Show HN: Chế tạo camera siêu nhỏ với pin có tuổi thọ cực dài

 (toaster.llc)
1 điểm bởi GN⁺ 2024-06-04 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Photon là một camera siêu nhỏ được thiết kế để lắp đặt và sử dụng trong thời gian dài, nổi bật với thời lượng pin có thể chụp ít nhất 50.000 ảnh chỉ sau một lần sạc
  • Hỗ trợ chụp theo thời gian và chụp theo chuyển động, có thể dùng để ghi lại theo thời điểm hoặc ngày cụ thể, time-lapse, và chụp khi phát hiện chuyển động
  • Không tích hợp Bluetooth, Wi‑Fi hay cellular, nên muốn lấy ảnh ra phải tiếp cận vật lý với thiết bị, giúp giảm rủi ro bị hack từ xa hoặc âm thầm tải ảnh lên cloud
  • Phần cứng và phần mềm được công bố dưới dạng mã nguồn mở, và ảnh được lưu ở định dạng RAW chứa nguyên dữ liệu pixel từ cảm biến hình ảnh
  • Hiệu năng thiếu sáng và khả năng phát hiện chuyển động dựa trên PIR vẫn cần lưu ý; thiết bị có giới hạn trong các môi trường như chuyển động phía sau kính hoặc cỏ, lá bị gió lay

Camera siêu nhỏ cho việc lắp đặt dài hạn

  • Photon là một camera siêu nhỏ với khẩu hiệu “tiny camera, out-of-this-world battery life”
    • Giá $200
    • Cung cấp ứng dụng Photon Transfer dành riêng cho Mac
    • Sử dụng USB‑C
    • Không có thuê bao, dịch vụ cloud hay phí định kỳ
  • Hỗ trợ cả hai chế độ chụp theo thời gian và chụp theo chuyển động
    • Có thể chụp ảnh vào thời gian hoặc ngày cụ thể nên phù hợp cho time-lapse
    • Có thể chụp khi phát hiện chuyển động
  • Loại bỏ các tính năng mạng để giới hạn cách truy cập ảnh
    • Không hỗ trợ Bluetooth, Wi‑Fi hay cellular
    • Muốn đưa ảnh ra khỏi thiết bị thì phải tiếp cận vật lý
    • Đây là cấu trúc giúp ngăn việc bị hack từ xa hoặc ảnh bị tải lên dịch vụ cloud mà người dùng không hề hay biết
  • Phần cứng và phần mềm được công bố mã nguồn mở hoàn toàn
    • Ảnh được lưu ở định dạng RAW, chứa nguyên dữ liệu pixel do cảm biến hình ảnh xuất ra
    • Khi đầy bộ nhớ, ảnh mới sẽ ghi đè lên ảnh cũ nhất

Thông số và các giới hạn cần kiểm tra trước khi mua

  • Thông số kỹ thuật chính
    • Tuổi thọ pin: chụp ít nhất 50.000 ảnh
    • Độ phân giải ảnh: 2304 x 1296 pixel
    • Dung lượng lưu trữ: 20.197 ảnh
    • Góc nhìn camera: ngang 130°, dọc 75°
    • Góc phát hiện chuyển động: ngang 90°, dọc 90°
    • Khoảng cách phát hiện chuyển động: tối đa 5m
    • Nhiệt độ hoạt động: 0–50°C
    • Chống nước: chịu được mưa nhưng không chịu được ngâm nước
    • Kích thước: 47 x 36 x 31mm
    • Được gia công từ nhôm 6061 và xử lý anodized
    • Nhỏ hơn cả hộp AirPods
  • Có một số hạn chế cần kiểm tra trước khi mua
    • Hiệu năng thiếu sáng vẫn đang được cải thiện, nên nếu mục đích là chụp trong điều kiện thiếu sáng thì có thể nên chờ các bản cập nhật phần mềm sau này
    • Cảm biến chuyển động không thể phát hiện chuyển động phía sau kính do giới hạn của công nghệ PIR
    • Trong môi trường tự nhiên, cỏ hoặc lá rung trong gió có thể khiến cảm biến chuyển động bị kích hoạt thường xuyên
      • Nếu đặt để chụp ảnh mỗi khi có chuyển động, pin có thể hao nhanh
      • Trong các bản cập nhật phần mềm tương lai có thể sẽ có tùy chọn chỉnh độ nhạy chuyển động

