畑に監視カメラを設置しました
- 2021/07/31
- 16:09
小さな畑を借りて主に野菜の栽培を楽しんでいます。
サラリーマンなので、畑に行けるのは週に1度だけです。
1週間ぶりに畑に行くと、野菜が野生動物か鳥に食べられてしまっていたり、支柱が倒れてしまったりしていて慌てる事があります。
もう少し早く変化に気が付ければ、早朝か夜に畑に出向いて対処ができ被害を最小限に留める事ができたのではないかと思います。
そこで、カメラを設置する事にしました。
どういったシステムがベストなのか経験が無いので分かりません。あれこれ考えても時間だけが過ぎていくので、とりあえず何か設置してみて、それを改良していく事にしました。
そういった状態なのであまり参考にはならないと思います。笑；
まずは、カメラですね。 カメラカメラ・・・
カメラの選定
以前ATOM CAMという安価な監視カメラを購入しペットの状態を監視した事があります。しかしながら防水でないために畑では使えないと思っていました。防水処理をしようと考えネットで情報収集をしていたところ、後継機種のATOM CAM2という防水対応の機種が発売されていました。 カメラはATOM CAM2で決まりです。3000円以下という信じられない価格設定です。さらに、モーション検出機能があり、何か動きがあるとその部分だけ記録したり知らせてくれる機能があります。今回の用途にはぴったりです。 電源が突然OFFになって後から予告なく電源が復旧するような事があっても問題なく戻ってきてもらえるのでFBです。
監視画像の転送
ATOM CAM2を活用するには、ネットに接続する必要があります。 畑には当然ネット環境はありません。 そうなるとポケットWifiルーターを設置するしか方法がありません。
携帯電話オペレーターとの契約
ポケットWifiルーターは携帯電話オペレーターと契約しないと使えません。 毎日画像データを大量に送る事からパケット料金を気にせずに使える無制限のプランが好ましいと思いました。
結果、楽天モバイルと契約をしました。2980円/月で使いたい放題です。気になるのはカバレッジです。畑なので圏外であったり電波が弱い可能性があります。楽天モバイルのカバレッジマップを見ると畑は圏内になっています。周囲に民家や学校がありますのでリスクはありますが問題無いと判断をしました。もしも圏外であったら解約する事になります。3か月間は2980円/月の料金が無料なのでその間に判断しようと思ったわけです。
設置して2週間が経過しました。流したデータは累積で約80Gになりました。想像していたより多く使いました。定額でなければ大変な事になります。 おおよそ1ヶ月で１５０G程度になるでしょう。ちなみに、契約してから3か月は無料ですｗ 楽天サマサマｗ 途中で容量制限したり料金の見直しなどがある事を想定して、即解約できるように解約手続きの方法と切り替え先のキャリについてはメモをして用意した。ずるずると切り替えないという事にならないように事前に対処しておくことが重要。
ポケットWifiルーター
楽天モバイルで扱っているポケットWifiルーターは複数機種あります。 今回購入したのはAterm MR05LNという機種です。 選定理由はバッテリーライフが長い事、LCD画面が大きくて設定がしやすそうな事、デュアルSIMなので他のキャリアのSIMを入れるなど将来役立つかもしれないという事、などです。あまり深く考えずに高機能な物を選びました。 Wifiルータのバッテリーはトリクル充電で常に満タンにしておいて、主バッテリーが切れてしまった場合にも500時間は待ち受けしてくれるので安心です。
電源
畑には電源はありません。
従って、ソーラーパネルを設置してバッテリーに充電する方法しかありません。
