet Mounted Camera) không dây cho facial motion capture.
Ví dụ app Brekel Body v3 có thể tận dụng cái này cho tính năng face tracking.
Có thể gắn bằng phần cứng ngàm GoPro tiêu chuẩn như extension arms & plates (mấy món này cũng có thể 3D print).

Phần mềm dựa trên mã nguồn mở camera-streamer với các thiết lập được tối ưu cho Camera Module v3 để live stream ở frame rate cao nhất có thể.
Có một phiên bản tích hợp LED ring để rọi sáng khuôn mặt, và một phiên bản không có LED ring.

• vỏ in 3D 100%, lắp kiểu bấm khớp (snap), không cần ốc
• stream video qua WiFi (40–60 fps)
• khoảng 50 gram (tính cả linh kiện điện tử)
• cấp nguồn bằng USB powerbank bỏ túi (xài được nhiều giờ)
• gắn bằng connector GoPro tiêu chuẩn (ngàm trên/dưới hoặc ngàm bên)
• có tuỳ chọn giải pháp ngàm in 3D rất linh hoạt:

Print settings:

Tất cả chi tiết đã được canh hướng in tối ưu sẵn.

Đa số profile mặc định của máy in là ổn, dưới đây là thiết lập mình dùng:

Layer height:                     0.2mm
Wall loops:                         3 hoặc 2 cũng được
Infill density:                      30%
Bottom surface pattern:  "Hillbert Curve" hoặc "Octagram Spiral" nhìn đẹp hơn vì lý do thẩm mỹ

PLA là đủ ổn, PETG hay vật liệu khác cũng dùng được.

Các file có [s] trong tên BẮT BUỘC cần supports ("Case Front LED")
Các file có [t] trong tên nên in bằng vật liệu translucent. (“LED Diffuser”)

Nếu bạn không muốn dùng LED ring thì chỉ cần in "Case Front.stl" thay vì "Case Front LED.stl" + "LED Diffuser.stl".
Phần lưng bạn có thể chọn bản ngàm dưới/trên hoặc ngàm bên.

Bill of Materials: (hình có thể hơi khác một chút)

RaspBerry Pi Zero 2 W

~$15

MicroSD card

~$10

dung lượng & tốc độ không quá quan trọng

Camera Module v3 Wide

~$35

Color hoặc NoIR, nhớ chọn đúng bản Wide

Pi Zero Camera Cable

~$5

8cm

Generic USB PowerBank

~$25

miễn cấp được 5V 2Amps

Micro USB cable

~$5

Adafruit Neopixel 12 LED Ring

~$10

bản RGBW màu natural, warm hoặc cool white

Jumper wire (male-female)

~$5

~10cm

Total

~$110

Assembly instructions:

• cắt đôi dây jumper và tuốt vỏ hai đầu
   

hàn một nửa vào mặt sau của LED ring. Nhớ để ý kỹ vị trí chân 5V, ground và data (có thể khác tuỳ lô)

• hàn nửa còn lại vào board Raspberry Pi Zero 2, tiếp tục chú ý pinout

• luồn dây LED ring qua chi tiết in 3D "Case Front LED": dây 5V & ground đi qua lỗ bán nguyệt lớn, dây data đi qua phía đối diện
   
• ấn LED ring vào chi tiết in 3D "Case Front LED", phải vừa khít; nếu quá chặt có thể do ba via ở cạnh PCB bản in, cần tỉa bớt
   
• gắn cáp camera vào Pi và Camera, chú ý mặt tiếp xúc kim loại trên ribbon cable phải trùng với mặt tiếp xúc trên board
   

gắn camera vào chi tiết in 3D "Case Front LED"; chỉ có một hướng lắp để lens nằm đúng giữa ô vuông, và 4 chốt khớp với lỗ trên board

• đặt Raspberry Pi Zero 2 vào chi tiết in 3D "Case Back"; canh sao cho khe SD-card khớp với lỗ bên hông và cổng USB cấp nguồn khớp với lỗ ở đáy

• nối dây từ LED Ring với dây từ board Pi, nhớ khớp đúng 5V, data và data lines.

• bấm khớp phần nắp trên vào phần đáy, nhớ canh để dây và cáp camera không bị kẹt; bên trong dư chỗ khá nhiều, kể cả khi gắn thêm heatsink tuỳ chọn lên CPU của Pi

• ấn "LED Diffuser" vào chi tiết in 3D "Case Front LED", phải vừa khít và phẳng mặt

Software installation:

• (nếu bạn có dùng thì trong tài liệu Brekel Body v3 có hướng dẫn chi tiết từng bước hơn)
  Dùng Raspberry Pi Imager để cài Raspberry Pi OS bản 64-bit Lite
   
• nhớ cấu hình WiFi bằng mục "Edit Settings" và bật SSH
   
• xong rồi bạn có thể nhét SD-Card vào Pi qua lỗ bên hông; có thể cần tua vít nhỏ hoặc nhíp để đẩy nhẹ vào đúng vị trí (thiết kế này cố ý để tháo ra hơi cực)
   
• SSH vào Pi và làm theo hướng dẫn trên GitHub này để cài camera-streamer: https://github.com/Brekel/raspi-facecam
   

Bạn có thể gắn camera này lên nón bảo hộ (helmet) bằng đồ GoPro tiêu chuẩn như vầy

(với Case Back Bottom Mount):

Hoặc dùng Case Back Bottom Rosette và kết hợp để linh hoạt hơn: