ロボット撮影 デジカメによる 野性動物の自動撮影 無人撮影

- ロボットカメラを作ろう -
       
Rev.
 172
Original :2002-09-29-Sun.
Updated :2015-02-03-Tue.
ロボットカメラを
作ろう その-1
つくろう
その-3
                 

ロボットカメラを作ろう その-2


  
ロボットカメラを作ろう その - 1 概論 ⇒⇒ 

   
ロボットカメラを作ろう その - 3 実践編 ⇒⇒ (工事中)

   *** このページのセクション ***

   レィザー光線の応用 ⇒⇒
   センサーライトの応用 ⇒⇒
   超音波センサーの利用 ⇒⇒
   ステッピングモーター概説 応用例 ⇒⇒
   ソレノイドの利用 ⇒⇒

自作は困難か
 
 web などの質問コーナーで野生動物を自動撮影する機器の自作につい
ての質問を見かけることがある。それに応えて「簡単ですよ、カーポートや
玄関先用の人の接近で点灯するランプとかテレビのリモコンなどを応用すれ
ば安価に製作できますよ。」などの回答が見られる事が多い。
 個人的見解だが、おそらくこの様な回答をなさる方々は実際に自分で製作
された経験がないのだろうと推察している。

 まったく話題が変わるのだが、コウモリは超音波を使い餌を捉えたり飛翔
時の障害物の感知に利用している事は良く知られている。では(法律で禁止
されているのだが)コウモリを数十、数百匹を短時間に捕まえるにはどんな
手段があるだろうか?。
 実はかすみ網を使うのだ。『そんな馬鹿な、彼らはかすみ網など超音波で
簡単に把握できるから、その様なものに引っかかるわけはないよ。』との反論
が返ってくるだろうが、、、。事実は事実なのだ(私は観察フィールドで密漁者
と話す機会も多いのだ。)

 私が申し上げたいのは、机上の理論や聞き知っただけの知識では実際の
現場ではほとんど役に立たないと言うことなのだ。

 過去 100セット以上この種の機器を設計製作した経験を持つ私は「とて
も難しい物だ。」と逆の考えを持っている。かと言って難しいから自作をあきら
めなさいと言っているわけではない。むしろ自作をお薦めしたいのだ。

 貴方が興味をお持ちならばぜひ自作をお薦めしたい。以下に記すように
実際の安定稼働までには様々の障害が立ちはだかるが、それらをコツコツと
自身の力で解決しながら進めることにも新しい楽しみがあると考えるのだ。


Another way
 
 『メカは苦手だ、自作などとんでもない。市販のセンサーに出費する事も
厭だ。 しかし野生動物を自動撮影したいのだ。』 とお考えの方も少なくな
いのではなかろうか。
 私がこのホームページで紹介している記事は、市販・自作に関係なく自分
の手で数カ月から数年間フィールドで実際に使用した内容を元に記している。
 個人的には未経験なのでためらう気持ちもあるのだが、カメラ以外にセン
サーなどの付属機器を使用しないで野生動物を自動撮影が可能な方法があ
るので記しておく。(いつの日かこの方法を実践してリポートを上げるつもりだ。)

FYI : カメラのみで野生動物などを自動撮影する方法 ⇒⇒


基礎理論

*** テレビのリモコンの応用案 ***

 たとえばテレビのリモコンとテレビの間に(あなたの手のひらを野鳥に見
立てて)リモコンの照射を遮るように手をかざしてリモコンを操作してもテレ
ビは正常にリモコンに応じた動作をするだろう。週刊誌や新聞紙大の遮蔽
物をおいても同様だ。
 つまりリモコンの回路を応用したセットをフィールドにセットして、その間に
野鳥が現れても遮蔽物として感知できないため役に立たないのだ。
 これは当然だ。テレビのリモコンはおおよその方向(実際には逆方向でも)
対応できる様な(無指向性に近い)部品とファームウエアー(プログラム)で
動作している。野生動物センサーの場合は絞り込んだ方向(指向性)が要
求されるのだ。
 蛇足だが、、。
 家電製品は顧客の要求が厳しいため家電用のリモコンは高機能と高感度
を兼ね備えている。
 感度を上げるためには出力を高くする方法があるが消費電力が増加して
電池の持ちが悪くなる。受信側も高感度にすればノイズなどを拾いやすくなり
誤動作の元になる。そのためリモコンから照射される光線を変調して『通信
文』を送っている。具体的には『この信号は SONY のビデオデッキの再生
信号です。』などのメッセージが送られているのだ。このコードは国際規格
なので海外製品も対応している。私は SAMSUNG のテレビをソニーのリモ
コンでコントロールしている。

_
*** センサーランプ (ライト)の応用案 ***

  DIY ショップなどで安価に入手可能なセンサーランプの一例を示す。
通称センサーランプ・ライトの一例
 この種の製品は AC100Vつまり電灯線で動作する物なので観察フィールドで
使用するためには電池で動作するように改造が必要だ。
 ランプを On/Off する回路をカメラのリモコン端子に応用するのだが、回
路にトライアックなどが使用されていた場合は電池駆動は不可能なのだ。
 最大の問題は人や動物などの体温=赤外線で感知する構造なので日中
は太陽光線の赤外線成分に影響され安定動作できない弱点がある。その
ためこの種のセンサーライトは Cds (明るさに応じて抵抗値が変化する部
品)を組み込んで日中は動作を停止する様になっている。

 つまり電池で動作するように改造し、少々の誤動作は容認して日中の
フィールドで使用したいと考えた場合 日中の動作停止回路をキャンセルす
る必要が生じるわけだ。
Cds の一例
 参考までに Cds の一例を示す。その特性を利用してフィルム時代のカ
メラは露出を決めるエレメントとして多用された。現在は製造&破棄の時点
で公害を発生するため使用を縮小するメーカーが多いと聞く。
 代替としてフォトダイオードの使用が増えているそうだ。
 Cdsは [ 明るいと抵抗値が少なく、暗いと増加する。 ] 特性を持つ。つまり
貴方が改造中の カーポート・センサーの内部に上の画像の様な形状の
Cds を見つけてカッターでカットすれば (カット=∞の抵抗値 = 真っ暗)と
判断され明るい場所でも稼働できるようになる。・・・・・はずなのだが。電
子回路は設計者のデザインにより、該当の部品を取り外すことが即キャンセ
ルとは限らないケースもあり得ることをお忘れなく。回路によっては夜も昼も
動作停止になってしまうケースもありうるのだ。
_
センサーや Cds は半透明のケーシングに入っている。
 Cds は明るさを知る必要があるため半透明のケーシング部分に入っている。
参考のためにこの半透明カバーを取り外すと、、。

センサーランプの『頭脳と目』
 ホワイトアロウで示された(四角い窓を持つ)コンポーネントが赤外線セン
サーだ。 実はこのセンサーも重要だが画像右に置かれたカバーのミルク
色をした半透明部分がもっと重要なのだ。英語圏ではこの種の物を『レンズ』
と呼んでいるがこのレンズ設計次第でセンサーの特性は大きく影響を受ける
と言われている。そして

ここに Cds がいらっしゃるのだ。
 同じくホワイトアロウで示されたコンポーネントが Cds なのだ。他にも
著名なオペレーショナル・アンプ LM324 なども見られる。このモデルでは
トライアックが見つからない・・・・という事は簡単な改装で電池駆動が可
能・・・・という事は観察フィールドで野生動物自動撮影に流用可能と考え
られるわけだ。

一般に生物は周囲より体温が高い。だから・・・。
 対象物をセンスするロジックは単純に、体温(赤外線)で動作しているので
はなく、ある一定時間における熱の変化で動作しているのだ。たとえば上の
画像で手前の人形がセンサーだとして仮定して、、、。

 左の岩や右の倒木は太陽光線や周囲の空気の温度で温められている。そ
のためこれらの物質からもわずかだが熱線(赤外線)は放射されている。
 中央正面の野生動物も体温(赤外線)を放射しているが、移動しているため
放射される赤外線に変化が生じる。この変化をロジックは『対象物発見』と判
断しているのだ。
 『いやいや、岩や倒木より比較にならないほど生物の体温が高いのでセンス
しているのだ。』とお考えの方も見えるかもしれない。
 疑問があるのなら以下の実験を試みてはいかがだろうか?
熱湯の入ったコップと(紐をつけた)お盆を用意して、コップをお盆に載せテーブル
に置き、1〜2m の位置にこの種のセンサーをセットするとどうなるだろうか?。
 最初はお盆を持った人物などに反応して『感知!』を表示するだろう。この状
態でセンサーをリセットすると、体温よりはるかに熱いお湯が入ったコップが直前
にあるにもかかわらずセンスできないのだ。
 ここでお盆の紐を引き数センチ動かすと『感知!』が表示されるはずだ。

 復習しておこう。『熱が変化することで動作する。』のだ。つまり動かない岩で
もセンサーと岩の間を風が吹けば⇒センサーは熱が変化したと判断して『感知!』
を表示してしまうのだ。

_
*** 超音波センサーの応用案 ***

  音(人間には聞こえない超音波)を利用するアイデアもある。直径 10mm
〜20mm 程度の特殊スピーカーから超音波を照射してその反射波で感知する
わけだ。以下の画像がその超音波センサーだ。身近な使用例として車のバン
パーに組み込まれ壁などに接近した時ランプやブザーで知らせてくれる製品が
挙げられる。
超音波 Tx/Rx モジュールは安価に入手可能だ。
 このシステムも欠陥がある。自然界では常に微風があるため、草木
の葉や幹などに風がぶつかって葉や空気が振動するのだが、この振動には高
周波成分=超音波が含まれるため誤動作の不満がある。
超音波でセンスする方法をもう少し深く説明しよう。
 超音波を照射した場合、右の倒木からの反射波は照射波と同じ(周波数)
だ。しかし動いている野生動物からの反射波はドップラー効果により照射波
と同は異なる周波数、つまり対象物が接近すれば高く、遠ざかれば低い周
波数が返ってくる。ロジックは送信と受信の周波数の差を常時チェックして
いるので、周波数に差がある⇒移動している物体がある⇒移動するのは
野生動物である。と判断してロボットは撮影を行うのだ。
 既にお分かりの様にこのセンサーシステムの特徴は対象物より手前に
障害物があっても、それより遠くの動いている対象物のみをセンスできる事だ。

2014-05-1 Sat.
 本来の自動撮影から離れた話だが、私は雨水タンクを自作し庭の散水などに利用している。この
タンクの貯水量を屋内でディジタル表示するモジュールなども製作したが、今回話題の超音波を利用して
貯水量を知るモジュールも製作したので記しておこう。
2012年暮れのリモートモニター。来年も
機能強化のアイデアがあるのだ。
 屋内で屋外の貯水タンクの貯水量を確かめたり、タンク相互に貯水の転送もスイッチ操作のみで
可能なモジュールだ。現在3個のタンクの各貯水量は、320函◆450函◆225 で、現時点で我が家には
合計約1トンの雨水などの貯水があると見て取れる。
 超音波を利用して貯水量を知る方法は各種考えられるが、私は約 40kHz の超音波を水面に照射し、
その反射波の時間差で水面までの距離情報を得ている。水位が分かれば貯水量の計算はマイクロプロセサー
のお仕事だ。

 これ()は初期のプロトタイプの事例だが、この様に貯水量が表示される。
こちら()はプロトタイプ-2でオフロの水量を測定した時のものだ。Tx' Rx' とマークされたコンポーネント
が超音波送受モを担っている。

 このモデルも MICROCHIP 社のマイクロプロセサー PIC16F84A を使用している。超音波を水面に照射し、反射波が
返ってくる時間から水位の高さを知る基本アイデアは同じだ。黄緑色の窓に水面までの距離が表示されている。


 現在超音波を使ったモニターのプロトタイプ No.2は、タマローリー社の 500肇織鵐 ( LT-500 )に特定したプログラム
が FVT (フィールド ベリファイ テスト) 中だ。今回採用した超音波回路は安定度が抜群で、 1cm の分解能力を持って
いる。実際の稼働では温度などの影響を加味する必要があるだろうが、500肇織鵐にバケツ一杯分の残量があるか
ないかの判断可能なセンサーは他に見当たらないのではないだろうか。

メインタンクを購入した。
 この大きさ(約1,100cm x 800cm x 850cm )のタンクの水位 1cm の分解能力を持つのだ。

2014-06-08 Sun.

 ほぼ90%完成した [ 超音波を利用した貯水量表示モジュール ] 。 




 その後より使いやすくリ・デザインした作品も製作した。窓には520箸班充┐気譴討い襪、私の手が支えている位置から
床までの距離を Watergate 25 君はそれを500肇織鵐の水位とみなし、520箸世犯獣/表示したのだ。

*** 音センサーの応用案 ***

  野鳥などの鳴き声はかなり音圧レベルが高いので音に反応してカメラを動作させるアイデアも面白いが、鳴き声だけ
では撮影チャンスが低すぎて実用には向かない。個人的には試作・動作テストを行った経験がある。


*** 光(可視光線 or非可視光線)の応用案 ***

 光(可視光線 or非可視光線)を利用するアイデアもある。この方式は基本的に以下の二種類に分けられる。

 透過(トランスペアレンシー)方式

 光を照射するモジュールと受光するモジュールを分離してその間に対象物が
侵入して光線を遮断することで感知する方法。
Detect by tranpearency
 もっともシンプルなアイデアだ。右側の倒木に照射モジュールをセットして
対応する岩に受光モジュールをセットする。照射光が野生動物で遮られる
ことで感知する方法だ。対象物の大きさに応じて照射・受光間の距離に制
限を受ける。スズメ程度の大きさの対象物をこの方法で感知するには照射
光を遮るには体がちいさ過ぎるため、メカとエレキの高度の技術が要求さ
れる。

製作後2年が経過したが大きな問題もなく安定稼動している。
 Mon. Feb.25'08 09:57:55 Canon EOS-1D /EF100-400mm L ISO:500 -1/3
 トランスペアレンシー方式の具体的な撮影風景だ。左が発光側、右が
受光側でマグカップに止まったジョウビタキ♀が光ビームを遮断すること
でセンスしている。
 参考 : この()モデルの製作報告 ⇒⇒

 反射(リフレックス)方式

 光を照射するモジュールと受光するモジュールを同一場所に設置して、照射
モジュールからの光線が対象物に反射して受光モジュールに届くことで対象物
の存在を感知する方法。



 この方法は開けた場所に現れる対象物を感知する場合などに適してい
て、木々の間などの状況ではほぼ役に立たない弱点を持つ。
 上の画像例のように対象物よりセンサーに近い場所にAの岩とかBの
倒木などがある状況では、対象物のCを感知できない可能性が高い。


 前述した様に光を狭い範囲に絞り込んで照射することは我々アマチュアには
困難な工作なので照射しても上の画像の様に、手前にある左の岩や右の倒木
からの反射光にロボットが反応するため正しい対象物をセンスできない。

リフレックスタイプのセンサーの撮影風景の一例
 リフレックス方式のセンサーを使った撮影の一例だ。右端の三脚にマグカップ
を載せ、これに止まる野鳥ジョウビタキを撮りたいのだ。この種のセンサーを設計
製作するにはそれなりの光学 & 工学技術レベルが要求される。つまりセンサー
から単純に光線を照射するだけではマグカップからの反射光も受光する可能性が
高く、野鳥からの反射光と区別ができないのだ。照射光を鋭いビームにしてカッ
プの1〜2 cm 上を照射して(マグカップにはビームを照射しないで)、ジョウビタキ
が止まった時にセンスできる事が要求されるのだ。

 リフレックス方式のセンサーを使った事例をもうひとつ記しておこう。

 右下から非可視光線を照射して野鳥ジョウビタキの羽毛の反射でセンスしている。
野鳥が居なくても杭からの反射光で『居る』と誤判断する可能性が高い。対策として
軍用機の様な [ ステルス性 ] が要求される。具体的には杭に反射の少ない暗色の
物を選んだり、ロボットから見て細く見える断面が楕円形杭を選ぶなどが考えられる。
 FYI : ロボットカメラ Model-20 ⇒⇒

4m先のコイン程度の大きさが感知可能だ。
 光ビームが鋭いため、私が製作した事例では上()画像のホワイトサークルで
示された4m先のコイン程度の大きさの物体が感知可能だ。


 参考: リフレックス方式のセンサーの製作報告 ⇒⇒

 透過・反射 両方式とも単純に組み上げた場合、フィールドの設置条件によっ
ては太陽光が受光センサーに照射して誤動作の可能性があるが、回路やファ
ームウエアで対応は可能だ。たとえば以下の様な手段がある。

 センサーとして信頼性を上げる一つの手段は自分が照射した光と他の(太陽光など、)光が明確に区別できる方法
を確立することが挙げられる。具体的な一例としてプラスチックの表面をマイクロプリズム加工した光学フィルターを
使い照射光を偏光する方法がある。受信側にも同様のフィルターを使用することで不要な光線を無視できるわけだ。
 以下の事例はカメラ本体の AF :オートフォーカス機能を補助するためにストロボユニットから照射される水平に偏
光された LED 光。
AF assist beam from strob-unit ( Canon 550EX )
 
 同じメーカーだが異なるモデルのストロボは垂直に偏光されたビームを照射する。(なぜモデルにより偏光角が異なる
のか不明だ。)
AF assist beam from strob-unit ( Canon 420ex  )
 
 別の方法に光を毎秒数千回から数十万回点滅して、点滅の時間差でモールス信号の様に受光側に送る方法がある。
受光側は事前に定められた『暗号』が含まれる光を選別して動作する方法だ。

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*** レーザー光線の応用案 ***

 非常に鋭いビームを照射できるレーザー光線を利用することも技術が伴えば可能だ。基本的に光なので透過式と反射式が
ある。私は試作経験はあるが万が一の(他人 or 自身への)健康障害を考慮し中止していた。正直に言うならば、当時の私の
知識や技術レベルでは実用化は困難だったのだ。

2015-02-01 Sun

 最近の製品は耐久性も信頼性も向上し、価格も大幅に下がっていることを知り、センサーとして製作する事にチャレンジ
してみた。 例によって秋月電子へ発注した。価格は送料別で 500円程度だった。
 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。(入荷の時点で不良品として交換可能だったかも・・・)

 ステンレスパイプに組みこんだレーザー(レィザー)モジュール。(稼働中の画像)

 製作報告 ⇒⇒

_
*** マイクロ波(電磁波)ーの応用案 ***

 使用には法律上の制限がある関係で野生動物センサーとして適している
とは言い難いのだが、Giga Hz 帯の電波を利用したドップラー効果を応用す
りアイデアもある。某地方銀行の某支店の金庫室で防犯用に使用した実例
を見たことがある。
 使用中に近くで電子レンジを使用すると(当然のことだが)誤動作する。など
の注意も必要だ。
 高周波技術と興味をお持ちの方は挑戦されてはいかがだろうか。

2015-01-17 Sat.

 これ(↑)は 2015年1月に製作した電磁波を利用した防犯カメラの試作品だ。電磁波は木材などを通過するため
木製のドアなどはドアが閉まっていても、ドア越しに人物の感知が可能である。 製作報告ページ⇒⇒
具体的なテスト例を以下に示す。

 テスト場所は屋内。送信モジュールから約40cm の位置に公称9mm のコンパネ板を2枚立て、約5m離れた位置の人物(成
人)を対象として試した。
 対象の人物が約半歩 ( 30cm ) 体を前へ傾けるか後ろへのけぞる挙動を、100%感知できた。 この作品の実用例として
ショップなどの入り口にセットし、入店者には『いらっしゃいませ』 退店者には『ありがとうございました』とメッセージを流す事が
考えられる。
 

2010-10-30 Sat.
 現時点の(私の)結論。 銀行 ATM や自販機の設置台数の増加に伴い
目的を特化したセンサーが増えている。そして時にはそれらの部品を我々が
入手する事も難しくない状況だ。
高性能にもかかわらず安価な部品が見られる。
 上に示す部品は本来数十造ら数辰竜離を知るための部品だが、
そのまま野生動物センサーとして流用が可能だ。特殊な配線は不要だ
接続するリード線は3本だけ、電源の+、-用に2本、残り1本に距離に
応じた電圧が現れる・・・たとえば対象物までの距離が 1辰覆蕕 1.2
ボルト、2辰覆 0.8ボルトの様に、、、。
_
配線部材やスイッチ、キャビネットも必要だが、これだけで・・・・。
 実はこれだけの部品があれば、具体的には、
 .札鵐機璽皀献紂璽襦
 ▲肇薀鵐献好拭治恩帖
 カーボン抵抗2個、
 ぅメラリモコン端子コネクター
 ァ電池、(画像はエネループが8本だが、テストは4本のみ使用した。)
 他には配線用リード線やスイッチ、キャビネットなども必要なのだが、

最もシンプルなデジカメ自動撮影装置
 これが組み上げた装置で最もシンプルなデジカメ自動撮影装置と言えるので
はないだろうか。画像黒丸のセンサーモジュールに対して 1.5m 以内に接近す
れば接続された Canon EOS 40D が撮影を始めるのだ。

このままではフィールドに持ち出せないが、
 抵抗とトランジスター ( 2SC1815 x 2 ) はこの様に接続する。このままでは
フィールドに持ち出せないが基板などに組み上げて、適当なキャビネット(ケ
ース)に電池などとともに組み込めば立派な自動撮影装置と言えるだろう。
これだけで野生動物の自動撮影は可能なのだ。実際に私は家の庭や物置に
現れるノラ猫や飼い猫、野鳥などをカメラに自動記録している。

 参考 カメラ代金を含めて約2万円弱のロボットシステムで記録した画像の
     例。⇒⇒



 
 A/D コンバーターと呼ばれる半導体素子がある。文字通りアナログ信号をディジタルに変換してくれる優れもの
だ。またA/D コンバーターを内蔵するマイクロコンピューターも存在する。うまく使えば、xxcm から yycm の範囲に
対象の生物が入ったら撮影開始。などの様に使えるのだ。 古いオートフォーカス機能のカメラでも事前にフォーカ
スを固定したまま対象物を狙えるのだ。


 画像(↑)はセンサーから 10cm の位置に対象物が存在するときのセンサーレベルが [ 1Cx〜1Dx ] だと判断
している。この数値は10進法とは異なる16進法で表されたものだ。




*** カメラとのインターフェース ***

リモコン端子(ワイヤードリモコン)を持つカメラ。

 カメラとのインターフェース(接続)についても記しておこう。基本的はカメラの
リモコン端子の接点を閉じればいいわけで簡単な作業だ。しかし対応を間違え
るといくつかの問題に直面することになる。
 フォトカプラーや CMOS スイッチング素子などで電子式に対応する場合同じ
メーカーでもモデルにより動作しない可能性がある。具体的にはある素子では
Canon EOS 30D では正常動作するが EOS 10D では働かない。別の素子で
は EOS 40D では動作するが EOS 20D 30D では動作しないなどの事例が
ある。
 リレーポイントを使えばこの種の問題は避けられるが回路を間違えると一見
正常動作するが、カメラのいくつかの機能が働かなくなり、電池が短時間で消耗
する事例も経験している。
一部特殊な(メーカー独自の)コネクターが使用される。
 インターフェースコネクターはカメラショップで安価にそして簡単に入手可
能なタイプのコネクターやメーカー独自の特殊なコネクターが採用されて
いる。独自のケーブルの場合、対応のカメラ用のリモコンケーブル(これが
意外と高価なのだ)を購入してコネクターヘッドをロボットで再使用する事
になる。

ワイヤレスリモコンを持つカメラ。

 小さなコントローラーからレリーズ、ズームイン、ズームアウトなどの操作が
可能なカメラの場合、リモコンコントローラーを壊すことになるのだが、センサー
のリレーポイントでコントローラーの該当のスイッチを On/Off するアイデアが
ある。しかしコントローラー内部は通常のハンダでは接続できない部材などが
使用されている可能性もあり、工作はとても難しい
 いわゆる学習リモコンを使い、レリーズやズームのコードを学習させて利用す
るアイデアもあるが、1:デジカメのコントロールコードを学習リモコンが「学習」
できるかどうか、(テレビや DVD レコーダーなどは当然可能なのだが) 2:学
習リモコンのスイッチをロボット側がどうやって押すかの問題が生じる。

 MPU : マイクロプロせサーを使い(事前に学習したコードで)送信するアイデ
アもある。この場合学習したコードを記録するメモリーは電源が切れると消え
てしまう問題がある。電源を切っても消えない NVRAM などを使用する案もあ
るが、MPUが外部メモリーを使用・コントロール可能か不明だ。


 私はこの種のワイヤレスリモコン対応のカメラを所有しないのだが以前借用
したカメラを使い以下の方法で正常動作を確認している。
 NATEC社の製品で、無線と赤外線のハイブリッドリモコン:モデル番号 NRZ10
を使う方法だ。本来はリモコンなのだが、

1、所有のデジカメのリモコンのコードを NRZ10 に学習させる。
2、リモコンコントローラー NRZ10T のカバーを外す。NRZ10T は4個の任意に
  設定可能なスイッチがあるが該当するスイッチにリード線をはんだ付けして
  引き出し、野生動物センサーからのコントロールでこのリード線を通じて
  NRZ10 のスイッチを操作する。
3、野生動物センサーが対象物を感知すると⇒ NRZ10Tのスイッチが操作され
4、NRZ10 から学習済みの赤外線コントロールコードがカメラに送られレリーズ
  する方法だ。
 上記の手段については具体的に画像を添付したリポートを別ページに挙げて
おいた。 ⇒⇒
改造方法の詳細は⇒⇒  ⇒ k

_
リモコン機能を持たないカメラ。

 カメラを分解などしないでコントロールする方法だがソレノイド(電磁石)やサ
ーボモーター(ラジコンなどに使用されている)を利用して直接レリーズボタンを
押し下げるアイデアがあるが、ソレノイドは動作量(レリーズボタンを押し下げる
ストローク)が少ない事、サーボモーターは人の指先など切断するほどのトルク
を持つ製品が珍しくないため、設計を間違えるとカメラを押しつぶす可能性があ
る事、両者ともメカニカルな動作音が大きいことを配慮する必要があるだろう。

一般的なソレノイドを紹介しよう。
 ソレノイドをご存じない方のために一般的な製品を紹介する。基本は電
磁石で電線を巻いたコイルに電流を流すと磁力が発生する。そこに鉄棒
(鉄心)を近づければ鉄棒は磁力でコイルに引き込まれる単純なメカニズ
ムだ。ではコイルに電流を流してみよう。
_

 画像上にマウスポインターをスライドイン& アウトすることで動きが観察
できる。
 電流を On/Off することでプランジャー(鉄心)が約 2mm 移動している
事が分かる。この時ソレノイドは 12V 750mA を消費している。
_

