2024-08-16

ギボウシ開花タイムラプス屋外撮影中の横殴り豪雨機材水没でラズパイの安否は

タイムラプスの屋外撮影。一応の雨対策のつもりで脚立とシートでwebカメラを覆い、ラズパイはプラケースの中に。しかしこの甘々見通しが招いた事態は…

　自宅の庭で擬宝珠（ギボウシ）が薄紫の花を咲かせはじめたので、タイムラプス3D動画を撮影しようと機材を設置しました。機材自体は昨年タンポポを撮るのに使ったのと同じものです。moku2camera.hatenablog.com

　異なるのは、タンポポが植木鉢を室内に持ち込んでの撮影だったのに対して、今回は地に根を張った植物をその場で、つまり機材を屋外に長時間設置しての撮影になる、という点です。

　となると、普通のwebカメラやほぼ裸のラズパイには少々酷な環境。本来なら各機材を屋外・防水仕様にするのが当たり前なのでしょうが、まあそこは仕事でやるわけでもないし、ざっくり雨よけ対策しとけばいいかな、危なそうならすぐ家の中に避難させればいいや、くらいの感じで準備したのが上の写真です。

　撮影は初日、二日目と順調に進んだのですが、三日目の午後になって突然、バケツをひっくり返したような、しかもカメラの正面からシャワーを浴びせるみたいな横殴りの豪雨に襲われました。あわてて駆けつけた時にはすでにwebカメラはびっしょり、プラケースの中にも蓋のすきまから雨水が入り込み、ラズパイの基板がひたひたに浸かっていました。

　急いで自室に撤収して水気を拭き取り、タオルの上に並べて、ドライヤーの風（無論冷風）をあてました。すでにほぼ絶望しながらも、再通電するならせめて十分に乾かしてから、とそのまま一晩置きました。

　何という失態。結末は明らかだけれど、確認だけはしておこう、とまずはwebカメラをパソコンに接続。…やっぱり駄目。現れたのはモザイクパターン。壊れた。２台とも。次はラズパイ。一応、マイクロSDカードは別のラズパイのものに差し替えて、通電。…あれ？…起動した！…水没でもはやこれまでと思われた RaspberryPi Zero WH が、何事もなかったかのようにログイン画面を見せてくれました。そしてUSBも、HDMIも、そして内蔵Wi-Fiまで、正常に動作。嬉しいけど、本当に？

　結局、ひたひたにほぼ全体が浸かったラズパイは相棒のマイクロSDと共に一命をとりとめ、一部が濡れたRTCとモバイルバッテリーも、どうやら事なきを得ました。でも、webカメラ２台は、残念でした。やはり、最初にちゃんとした雨対策をしていれば良かった。

　ラズパイの水没といえば、水道水に漬けて動かす実験をしたら30秒でCPUが停止した、という雑誌記事がありました。

【Interface 2018年3月号】

https://interface.cqpub.co.jp/wp-content/uploads/if03_038.pdf

　この実験で使われたのが RaspberryPi1B+ と水道水、という点が条件として本件と異なるところではありますが、とにかく今回、水に浸かったのに壊れなかった、というのは驚きです。

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　下書きが出来てさあ投稿、となったところで、念の為にと思って件のwebカメラをパソコンにつないでみたら…なんと、息を吹き返してました！…それも、２台とも！…おそらく、先日「壊れた」と思わせた動作不良に関わる箇所には、致命傷にならない程度の水分が、まだ残っていたのでしょう。それが今日までに十分に乾いたから復活した、ということなのでしょう。

　とはいえ、ラズパイにせよwebカメラにせよ、今回のことで何らかのダメージはあったはず。なので、これからはいたわりながら使ってあげよう、と思ってます。

2024-08-14

居間の温湿度計の値が「？」だったので手持ちパーツでデジタル温湿度計を作って測り比べたら

電子工作

　ふだん居間で使っているアナログ温湿度計の表示値に、前からどうも違和感を感じていたので、そんなモヤモヤを解消すべく、デジタル温湿度計を作って測り比べることにしました（もちろん、そんな面倒なことをしなくても、ちゃんとしたものを買えば済む話でもあります。が、自作できるくらいのパーツが手持ちにあったので、その気になりました）。

