Rasberry Piで定点カメラを作りSoracom回線にて遠隔操作、モバイルバッテリーで稼働させつつ、SNSやWeb上に写真やタイムラプス動画を公開したい。技術者じゃなくても、できるか？

なぜ作ろうと思ったか

とある事情により、都内のシェア畑で野菜を作ることになりました。※とある事情は3ヶ月後くらいにお披露目できるはずです
個人的には都会で、それもシェア畑の規模での野菜作りにはそれほど興味ありませんが、やるとなったら野菜の生育状況を定点カメラで撮って、タイムラプス（コマ送り動画）で配信をしたい、そっちには興味ある！
ということで定点カメラを購入しようと思ったのですが・・・結果的に自分で作ることにしました(笑)

自分で作ることにした理由は、シンプルに欲しいものが売っていなかったからです。

やりたいこと

  • 畑の状況を定期的に撮影
  • 温度を測定し、日時とともに写真に表示したい
  • その写真を使ってタイムラプス動画を作成
  • その動画をSNSまたはWebサイトにて配信
  • ただし、人の手を介さず畑から直接配信したい

揃えたもの

  • Raspberry Pi 3 Model B+
  • AK-020 3G USBドングル
  • SORACOM Air SIMカード データ通信のみ/ナノ
  • ロジクール ウェブカメラ C270n
  • microSDHC 32GB
  • ブレッドボード
  • 温度センサー DS18B20
  • ジャンパーワイヤー（オス – メス）
  • 抵抗10Ω
  • モバイルバッテリー

ゼロから揃える場合は、「IoT 体験キット 〜簡易監視カメラ〜」を購入するのが簡単です。

とはいえ、在庫切れのときもありますのでAmazon等で同じものを揃えることも可能です。
このキットを買っても、Amazon等で個別に揃えてもほぼ同じ値段になると思います。
私はWebカメラやSDカードは持っていたので、足らないものだけ購入しました。
個別に揃える場合、ブレッドボードやジャンパーワイヤー、10Ωの抵抗を基本的に1個や1本とかでは購入できません。余りますが上記キットがない場合には致し方ないのと、100本単位とかでも十分安いので問題ないと思います。

IoT 体験キット簡易監視カメラ用

組み立て、設定方法

組み立て、インストール、設定等は参考になる記事のリンクを貼らせていただきます。
どれか一つの記事だけでは完成しないのと、最新の記事ではないので上から順にそのままやろうと思っても途中で止まるはずです。それぞれを参考にしながら、一部自分で応用を利かせる必要があります。
※後日、ニーズがあったら一つの記事にしようと思いますが、結局その記事の賞味期限も長くはないので・・・

組み立て完了

注意点

私と同様に技術者ではない方がこれを作って、動かすにあたっての注意するポイント、ハードルは以下です。

  • 基本的なUnix系のコマンドの知識があること
  • 記事や資料が最新とは限らないのでライブラリやパッケージのインストールなど最新情報に補完する必要がある
  • 最低限のプログラム修正ができること（開発者である必要は全くありません。）
  • ハードウェア設計の知識が無いので、とりあえず真似する

完成とテスト撮影

１．静止画を公開
定期的に画像を撮影し、その画像をネットにアップロード（上書き）
撮影した画像
※今回のテストのカメラは低価格のWebカメラを使っているため、夜に撮影した画像だと「真っ黒」な写真の場合があります。

ここではAmazon上に公開されていますが、Twitterなど他のサービスとの連動ももちろん可能です。
Twitterの場合には例えばこちらの記事が参考になります。それ、ラズパイでつくれるよ——画像の自動ツイートもできるよ！

２．室内にてテスト撮影、タイムラプス生成したものをご覧いただきます。約2日間5分ごとに撮影しました。
※興味津々な子供が知らぬ間に触っていたようで、カメラが動いていますがご了承ください。タイムラプスが生成できていてればOKなので(笑)

画像の撮影だけでなく、タイムラプスの生成までRaspberry Piの中でできますので、あとは完成した動画をどこにアップするかですが、Amazonなり、Twitterなりそれぞれの用途に合わせて、ライブラリやスクリプトを準備してRaspberry Piにて設定ください。

結果的にやりたいことはできました！
が、一つだけ問題が。この構成だと、大容量のモバイルバッテリーだとしても数日しか持たない。
1週間毎に畑に行ってモバイルバッテリーを交換する、程度でないと今回の用途としては使えない。。。
WiFiオフ、Bluetoothオフは当然として、Soracom用のUSBドングルを外してみたり※、温度センサーを外してみたり、撮影間隔を長めにしてみてもそれほど変わりませんでした。
※Soracom用のUSBドングル外して（3G回線切って）電池の持ちが良くなっても意味ないんですけどね

それ以上は掘り下げませんでしたが、LinuxOSをチューニングして消費電力を抑える、というレベルでは無いような気がしました。Raspberry Pi Zero W のようなもっと小型のものにするか、やはり専用のハードウェアが必要になるのでしょうね。
ただ、タイムラプスの生成をラズパイの中で行ってネットにアップしようと思うと、最低限のハードウェアスペックは必要になると思うので、簡単ではないでしょう。

当然ですが、畑で電源が確保できるのであれば解決するのですが、電源が確保できる前提であればもともと別の選択肢もありますので。。

とはいえ、自分たちの畑の作物の成長記録タイムプラスはどうしても撮りたいので、これで諦めるわけにはいきません。

その後、2つの選択肢がでてきましたが、それは次回。
一つは割り切って通信機能は無し、遠隔操作や自動でどこかにアップロードするのは諦めて、SDカードを自ら取り出しに行く。
もう一つは、本格的な装置を導入する。電源は太陽光で確保し、カメラや温度や湿度はもちろん、日照量や雨量まで計測し、クラウドにアプロードするもの。

まとめ

ラズベリーパイの存在は昔から知っていましたし、SORACOMのような回線の活用にも興味はありましたがやりたいことが余程シンプルな場合を除き、ハードウェア設計の知識が無いと難しいのではないかと思い手を出していませんでした。（面倒くさいなぁというのもww）
でも、人間、実現したいことが明確になればそのハードルを越えるもので、やってみると意外となんとかなるものです(笑)
電力消費、という予定外のハードルに阻まれましたがラズベリーパイ＋SORACOM＋カメラでタイムラプスの生成までできたことはとても学びが多かったです。

今回も、最後までお読みいただきありがとうございました。