ロボットカメラを作ろう 
レーザー光線を利用したロボットカメラ 
 野鳥 ロボット カメラ Model - 29  自動撮影 野生動物
 Rev.
06
Original : Sun.Feb.01'15
Updated : Tue.Feb.03'15

Robot Camera Model- 29 


2015-02-01 Sun.

 小さな対象物を狙うため、指向性の高いモデルを(安価に)製作してみた。過去の作品で指向性の高い
ものは、Model-14Model-18 があるが、製造コストは安価とは言えなかったのだ。

 まず、長さ約7cm外径6mmφの銅製のパイプを物置のジャンクボックスから見つけ出した。それに L=20mm のスペーサー
をくっつけて、、、。



 できたのはセンサーホルダーだ。この銅製パイプの中にフォトトランジスターを組みこむのだ。


 銅製パイプはフォト・トランジスターのホルダーと、(カメラのレンズで使われる様な)フードの役目を担う。今回使用したフォト
トランジスターは5mmφの製品なので、まるで誂えたようにパイプにぴったりと収まるのだ。しかもP-トランジスターのプラスチ
ックモールドのベース部分はひとまわり太くなっているので、刀のツバのようにパイプのエッジで止められ、すっぽり入り込ん
でしまうことを防いでいるのだ。


 公称8mmφの銅製パイプは内径が6mmφ弱なので、P-トランジスターをこの様に(↑)インサートするだけで、接着剤などは
不要だ。(注:最近のP-トランジスターは3〜4mmφの製品が多く、この手段は使えない。)配線後シュリンカブル・チューブで仕
上げる。このP-トランジスターの固定方法は、基板に直接半田付けする方法に比べ精度の高い工作が短時間で可能だ。


 簡単な評価セットをブレッドボードで組み上げた。約 2.5volt がスレッシュホールド値になるように負荷抵抗を選び、画像右側
から同パイプの中のフォトトランジスターに照射光が入れば光のレベルに対応した R or G の LED が点灯するわけだ。


 ()画像下部に黒く見える物は単沓暇楫燭離泪哀薀ぅ箸離悒奪鰭分だ。このマグライトで照らすと反応して LED が
On / Off することで基本動作の確認は完了だ。
 感知能力だが、センサーからマグライトまでの約 30〜40cm 位置で調べるとマグライトの照射角度は広いため、直径
が80mm以下の大きさの物体は感知できない。この程度の性能では観察フィールドでは使い物にならない事は明らかだ。
 観察フィールドでは照射/受光間は3m程度で 10mmφ 程度の感知能力が必要なので、マグライト程度の輝度や照射
角では実用にならない。より高い輝度と超狭角度の光源が必要だ。

2015-02-02-Mon.
 高い輝度と超狭角度の光源といえば誰もが思い浮かぶのはレィザー光線(日本語ではレーザー光線)だ。数年前と比べ
ると大幅に価格が低下し、逆に信頼性は格段に向上したと言われる。使用にはそれなりの注意が必要だが早速秋月電子
から2個取り寄せた。


 個々にシリアルナンバーが振られたモジュールが届いた。まず通電テストを試みた。入手したのは2個だったが、性能には
バラツキがあるようで、1個は5m先でもきれいなスポットを描くが、別の1個はとうていスポットとは言えないパターンが描かれ
た。


 1.5m の距離から部屋の壁に照射してみたところ、約4mmφのスポットだった。これが仕様内の製品だと思われる。


 同一条件で試した別の1個はビームの収束性に劣る製品だった。約 50mm のフレアが発生している。入荷直後、作品に組み
込み加工を済ませてしまったのだが、入荷の時点なら不良品として交換可能だった可能性が考えられる。
 この様なビームでも、今回の私の回路では正常に動作してくれた。


 モジュールを固定する方法として、真鍮製のスペーサーをハンダ付けすることにしたが、ハンダ熱による影響を心配して、性能
の劣るモジュールでハンダ付けを試みた。


 モジュールのパワーソースはスイッチングタイプや3端子タイプは不適と聞いていたので、単祁織┘優襦璽廚鬘暇椹藩僂靴
画像 # 15-R0020719 のテストモジュールで簡単な動作テストを試みたが、『さすがレィザー・ビーム。』と言える結果だった

 現時点の簡単な動作テスト
 送受間5mで、9mmφの不透明な物体の検出が可能 (きれいにスポットを描けないレィザー・モジュールを使用)
 送受間10mで、9mmφの不透明な物体の検出が可能 (きれいにスポットを描くレィザー・モジュールを使用)


 画像左下の ボードはブレッドボードで基礎動作テスト後 PIB に組み上げたマイクロプロセサーボードだ。このボードはレイザー
光が遮断されると2セットのカメラにハーフ & フル・レリーズ信号を送る能力を持つ。。


 Laser emitting module の異なる取り付け方。実際のフィールドでの稼働環境を考えるとベターとは言えない。


 フィールドで乱暴に使われる状況を考慮しステンレスパイプに L・エミッティングモジュールを組みこむことにした。


 使用する三脚に合わせた手作りシューにマウントする構造だ。


 On/Off スイッチの取り付けも考えたのだが、適したスイッチが見つからなかったので省略した。


 ビーム On の状態。

 後日、より詳細なリポートをあげる予定だ。


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