ATOM CAM2の消費電流はスペックでは350mA程度です(実測してみると平均すると150mA程度な気がします・・・)。初めにスペックを見た時に想像以上に電力を消費するので驚きました。しかし、モーション検出やSDカードや夜間の赤外線など様々な機能を搭載しているので理解できました。Wifiルーターはフル充電状態からトリクル充電される状態なので50mAもあれば十分だと考えました。従って常時400mA@5Vが消費される事になります。
バッテリー
大きな物（容量・物理的）になると場所を取ります。畑の収納スペースは限られていますのであまり大きな物は置けません。一方で小さい物（容量・物理的）になると電気が途中で底をつきシステムが動作しなくなってしまいます。
夜間ソーラー発電ができない時間帯を18時間とすると、18時間x0.4A=7.2Ah@5Vの容量が欲しいです。バッテリーは12Vの物を使う事になりますので、5Ahの物があれば十分だと考えました。30時間以上充電せずに堪えてくれると思います。（2日間雨になるとバッテリーが切れてカメラが停止してしまうと思います。Wifiルーターは500時間待ち受けモードに入るので20日間は動き続けるはずです。従って、再度晴れになって充電されるとカメラが起動し通常の動作になるはずです。）
結果、秋月電子さんの『完全密封型鉛蓄電池 １２Ｖ５Ａｈ ＬＯＮＧ製 ＷＰＬ５－１２』にしました。
ソーラーパネル
6時間でフル充電したいと考えたので、830mAを取り出せるソーラーパネルを探しました。
結果、秋月電子さんの『太陽電池モジュール ２０Ｗ ＳＹ－Ｍ２０Ｗ－１２』にしました。(後に拡張を考えると50W物にしておけばと後悔したｗ)
■主な仕様
・最大出力電力(Pmax)：20W
・開放電圧(Voc) ：21.6V
・短絡電流(Isc) ：1.31A
・最大出力時電圧(Vmp)：17.2V
・最大負荷時電流(Imp)：1.16A
・サイズ ：640x289x30mm
充電コントローラー
今回は1号機で試作的な位置付けなので、秋月電子さんで売られている安価な、『充電コントローラは、ソーラー充電コントローラー（１２Ｖ４Ａ）ＣＭ０４－２．１』にしました。
12V-USB-5V変換
バッテリーの電圧が12VなのでATOM-CAM2とポケットWifiに供給するために5V-USBに変換する必要があります。 そこで、シガーソケット分配器を使う事にしました。 入力側のシガーソケットは不要なのでカットしてバッテリーに接続します。
100均ケース
今回は試作的な位置付けなので、おそらく後日作り直すことになります。従ってあまりお金をかけたくないので100円均一のケースに各パーツを放り込みました。
100均ケースに入れて完成したシステムは、畑の物置に収納しました。
収納ケース内も温度が上がりますが、猛暑の2週間を使いましたが今のところ正常に動き続けています。
ポール
カメラを低い位置に設置すると畑全体を映す事ができません。現時点では秋冬向けに土作りをしている最中で作物がありませんが、夏野菜など背丈が高い物があると全体が映らなくなってしまいます。そこで1.5mのパイプを2本接続して3mのパイプを使う事にしました。畑に設置しますので、なるべく目立たないようにグリーンの物にしました。
こちらのジョイントで2本のポールを繋ぎ合わせました。
カメラの取り付け
ポールの先端にカメラを取り付ける必要があります。下記のパーツを先端に取り付けM3ネジでATOMCAM2とを接続しました。下記のパーツには穴が開いておりますし、ATOM-CAM2のそこにも穴が開いていていい具合に接続できました。
ポールの固定
畑仕事の際に休憩をするスペースを作っています。その休憩スペースにはパラソルを設置できるようにしています。使う時だけ差し込めるベースを2か所埋め込んでいます。そのベースをに差し込んでおくことにしました。 畑に行った際にはカメラを動作させる必要は無いのでベースから取り外し、パラソルに交換するという方法です。このベースは想像以上にしっかりしています。差し込んだ際には不安がありますが、雨が降って土が固まってくるとビクともしません。力を入れるとポールやパラソルの支柱が折れてしまいそうなくらいです。さらには回転防止のネジも付いているのでカメラポールの固定もしっかりとできます。