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-06-04
Các ý kiến trên Hacker News

  • Tôi không rõ vì sao sản phẩm này lại cần được marketing mạnh là chỉ dành cho Mac
    Đây là một sản phẩm mã nguồn mở, nên việc buộc ứng dụng vào hệ điều hành tiêu dùng thuộc loại hạn chế nhất là điều đáng tiếc. Linux hay Windows có thể chạy native hoặc trong VM trên phần cứng thông thường, nhưng macOS thì chỉ dễ chạy trên Mac. Chỉ sau khi đọc bình luận tôi mới biết về lý thuyết vẫn có thể mua và dùng dù không có Mac, nhưng có vẻ sẽ phải từ bỏ một phần trải nghiệm người dùng
    Ít nhất, việc nêu rõ khả năng được cộng đồng hỗ trợ dưới dạng công cụ dòng lệnh cho Linux có vẻ khá đơn giản. Dù không được trau chuốt như ứng dụng Mac, điều đó cũng phù hợp với hướng công khai thẳng thắn các giới hạn của sản phẩm, và có lẽ còn giúp tăng thêm khách hàng

    • Tôi không rõ trọng tâm phê bình là sản phẩm trả phí chỉ hỗ trợ Mac, hay một dự án mã nguồn mở không hỗ trợ nhiều hệ điều hành
      Nếu là vế đầu thì tôi đã thấy nhiều phần mềm chỉ dành cho Mac, và tôi cho rằng lý do là vì đây được xem là nền tảng mà người dùng sẵn sàng trả tiền hơn cho sản phẩm tốt
      Nếu là vế sau thì vì là mã nguồn mở, bạn có thể tự làm phần mình cần. Tôi không biết góc nhìn này là do văn hóa DIY mà tôi quen thuộc khi lớn lên, hay chỉ là do tôi đã già, nhưng tôi tò mò liệu đây hiện vẫn là một niềm tin phổ biến hay không
    • Tôi tự hỏi liệu có đáng phải biến nó thành vấn đề như vậy không. Lẽ ra có thể hỏi “Có kế hoạch hỗ trợ nền tảng khác không?”, nhưng cách này trông gần như là diễn giải theo hướng ác ý
      Nó có vẻ rất khớp với câu nói về lý do người ta làm rồi bỏ phần mềm thương mại cho Linux: “95% hỗ trợ, 2% doanh thu”. Nếu nó mở và bạn muốn hỗ trợ Linux/Windows, thì thay vì phàn nàn rằng người tạo ra một thiết bị nhỏ giá 200 USD đã không làm, hãy tự làm lấy
    • Tôi thấy câu này trên trang chủ và lập tức quay lại hủy đề xuất. Nó cảm giác như một kiểu khoe mẽ kỳ quặc của người tạo ra, và trớ trêu là cộng đồng mã nguồn mở có lẽ sẽ bỏ qua ý đồ sáng tạo và dùng theo cách họ cần, miễn là đề xuất giá trị phù hợp
      Tôi thừa nhận Dave là một lập trình viên/nhà thiết kế xuất sắc và sản phẩm cũng khá ấn tượng. Tôi muốn xem dữ liệu về việc sản phẩm chỉ dành cho Mac thực sự hoạt động tốt đến mức nào trên thị trường
    • Rất đồng ý. Tôi thấy hứng thú khi xem website và có thể đã cân nhắc, nhưng vừa thấy chỉ dành cho Mac là tôi đóng tab luôn