　結果は以下のとおり、写真１のような温湿度計が出来て、測り比べたら写真２のように表示湿度に20%の開きがありました。

写真１：今回作った温湿度計。基本は現在の日付（または時刻）および温湿度の表示。その他にもおまけの機能あり。

写真２：左が居間で使っていた温湿度計、右が今回作った温湿度計。下の棒温度計は参考用。表示値を比べると、温度はいずれも約30℃を示しバラツキが小さかったが、湿度は右の61%に対して左が41%というかなりの開きがあった。

　この結果を受けて、（温度は良いとして）湿度としてどちらの値を信じるかといえば、やはり今回作った方です。というのも、ここで用いた温湿度センサー「DHT11」は、湿度の測定精度として±5%を保証しているからです（写真３）。

写真３：本機に使った温湿度センサー「DHT11」の裏面には、基本スペックが印字されている。測定精度は湿度が ±5% で温度が ±2℃ 。　※外周の黒い円は、撮影時にクローズアップレンズ代わりに使った筒型ルーペ(5x)の視野です。

　…という訳で、温湿度表示の精度をめぐるモヤモヤは解消しました（アナログの方がなぜこんなにずれていたか、はさておき）。

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　以下はおまけ。製作した温湿度計の概要です。

【機能】

　(a)現在の日付（または時刻）、温度、湿度のLCD表示

　(b)起動（測定開始）時の日付、時刻、温度、湿度の記憶とLCD表示

　(c)起動時以降の最高／最低温度、最高／最低湿度の記憶とLCD表示

　　（最高／最低温度、最高／最低湿度は、逐次更新）

　(d)最高／最低温度、最高／最低湿度の更新時にそれを知らせる４色LED点灯表示

　　赤：最高温度、白：最低温度、緑：最高湿度、黄：最低湿度

　（LED点灯表示は、(c)の更新値LCD表示を行うと消灯）

　(e)最高／最低温度、最高／最低湿度に達した日付と時刻の記憶と表示

【構成】

　・マイコン：Arduino Uno

　・センサー：DHT11

　・RTC（リアルタイムクロック）：DS1307型

　・LCD：日立 HD44780互換チップ型

写真４：左側面。下段がAruduino Uno、中段がAruduino用ブレッドボード、上段がAruduino用ユニバーサル基板。三段重ねにしたのは、ブレッドボードで後からの回路の付け足しが楽になるから。

図１：全体配線図。正面側の白い押しボタンスイッチ４個のうち、ひとつ(KEY_0)は日付・時刻表示の切り替え用。もうひとつ(KEY_1)は温湿度表示の切り替え用。残りの二つは、（本機では）不使用。

2024-08-03

たんぽぽのふわふわ綿毛ができるまで　−３Ｄタイムラプスでみる１２日間−

3D・ステレオ写真タイムラプス電子工作自然観察

　たんぽぽのつぼみから花が咲き、やがて実がなる（種のついた綿毛が広がる）までの様子を、3Dタイムラプス動画で撮影しました（YouTubeにアップしたのは昨年なので、今さらのご紹介になりますが）。

www.youtube.com

2024-01-21

もくもくカメラのしくみ　−その２：装置の構成−

3D・ステレオ写真電子工作タイムラプス

※雲を3Dタイムラプス動画として撮影する「もくもくカメラ」、記事がいきなり４年以上（！）途絶えてしまいました。当初多少なりとも関心を持ってくださった方々にお詫び申し上げます。また、再び訪れてくださった方々に感謝致します。恐縮しつつ、「もくもくカメラのしくみ」こっそりと再開させて頂きます。

※元ネタが古いので、現在の諸条件には合わない部分があるかも知れませんが、ご容赦願います。

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　立体視できる3Dの写真や動画を撮影するには、被写体を二つの方向から「右眼」と「左眼」で同時に撮影する必要があります。もし相手が近距離にあるものなら、「ステレオアダプター」を普通のデジタルカメラやビデオカメラに取り付けるだけで、それは出来るようになります（図1）。しかし、例えば高度数100mにある雲を十分な立体感で3D撮影するには、「右眼」と「左眼」を互いに数m〜数10mくらい離さなければなりません。ですから、この場合は２台のカメラが必要です。