システム全体像
設置状態
カメラは白色1色です。畑に白いカメラだと目立ちます。そこで、カメラを黒に塗装しています。
スマホからいつでも畑の状態をみられる！
設置後2週間が経過していますが、特に目立った問題もなく動いております。
スマホからはリアルタイムで畑の状態がみられます。
さらに、畑で何か動きがあった際には、カメラが検出してその部分だけクラウドにアップして知らせてくれます。とても便利です。他にも様々な便利な機能がありますので、詳しくお知りになられたい方はATOM CAMのHPを訪問されてください。
次回へ向けた改善
今後機器を増設していく事を考えるとバッテリーはもう少し容量の大きな物にしたいと思います。 RoyPowの12Ahにすれば容量も大きいですし、様々な保護回路が内蔵されていますのでFBだと思っています。 （その後、一週間雨や曇りが続き12Aでも足りない事が分かり、PoyPowの30Aに交換しました）
USB電源付きの充電コントローラーを使えば、12V-USB変換が省けますので次回は『ソーラー充電コントローラー ＣＭＬ－ＵＳＢ－０５』が良いかと思っています。
現在、3mのポールの50cm程度をベースの中に埋め込んでいます。上部が2.5m程度です。 カメラは軽いのですが台風などの風が強い時には少し揺れます。しっかりとした固定も可能ですが、目立つことはしたくないので悩むところです。
ソーラーパネルも、ワンランク上の50W物にしておけばよかったかもしれません。 これから改良して楽しんでいこうと思います。（その後、５０Wの物に変更しました。）
その後、WifiルーターのEcoモードというのがある事を知り、Ecoモードの設定にしています。畑なのでWifiを遮る物が無いためEcoモードでも十分届くことが分かりました。
さらなる機能UP
SwitchBotのHubを本システムに取り付けて、さらに畑のあちこちにSwitchBotの温度計をバラまけば畑の温度と湿度を監視する事ができると思います。
サラリーマンなので、畑に行けるのは週に1度だけです。
1週間ぶりに畑に行くと、野菜が野生動物か鳥に食べられてしまっていたり、支柱が倒れてしまったりしていて慌てる事があります。
もう少し早く変化に気が付ければ、早朝か夜に畑に出向いて対処ができ被害を最小限に留める事ができたのではないかと思います。
そこで、カメラを設置する事にしました。
どういったシステムがベストなのか経験が無いので分かりません。あれこれ考えても時間だけが過ぎていくので、とりあえず何か設置してみて、それを改良していく事にしました。
そういった状態なのであまり参考にはならないと思います。笑；
まずは、カメラですね。 カメラカメラ・・・
カメラの選定
以前ATOM CAMという安価な監視カメラを購入しペットの状態を監視した事があります。しかしながら防水でないために畑では使えないと思っていました。防水処理をしようと考えネットで情報収集をしていたところ、後継機種のATOM CAM2という防水対応の機種が発売されていました。 カメラはATOM CAM2で決まりです。3000円以下という信じられない価格設定です。さらに、モーション検出機能があり、何か動きがあるとその部分だけ記録したり知らせてくれる機能があります。今回の用途にはぴったりです。 電源が突然OFFになって後から予告なく電源が復旧するような事があっても問題なく戻ってきてもらえるのでFBです。
監視画像の転送
ATOM CAM2を活用するには、ネットに接続する必要があります。 畑には当然ネット環境はありません。 そうなるとポケットWifiルーターを設置するしか方法がありません。
携帯電話オペレーターとの契約
ポケットWifiルーターは携帯電話オペレーターと契約しないと使えません。 毎日画像データを大量に送る事からパケット料金を気にせずに使える無制限のプランが好ましいと思いました。