  • Thật ấn tượng khi anh ấy còn làm cả ứng dụng terminal kéo thả để rebase. Nhìn chung đều là những sản phẩm tuyệt vời, đúng chất Hacker News
    https://toaster.llc/debase/index.html

    • Phạm vi hiểu biết của người này thật đáng kinh ngạc. Thấy anh ấy làm đủ từ embedded, ứng dụng native cho đến chế tạo khiến tôi cảm giác mình quá lười
    • Kéo thả trong terminal cũng hay, nhưng gần đây tôi bắt đầu dùng lazygit, một Git client chạy trong terminal. Quy trình làm việc hoàn toàn dựa trên bàn phím và nó cung cấp một mental model dễ xử lý hơn nhiều so với dòng lệnh Git tiêu chuẩn
      https://github.com/jesseduffield/lazygit
    • Chà, tôi đã muốn có thứ như thế này từ lâu, thậm chí có thời còn bắt đầu tự làm

  • Trên website sản phẩm có ảnh mẫu của camera không? Ý tưởng thì hay, nhưng để đánh giá nó phù hợp với mục đích đến đâu thì sẽ tốt hơn nếu có nhiều ảnh mẫu

  • Trông thật sự rất tuyệt. Tôi đã kiếm sống bằng nhiếp ảnh hơn 30 năm và khá muốn mua
    Form factor nhỏ gọn này có vẻ rất hợp với dự án ghi hình quá trình nuôi con của kền kền California mà tôi đang thực hiện. Chỉ tiếc là nhu cầu của tôi cũng cần quay video, mà như vậy thì pin chắc sẽ giảm đáng kể
    Khi lắp hệ thống camera vào tháng 11, tôi sẽ không thể chạm lại vào nó cho đến khi chim non rời tổ vào mùa thu, nên rất khó tìm được giải pháp vừa có chất lượng hình ảnh tốt vừa đáp ứng các yêu cầu đặc thù của dự án
    Cũng có vài lý do khiến tôi không dùng được GoPro. Nó tiêu thụ nhiều điện, và vì đây là cơ sở sinh sản nên dù đã tắt tiếng bíp trong menu, sau một lần mất điện tiếng bíp từng tự bật lại. Mà mất điện cũng thường xuyên xảy ra. Ngoài ra, khi bị ngắt nguồn GoPro không tự bật lại mà phải bật thủ công, điều không thể làm khi chim non và chim bố mẹ đang ở đó