 こちらも同様に、画像上にマウスポインターをスライドイン& アウトするこ
とで動きが観察できる。
 ちょっと珍しいロータリー・ソレノイドと呼ばれる製品だ。心棒に付けたくぎ
が動いている(正確には25度分)事が分かるだろう。このソレノイドは 12V
1,300mA もの大電力を消費している。
 このプランジャーの動きでカメラのレリーズボタンを押すわけだ。
2003年12月にオリンパス C-2500L で利用した。
 この画像は2003年12月に製作したシステムだが、ソレノイドのプランジ
ャーの真下にレリーズボタンが位置している事が見て取れる。前述したが
ソレノイド方式は
1、駆動音が大きい、下手をすると対象生物が逃げ出すほどだ。
2、消費電力がとても大きい。大き過ぎると形容したほうが正しいだろう。
3、ストローク(駆動範囲)が小さい。
 など欠点が多くて自動撮影装置に採用された例は皆無だと思われる。
表現は失礼だが”電気の素人が、とにかく動作させたいと作り上げるには
単純なメカなので応用しやすいと言えよう。”  
 私が画像 #0019-4 の作品を製作したということは私は”電気の素人”だと
いうことだ。
_
2010-10-22 Fri.
 他にも応用できる部品を見つける事が出来る。一例としてステッピングモーターを紹介しよう。前述したが私が
紹介する事例は、他人の資料やアイデアの受け売りではなく、すべて実際に製作したものばかりなのだ。

これがステッピングモーターの外観だ。
 これがそのステッピングモーターの外観だ。大きさは用途に応じて直径15mm 程度から10cm を超えるものまで
(現在はもっと大きい物やもっと小さな製品が開発済みだと聞く)いろいろあるが上の事例は 55mm の物だ。

単純に電源をつないでも回らない。
 単純に電源をつないでも回ることはできない。回転の理屈を簡単に説明すれば前述したソレノイドが数百個内蔵
されたモーターと言えるだろう。
 ソレノイドに電流を流すと1個のソレノイド分だけ回転するのだ。

Watch red arrow mark.
 赤矢印が示す数値にご注目。1回( One pulse ) 電流を流すと 1.8度回転しますよ。と記してある。つまり50回電流を
流すと、1.8 x 50 = 90 (90 = 直角)分回転するわけだ。電流を流す時間に応じてゆっくりでも高速でも回転速度は任意
に設定可能だ。1.8度単位でコントロールできるため、このモーターのシャフトにレバーを固定してカメラのレリーズボタ
ンを押す様にメカを設定すればレリーズボタンの半押し・全押しの微妙なコントロールも可能となるわけだ。
 実際の使用にはパルス電流の回数、回転方向の指示、回転速度などのパラメーターをマイクロコンピューターから
指示する必要があるがそれほど難度の高い処理ではない。また専用の IC が販売されていて高度のコントロール:例え
ば、ワンステップ 1.8度のモーターであっても、0.05度単位で稼働も可能である。

 聡明な読者は雲台をシャフトに付ければパノラマ写真も可能だと気付くだろう。1時間毎に30度ずつ回転した撮影を
一日続けるなどの面白い使用法も可能なのだ。このアイデアもすぐに問題点に気づくはずだ。『長時間撮影なので外
部電池などを地上に置いた場合カメラへの電源供給ケーブルが雲台の回転が同じ方向に続くことで三脚に巻きつく
ではないか!。』とアピールが出るかもしれない。 ご心配なく、たとえば30度ずつ回転を続ければ12回目に元の位置に
なるわけだが、12回目はマイナス(逆回転)方向に330度分のパルス電流を送れば問題は発生しないのだ。解説済み
だがステッピングモーターは回転の角度・速度そして方向を任意に設定可能なのだ。
 ついでにもうひとつステッピングモーターの特徴を述べよう。一般のモーターは停止中は電力を必要としないものだが、
ステッピングモーターも同様に電力をオフすることも可能だが、停止中に電流を流し続けることも可能でこの電流はブレ
ーキのために消費されるのだ。たとえば前述の雲台の件でモーターが停止中にカメラやレンズに外力が加わってもレ
ンズの向きは変わることは無いのだ。蛇足だが、単純に設計すると停止中の方が回転中より余計に電力を消費する
作品ができてしまうのだ。

 私は  ▲メラのレリーズ ◆普段はカメラを庭に来る野鳥に向けていて、チャイムが鳴ったらカメラを玄関方向に
向けるメカ 、パノラマ撮影 などを組み立て楽しんだ経験がある。



 2014年9月 このステッピングモーターは新しい環境で [ おしごと ] をしていた。新しい [ おしごと ] とは、
雨水や風呂の残り湯を大型のプラスチックタンクに貯水し、トイレットのフラッシュ(洗浄)に流用するシステム
の貯水タンク内壁の汚れをクリーニングする役目なのだ。


 こちらはその [ おしごと ] 中の勇姿。 現在の位置から全周の壁面に向かい、左右に 380度ずつジェット水流を噴射
し続けるのだ。しかも一晩中!。

 FYI 貯水タンクの自動洗浄システム ⇒⇒




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 他にも(ちょっと乱暴だが)最初からレリーズボタンンをゴムバンドなどで押し下げた状態にしておいてセンサーからのシグナル
でカメラの電源を直接 On/Off する手段もあるらしい。未テストなので解説は省略。