結果、楽天モバイルと契約をしました。2980円/月で使いたい放題です。気になるのはカバレッジです。畑なので圏外であったり電波が弱い可能性があります。楽天モバイルのカバレッジマップを見ると畑は圏内になっています。周囲に民家や学校がありますのでリスクはありますが問題無いと判断をしました。もしも圏外であったら解約する事になります。3か月間は2980円/月の料金が無料なのでその間に判断しようと思ったわけです。
設置して2週間が経過しました。流したデータは累積で約80Gになりました。想像していたより多く使いました。定額でなければ大変な事になります。 おおよそ1ヶ月で１５０G程度になるでしょう。ちなみに、契約してから3か月は無料ですｗ 楽天サマサマｗ 途中で容量制限したり料金の見直しなどがある事を想定して、即解約できるように解約手続きの方法と切り替え先のキャリについてはメモをして用意した。ずるずると切り替えないという事にならないように事前に対処しておくことが重要。
ポケットWifiルーター
楽天モバイルで扱っているポケットWifiルーターは複数機種あります。 今回購入したのはAterm MR05LNという機種です。 選定理由はバッテリーライフが長い事、LCD画面が大きくて設定がしやすそうな事、デュアルSIMなので他のキャリアのSIMを入れるなど将来役立つかもしれないという事、などです。あまり深く考えずに高機能な物を選びました。 Wifiルータのバッテリーはトリクル充電で常に満タンにしておいて、主バッテリーが切れてしまった場合にも500時間は待ち受けしてくれるので安心です。
電源
畑には電源はありません。
従って、ソーラーパネルを設置してバッテリーに充電する方法しかありません。
ATOM CAM2の消費電流はスペックでは350mA程度です(実測してみると平均すると150mA程度な気がします・・・)。初めにスペックを見た時に想像以上に電力を消費するので驚きました。しかし、モーション検出やSDカードや夜間の赤外線など様々な機能を搭載しているので理解できました。Wifiルーターはフル充電状態からトリクル充電される状態なので50mAもあれば十分だと考えました。従って常時400mA@5Vが消費される事になります。
バッテリー
大きな物（容量・物理的）になると場所を取ります。畑の収納スペースは限られていますのであまり大きな物は置けません。一方で小さい物（容量・物理的）になると電気が途中で底をつきシステムが動作しなくなってしまいます。
夜間ソーラー発電ができない時間帯を18時間とすると、18時間x0.4A=7.2Ah@5Vの容量が欲しいです。バッテリーは12Vの物を使う事になりますので、5Ahの物があれば十分だと考えました。30時間以上充電せずに堪えてくれると思います。（2日間雨になるとバッテリーが切れてカメラが停止してしまうと思います。Wifiルーターは500時間待ち受けモードに入るので20日間は動き続けるはずです。従って、再度晴れになって充電されるとカメラが起動し通常の動作になるはずです。）
結果、秋月電子さんの『完全密封型鉛蓄電池 １２Ｖ５Ａｈ ＬＯＮＧ製 ＷＰＬ５－１２』にしました。
ソーラーパネル
6時間でフル充電したいと考えたので、830mAを取り出せるソーラーパネルを探しました。
結果、秋月電子さんの『太陽電池モジュール ２０Ｗ ＳＹ－Ｍ２０Ｗ－１２』にしました。(後に拡張を考えると50W物にしておけばと後悔したｗ)
■主な仕様
・最大出力電力(Pmax)：20W
・開放電圧(Voc) ：21.6V
・短絡電流(Isc) ：1.31A
・最大出力時電圧(Vmp)：17.2V
・最大負荷時電流(Imp)：1.16A
・サイズ ：640x289x30mm
充電コントローラー
今回は1号機で試作的な位置付けなので、秋月電子さんで売られている安価な、『充電コントローラは、ソーラー充電コントローラー（１２Ｖ４Ａ）ＣＭ０４－２．１』にしました。
12V-USB-5V変換