    • Không dùng camera bẫy ảnh được sao? Thiết bị đó làm tốt hơn việc này, lại có video và tầm nhìn ban đêm, và có thể mua với giá 50 USD thay vì 200 USD
    • Ngoài chuyện camera, không thể kéo một sợi cáp dài ra tới chỗ thỉnh thoảng thay pin được à? Hoặc cũng có thể dùng bộ pin sạc năng lượng mặt trời bên ngoài chứ?
    • Nếu muốn video liên tục trong vài tháng thì rất có khả năng cần một giải pháp tùy chỉnh dùng pin. Pin phải đủ lớn, và năng lượng mặt trời có thể hỗ trợ nhưng không nên phụ thuộc hoàn toàn. Pin LFP từ những nơi như Eco-Worthy có thể là lựa chọn tốt vì nhẹ và có công suất đầu ra cao. Hộp pin 30 USD bán cho ắc quy chì-axit ô tô cũng có thể dùng để bảo vệ khỏi thời tiết
      Video liên tục trong vài tháng hiện vẫn gần như khó thực hiện với mức tiêu thụ điện thấp. Cảm biến camera không được thiết kế cho mục đích như vậy, và các cảm biến CMOS hiện nay cần phải được thiết kế lại hoàn toàn. Có nghiên cứu đang diễn ra để tạo từ đầu các cảm biến tùy chỉnh tiêu thụ điện thấp hơn nhiều, nhưng vẫn ở giai đoạn nghiên cứu cao cấp và tôi chưa thấy sản phẩm thương mại nào. Có thể Bộ Quốc phòng sẽ ưu tiên chuyện này vì họ muốn video liên tục lâu dài trên chiến trường. Công việc đã bắt đầu khoảng 5 năm trước với các công nghệ vi gia công mới, và Chip Elliot cũng tham gia, nhưng khi đó vẫn chưa hoàn toàn chắc là có khả thi hay không
      Nếu là timelapse thì có thể xem camera Brinno. Nó được làm cho timelapse, có vỏ chống nước và cũng có thể cấp nguồn qua USB
      https://brinno.com/
      Nếu đặt phơi sáng tự động, khi khoảng cách timelapse đủ dài, nó có thể thu đủ ánh sáng để ghi lại ban đêm, và cũng xử lý được ban ngày. Có ngàm ống kính nên có thể chọn góc rộng hoặc tele nhẹ, và cũng có thể có ống kính bên thứ ba. Kết hợp một Brinno timelapse với hệ thống nguồn tùy chỉnh cho video liên tục thì ít nhất sẽ có hai hệ thống độc lập để thu được thứ gì đó. Với hệ thống không người trông coi, tính dự phòng là điều tốt
    • Hỏi hơi ngoài lề, nhưng ở California thì chỗ nào tốt để ngắm kền kền? Tôi từng thấy ở Pinnacles National Park và thật sự rất tuyệt
    • Chỉ cần mở GoPro ra, tháo bộ phát tiếng bíp rồi nối với pin ngoài dung lượng lớn là được

  • Tôi thắc mắc vì sao không làm cho nó kết nối như một thiết bị lưu trữ dung lượng lớn phổ dụng

    • Câu hỏi hợp lý. Có vài lý do
      Để tối đa hóa thời lượng pin của Photon, phần cứng được thiết kế để chỉ làm mức tối thiểu cần thiết cho việc ghi ảnh. Vì vậy Photon lưu ảnh vào thẻ SD chưa được định dạng, tức một mảng byte tuyến tính khổng lồ, giúp lập chỉ mục dễ và nhanh
      MSP430 16-bit ghi dữ liệu ảnh, và ngay cả khi không phải xử lý độ phức tạp của hệ thống tệp như FAT32 thì không gian mã của MSP430 đã đầy 99%, nên không còn chỗ để thêm hỗ trợ hệ thống tệp. Dòng MSP430FR2433 này có FRAM tối đa 16KB, nên về lý thuyết cũng có thể dùng dòng khác
      Photon lưu ảnh dưới dạng dữ liệu ảnh RAW cần hậu xử lý mới xem được. Dù sao tôi cũng muốn cung cấp một ứng dụng được trau chuốt để xem ảnh, nên tôi nghĩ có thể biến ứng dụng đó thành bắt buộc
      Tôi không định nói tất cả các lý do này đều tuyệt vời, nhưng đó là phán đoán lúc ấy
    • Tôi không phải người dùng Mac, nhưng với tư cách là người hay mua bốc đồng các thiết bị camera kỳ lạ, tôi rất cảm kích nhãn chỉ dành cho Mac ngay bên dưới vùng gập. Thường thì trên HN tôi phải đọc một trang phần mềm vài phút rồi mới biết nó chỉ dành cho Mac ở phần footer hoặc liên kết “get it here”, còn ở đây tôi biết ngay đây không phải món dành cho mình và có thể quay lại cuộc sống nhàm chán
    • Có vẻ ứng dụng đi kèm nằm trên App Store. Dù vậy nếu định phát hành mã nguồn mở thì tôi cũng không hiểu lắm
    • Thực ra có thể sẽ tốt hơn nếu làm nó hiện ra như một thiết bị tương thích MTP thay vì thiết bị lưu trữ dung lượng lớn phổ dụng. Tuy nhiên như vậy cần có hệ thống tệp nền, và như tác giả giải thích, không còn chỗ để nhét thêm chức năng
      Sản phẩm thú vị và mã cũng được công khai, nên tôi nghĩ rất có khả năng cuối cùng sẽ có hỗ trợ Linux
      0: https://en.wikipedia.org/wiki/Media_Transfer_Protocol
    • Trong trường hợp này, việc phần mềm chỉ dành cho Mac trông giống như một tính năng