 同様に乱暴な方法だがカメラのカバーを開けレリーズスイッチの位置を探し出し、このスイッチにリード線を直接ハンダ付けし
て外部へ引きだす方法もある。このリード線をセンサーに連動するリレーのポイントで On/Off するわけだ。
内部のレリーズスイッチ。
 過去私が試した時の画像だ(↑)。このスイッチを製作している会社は
おそらく1〜2社しかないのではなかろうか。数社のカメラを分解した経験が
あるがすべて同一タイプの製品だった。カメラ内部は細いリード線でも通せ
るような空間はほぼ皆無なのでリード線をうまく引き回して電池ケースなど
から外部へ引きだし、ケースを元通りに組み上げることはちょっと難しい作業
となる。画像に見える3本の白いリード線は追加した物で、カメラの外から
この線を相互に接触させるとレリーズボタンンを押したと同じ挙動をカメラは
示すのだ。

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本当の目的

*** Too many rivers to cross  ***

 様々な問題をクリアーして『最初の一枚!』を得た喜びは何物にも代えがた
い。他人から見ればピンボケの画像でも、これほどの喜びと達成感で心躍ら
せる物は少ないのではなかろうか。 『 Pride & joy 』 とはこのことだろう。
 しかし”野生動物自動撮影”は完成とは言えない。長時間スタンバイのため
の電源、夜間撮影のためのストロボの対応、機材の風雨対策など、、、、。クリ
アーすべき難題は次々と見つかる。
 そしてこれから本当の野生動物観察の第一歩が始まるのだ。記録された対
象物の雌雄の識別、年齢、健康状態、知りたいこと調べたいことは次々とわき
出て来るのではないだろうか。 そのためにはまた新しいアイデアが必要にな
るかもしれない。

 そして貴方はまた新しい river(s) を渡ることに挑戦することになるのだ。

FYI.
 今では( 2010年7月)あまりにも旧型なので web auction では \3,000.-
の値段でも売れ残る様な Canon EOS 30D を使い自作ロボットシステムで
記録した画像だ。 レンズは180mm(35mm換算)。
旧旧旧型のキヤノン EOS 30D で記録したものだ。
 Thu.Nov.06'08 10:22:15 Canon EOS30D EF100-400mm @180mm ISO400 ( RCS Model-13 )
 渡り鳥のジョウビタキはあまり人を恐れない性格が知られていて、アマチュ
アでも気楽に撮影できる野鳥として有名なのだが、彼の場合最初の年は異
常に警戒心が強く通常の撮影はほぼ困難だった。彼を記録できたのはロボ
ットシステムの手助けが大きかったのだが、記録された画像から彼は右脚に
障害があることを知らされた。この画像でも右足を労わるように枝に止まって
いる事がわかる。
 彼は 2007年と2008年の晩秋から初春にかけて我が家の庭を訪れてくれ
た。後半はあれほど人の接近を嫌った彼も私が庭に出てもさほど嫌がる様子
も見せなくなっていたのだが 2009年には姿を見せることはなかった。我が家
の庭に姿を見せるジョウビタキはロボットシステムのおかげで細部まで記録で
きることから個体識別がほぼ可能で、数年に渡って姿を確認できていたのだが、
わずか2年で姿を見せなくなった事は自然界で障害を持つ個体が生き延びる
難しさを語っていたように思われる。
 memo : 右脚に障害を持つジョウビタキ ⇒⇒

 下は野鳥『モズ』の頭部のクローズアップだ。肉食のモズ特有のクチバシの
特徴がとらえられている。この様な画像をカメラを構えて記録することはかなり
難度の高い作業だと思われるが、観察フィールドで RCS をセットして付近を
散歩しいる間に無人でそれが出来てしまうのだ。
モズ オス頭部クローズアップ
Fri. Dec.06'02 13:37 Canon EOS-1D EF 100-400mm

 上クチバシ先端の「缶切り」の様な形状に注目頂きたい。


 この画像は 2002年に私の初期のロボットシステムで記録した画像だ。
一時間ほどの間に記録できた画像をスティッチしたものだが、雌雄のモズの
体の大きさの比較、他の鳥との体の大きさの差などを示す適切な資料が簡
単に得られた。


 memo : 野鳥『モズ』観察報告 ⇒⇒
 
 このホームページのタイトルは『ロボットカメラをつくろう』だが、RCSを作る
ことが目的ではなく、その先に進んでほしいと希望している。

 Editor of The DDW CMCseven.


 
ロボットカメラを作ろう その - 3 実践編 ⇒⇒ (工事中)
 

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軽自動車で300肇織鵐を運ぶことができた。  雨水の有効利用
雨水を庭の草木の散水やトイレに利用
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私の愛用レンズ(中古品ばかりなのだが・・) 私が愛用している
レンズ
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