はじめに：夜中でも見守りたい
先日、Raspberry Pi Zeroを使って見守りカメラを作った記事を書きました。
Raspberry Piとカメラで赤ちゃんを見守りたい話 - メカトロらぼにくす
あれから設置箇所を変えたりして、キッチンで料理するときやトイレに行くときなど、日中のちょっとした時に活躍しています。
しかし最近、夜、赤ちゃんが寝かしつけた後にちょっと寝室を離れたいといったシーンが出てきました。
というのも、最近我が家の赤ちゃんも寝返りをするようになってきたんですが、低月齢の幼児はうつぶせ寝をさせない方が良い（窒息や乳幼児突然死症候群のリスクがあるとか）ので、あまり目を離さないようにしたいとのこと。
目次
赤外線カメラを導入
前回の記事では、ラズパイカメラv2を使いましたが、今回は夜の暗闇でも使用できる赤外線カメラを使用します。赤外線カメラは人間の可視範囲外の光（赤外線）に対し感光する素子を搭載したカメラで、赤外線を投光するLEDが付属されたものを購入するのがいいです。前回同様、ストリーミング配信用のRaspberry Pi Zeroを一つ用意します。
今回購入したのは↓の商品と、改造用のフォトレジスタを使用しました。
あとカメラの設置用として、家にあったタミヤのユニバーサルアームセットとダイソーの壁紙用フックも使いました。
どうでもいいですけど、↑の赤外線カメラ、広告写真は3眼カメラのように見えますが、実際の製品は両側二つが赤外線の投光LEDです。まぁいかにもって感じですよね。
赤外線カメラの組立
カメラが届いたので開封して組み立てていきます。
ラズパイZero用のフラットケーブルやドライバーも入っていました。全部入りって感じが助かりますよね。
組み立ては簡単で、カメラモジュールと赤外線ライトモジュール×2をねじ止めするだけです。回路はねじ止めによる接触で給電する設計です。ヒートシンクはLEDライトと、カメラモジュール用みたいです。
これで組立は完了です。
赤外線カメラの動作確認
早速ラズパイに接続して動作確認をします。カメラが動いているときは赤色のパイロットランプが点灯し、赤外線ランプ点灯時には紫色のLEDがうっすら点灯します。
ちなみに動作中に赤外線ライトモジュールの電圧を計測したらほぼ3Vでした。
赤外線カメラの調整（→イマイチ）
今回このカメラを選んだ理由の一つに
「環境光に合わせて赤外線LEDのON/OFFや明るさを調整できること」
があります。目に見えないとはいえ赤外線をバンバン照射されるのは嫌ですし、部屋が明るい時は消えてほしいなぁと思いまして。
※ちなみに今回の赤外線カメラは屋外環境で使用すると、太陽光に含まれる赤外線にも反応してしまい映像が全体的に紫っぽくなるので注意が必要です。
というわけで製品を見てみると、赤外線LEDの横にフォトレジスタが付いていて、このフォトレジスタに当たる光で回路の抵抗が変化して赤外線LEDの明るさが変わり、当たる光がある明るさ以上なると赤外線LEDの点灯が消える、という仕組みのようでした。ちなみに反対側に感度を調整するためのネジもついています。
センサーの感度は精密ドライバーでリニアにいじれる。
— ゴダイ (@kawazuguchi) September 4, 2021
けど、明るさを検知してるフォトレジスタが奥まってるのもあって同じ方向から直接光が当たらないとだめっぽい pic.twitter.com/zfMCeeP39E
ただし、↑のツイートにも書いてますが感度調整は結構いまいちで、限界設定でも↓のストリーミング画像のように、明るい部屋の中でも赤外線が照射されてしまいます。スマホのライトでカメラに向かって直接光を当てでもしないと赤外線LEDがOFFになりません。
フォトレジスタの追加
このままでも使えないこともないですが、ちょっと使い勝手が悪いのでフォトレジスタをもう一つ設置しました。フォトレジスタは明るいほど抵抗値が下がる素子ですので、背面に並列にもう一個設置することで、
- 全体の抵抗が下がる
- 前面・背面どちらかが明るければ検知してくれる
という狙いでした。
結果として、思ったよりいい具合になり、暗いとON／部屋のライトを付けるとOFFになるように調整できるようになりました。
カメラの設置
最後はカメラの設置です。ダイソーの壁紙用フックとユニバーサルアームを使います。↓の壁紙用フックは後ではがしても跡がほとんど残らないので結構おすすめです。
これをこうして、
こうして、
これでOK、設置します。
設置の際、「カメラやラズパイの重心」と「壁」の間に紐を通して、カメラやラズパイにかかる重力と壁から受ける抗力のモーメントをうまくキャンセルするように吊るす必要があります。 あとビニール紐は基板の熱いところに接して溶けるリスクがあるので、後々変更したいと思います。