バッテリーの電圧が12VなのでATOM-CAM2とポケットWifiに供給するために5V-USBに変換する必要があります。 そこで、シガーソケット分配器を使う事にしました。 入力側のシガーソケットは不要なのでカットしてバッテリーに接続します。
100均ケース
今回は試作的な位置付けなので、おそらく後日作り直すことになります。従ってあまりお金をかけたくないので100円均一のケースに各パーツを放り込みました。
100均ケースに入れて完成したシステムは、畑の物置に収納しました。
収納ケース内も温度が上がりますが、猛暑の2週間を使いましたが今のところ正常に動き続けています。
ポール
カメラを低い位置に設置すると畑全体を映す事ができません。現時点では秋冬向けに土作りをしている最中で作物がありませんが、夏野菜など背丈が高い物があると全体が映らなくなってしまいます。そこで1.5mのパイプを2本接続して3mのパイプを使う事にしました。畑に設置しますので、なるべく目立たないようにグリーンの物にしました。
こちらのジョイントで2本のポールを繋ぎ合わせました。
カメラの取り付け
ポールの先端にカメラを取り付ける必要があります。下記のパーツを先端に取り付けM3ネジでATOMCAM2とを接続しました。下記のパーツには穴が開いておりますし、ATOM-CAM2のそこにも穴が開いていていい具合に接続できました。
ポールの固定
畑仕事の際に休憩をするスペースを作っています。その休憩スペースにはパラソルを設置できるようにしています。使う時だけ差し込めるベースを2か所埋め込んでいます。そのベースをに差し込んでおくことにしました。 畑に行った際にはカメラを動作させる必要は無いのでベースから取り外し、パラソルに交換するという方法です。このベースは想像以上にしっかりしています。差し込んだ際には不安がありますが、雨が降って土が固まってくるとビクともしません。力を入れるとポールやパラソルの支柱が折れてしまいそうなくらいです。さらには回転防止のネジも付いているのでカメラポールの固定もしっかりとできます。
システム全体像
設置状態
カメラは白色1色です。畑に白いカメラだと目立ちます。そこで、カメラを黒に塗装しています。
スマホからいつでも畑の状態をみられる！
設置後2週間が経過していますが、特に目立った問題もなく動いております。
スマホからはリアルタイムで畑の状態がみられます。
さらに、畑で何か動きがあった際には、カメラが検出してその部分だけクラウドにアップして知らせてくれます。とても便利です。他にも様々な便利な機能がありますので、詳しくお知りになられたい方はATOM CAMのHPを訪問されてください。
次回へ向けた改善
今後機器を増設していく事を考えるとバッテリーはもう少し容量の大きな物にしたいと思います。 RoyPowの12Ahにすれば容量も大きいですし、様々な保護回路が内蔵されていますのでFBだと思っています。 （その後、一週間雨や曇りが続き12Aでも足りない事が分かり、PoyPowの30Aに交換しました）
USB電源付きの充電コントローラーを使えば、12V-USB変換が省けますので次回は『ソーラー充電コントローラー ＣＭＬ－ＵＳＢ－０５』が良いかと思っています。
現在、3mのポールの50cm程度をベースの中に埋め込んでいます。上部が2.5m程度です。 カメラは軽いのですが台風などの風が強い時には少し揺れます。しっかりとした固定も可能ですが、目立つことはしたくないので悩むところです。
ソーラーパネルも、ワンランク上の50W物にしておけばよかったかもしれません。 これから改良して楽しんでいこうと思います。（その後、５０Wの物に変更しました。）
その後、WifiルーターのEcoモードというのがある事を知り、Ecoモードの設定にしています。畑なのでWifiを遮る物が無いためEcoモードでも十分届くことが分かりました。
さらなる機能UP
SwitchBotのHubを本システムに取り付けて、さらに畑のあちこちにSwitchBotの温度計をバラまけば畑の温度と湿度を監視する事ができると思います。