　ところで、もくもくカメラでは、相手が雲なので装置の設置場所が屋外、かつタイムラプスなので撮影は長時間になります。また、時には装置を設置したままその場を離れなければならないこともあるでしょう。そうなると、スマホや高価なデジカメの使用は少々心配です。逆に、安価な部材で手作りした装置なら、比較的にせよ心配は軽減されるのではないでしょうか。そんな訳で、もくもくカメラはウェブカメラとラズベリーパイ（ラズパイ）の組み合わせで作りました。

　写真1がもくもくカメラの外観（左右２セット）、図２が各セットの構成です。

　カメラユニット（写真2）は、ウェブカメラとその姿勢を調整・保持する機構とからなります。ウェブカメラはUVC対応品で、ラズパイとの接続はもちろんUSBです。保持機構は木製のDIY的なものです。底部に1/4インチネジのナットを埋め込んであるので、カメラ用三脚に取り付けられます。

　操作パネルは、ブレッドボード上に撮影のON-OFFスイッチ、撮影動作表示用LED（緑）、OSのシャットダウンスイッチ、およびシャットダウン動作表示用LED（赤）を配線したもので、ラズパイのGPIOに接続します。
　左右２セットの各カメラがタイミングを合わせて撮影するには、各ラズパイのシステムクロックの時刻が揃っている必要があります。しかし、ラズパイは（最新のRaspberry Pi 5は別として）RTCを持っていない上に、屋外ではモバイルルーターでも使わない限り、ネット（NTPサーバー）からの時刻情報が得られません。ですから、屋外でもラズパイがOS起動時に現在時刻を参照できるように、外付けのRTCモジュールが必要になります。
　電源は、一般用の5Vモバイルバッテリーです。

　ここで用いた主な部材の型番、メーカー名等は、以下の通りです。

　・ウェブカメラ：BSWHD06M（バッファロー製)
　・ラズパイ：Raspberry Pi 1 Model A+
　　　Raspberry Pi 1 Model B+
　・RTCモジュール：（DS1307使用、52Pi製）
　・モバイルバッテリー：（cheero製、ANKER製）

2019-05-05

雲の3Dタイムラプス動画を楽しんでみませんか。

3D・ステレオ写真タイムラプス電子工作自然観察

　みなさん、こんにちは。

　このブログでは、空に浮かぶ雲を3Dタイムラプス動画として撮影し、それを立体視して楽しむ、という話題を提供します（他の話題も今後取り上げるかも知れませんが、いまのところは未定です）。

　最初のこの記事では、撮影方法のあらましと、それで実際に撮った動画を、ご紹介します。詳細な説明や、また新たに良い動画が撮れた場合はそのお知らせも、今後の記事として追加していくつもりです。

【１】撮影方法

　奥行きがある物体の画像による立体視は、二つの離れた位置から同時に撮った画像ペアを両眼で観察する方法が、一般的です。そして、地上から空高い場所にある雲を立体視するには、撮影する二つの場所を、互いに遠く（数m～数100m）離す必要があります。また、その画像をタイムラプス動画として見られるようにするには、一定の時間間隔で多数の静止画ペアを撮影する必要があります。

　このような条件を満たすために、ラズベリーパイ(Raspberry Pi)という安価なシングルボードコンピューターを利用して、カメラ自体を手作りしました（図1）。

f:id:mokumokucamera:20190505152219j:plain — 図1　手作りしたカメラ

　このカメラを二台用意して、片方を自宅のベランダに、もう片方をそこから260m離れた丘の上に設置し、お互いのタイミングを合わせて、10秒に1回のペースで数時間続けて、静止画を撮影しました。こうして撮りためた静止画の中から約1時間分を選び、同時刻に撮影したもの同士を左右のペアとして合成し、この合成静止画を時系列に並べて動画化しました（図2、図3）。