  • Dự án rất hay. Tôi lướt nhanh và nghĩ ra vài điểm
    Mã và các tệp thiết kế trong kho GitHub không có giấy phép, nên hiện tại nó gần với công khai mã nguồn hơn là mã nguồn mở. Nếu có kế hoạch để người khác sửa mã và tự làm camera, cần thêm một giấy phép phù hợp
    Việc chỉ hoạt động với ứng dụng riêng và chỉ hỗ trợ Mac, mà còn chỉ macOS chứ không có iPad/iPhone, có vẻ sẽ giới hạn thị trường rất nhiều. Nếu ứng dụng chỉ dùng để xem/chuyển ảnh và cấu hình thiết bị, thì có thể xử lý truy cập tệp ảnh bằng một giao diện MTP đơn giản, kèm giao diện thứ hai để cấu hình. Ngoài ra, nếu định công bố dưới giấy phép mã nguồn mở và marketing nó như một thiết bị có thể hack, thân thiện với quyền riêng tư, thì hỗ trợ Linux gần như là cần thiết
    Nếu muốn hoạt động dưới nhiệt độ đóng băng, cũng nên cân nhắc dùng IC cấp ô tô. Các linh kiện hiện tại có thể ổn ở California, nhưng có thể khó dùng ngoài trời vào mùa đông ở các bang phía bắc

    • Hỗ trợ Linux không nhất thiết phải do chính tác giả cung cấp. Sẽ có người dựa trên mã nguồn mở được công khai để hack ra hỗ trợ Linux, và Windows có lẽ cũng vậy
      Tuy nhiên nếu Dave muốn tiếp cận thị trường lớn hơn thì hỗ trợ Windows hoặc Android là hợp lý

  • Trông thật sự tuyệt vời. Cảm ơn vì đã tạo ra một ứng dụng Mac tốt; mình nghĩ bạn không cần bận tâm đến phần còn lại của những lời chỉ trích ở đây
    Cái này có phù hợp để dùng làm video dài không? Mình đang tưởng tượng việc định kỳ trích xuất dữ liệu từ camera về cảnh con cái lớn lên và chơi đùa, rồi sau đó ghép các frame lại thành một bộ phim
    Có cách nào để biết khi nào dung lượng lưu trữ sắp bị ghi đè không?

    • Timelapse là một trong những use case được nhắm tới. Tuy nhiên ứng dụng đi kèm vẫn cần bổ sung tính năng xuất video. Hiện tại chỉ hỗ trợ xuất ảnh
      Hiện giờ khi bộ nhớ đầy, nó sẽ âm thầm ghi đè các ảnh cũ nhất, nhưng mình vẫn nghĩ nên có một thiết lập để ngăn việc này
      Khi pin xuống dưới 2%, thiết bị sẽ vào “battery trap”, dừng chụp và chỉ nhấp nháy LED đỏ mỗi 5 giây. Nếu có một thiết lập để tùy chọn cho thiết bị vào chế độ này khi bộ nhớ đầy thì ổn không?

  • Vì có nhiều lo ngại về việc chỉ hỗ trợ Mac, liệu có thể cung cấp một file Python nhỏ để đọc ảnh RAW trên bất kỳ nền tảng nào không?
    Có vẻ chỉ cần dump bằng dd if=/dev/disk123 of=/tmp/bigrawfiles rồi hậu xử lý bằng script Python đó là được
    Sẽ không tốt bằng một ứng dụng Apple được trau chuốt, nhưng có thể đủ cho những người thích phần cứng này và sẵn sàng tự DIY một chút

    • Hiện tại đã có thứ tương tự ở một mức nào đó là MDCUtil, và có vẻ chạy được trên cả macOS lẫn Linux
      https://github.com/toasterllc/MDCCode/blob/rev10/Tools/MDCUt...
      Ví dụ có thể dùng như sau
      $ MDCUtil ImgReadFull output.cfa
      Tuy nhiên cái này xuất ra dữ liệu thô được lưu trên thẻ SD, nên cần triển khai chức năng chuyển đổi sang một định dạng tiêu chuẩn như DNG

  • Mình có vài câu hỏi
    Độ phân giải ảnh là bao nhiêu? Nó cố định hay có thể thay đổi trong phần cài đặt?
    Có thể đính kèm file ảnh thực tế không? Chỉ xem ảnh preview thì gần như khó nhận ra được
    Có thông tin về nhiệt độ hoạt động không? Ngay cả khi pin không hết, camera vẫn có thể tắt vì nhiệt độ cao, chuyện này thường gặp ở các loại GoPro
    Dung lượng lưu trữ là bao nhiêu? Mình không thấy nhắc đến ở đâu
    Sửa: giờ mình đã thấy footer của trang, lúc nãy nó chưa tải

  • Dave, dự án tuyệt lắm
    Mình muốn nghe thêm về thiết kế tiêu thụ điện thấp. Bạn nói đã chọn MSP430 ở đây, và bài blog về kiến trúc cấp cao cũng có một chút thông tin về các power domain, nhưng sẽ rất hay nếu có một bài blog đi sâu hơn vào các kỹ thuật tiết kiệm điện
    Mình tò mò liệu bạn đã nghĩ đến việc thêm một thuật toán nén streaming đơn giản để kéo dài thời lượng pin chưa. Dữ liệu cần ghi ít hơn thì thời gian VDD_B bật sẽ ngắn hơn, và có thể cũng triển khai được trên FPGA. Mình đã nghĩ đến kiểu mã hóa delta, dùng độ dài mã khác nhau cho các thay đổi độ sáng nhỏ và lớn theo từng kênh màu
    Ví dụ bit đầu là 0 thì 5 bit tiếp theo là delta độ sáng +/-32, còn bit đầu là 1 thì là delta độ sáng 11 bit
    Nếu thay đổi độ sáng giữa hai pixel vượt quá 2048 thì sẽ mất một chút thông tin, nhưng có thể chia mức thay đổi đó vào hai giá trị liên tiếp để “làm nhòe” nó. Ví dụ [0, 0, 4096, 4096, 4096] sẽ thành [0, 0, 2048, 4096, 4096]

    • Cảm ơn gợi ý. Ý tưởng nén khá thú vị. Mình đã lâu không đụng đến FPGA RTL, nhưng không rõ có còn chỗ để thêm thứ như vậy không
      Liên quan đến nén, Photon có một bí mật nhỏ: hiện tại pixel RAW 12 bit đang được ghi dưới dạng word 16 bit. Vì vậy 25% dung lượng thẻ SD, tức 4 bit cao nhất của mọi pixel, thực ra đều là 0
      Do đó lợi ích nén dễ đạt được là pack các pixel này chặt hơn; làm vậy sẽ tăng số ảnh lưu được từ 20.000 lên 27.000 ảnh, và như bạn nói, cũng giảm thời gian ghi ảnh nên tăng thời lượng pin
      Sẽ rất thú vị nếu định lượng được thành phần nào tiêu thụ nhiều điện nhất trong khi chụp một ảnh. Thành thật mà nói mình không rõ phân bổ điện năng giữa image sensor, SDRAM, thẻ SD và ICE40 sẽ ra sao