「Raspberry Eye」-サーボ上のウェブカメラ

ウェブカメラは楽しくて便利なものです。 また、視野角をリモートで制御できるため、その有用性がさらに広がります。 使用するための多くのオプションがあり、ほとんどの場合、カメラは休暇中や動物の世話をするために使用されます。 または、たとえば、友人に他の国のあなたの国に設置されたカメラを制御して、特定のイベントに「参加」する機会を与えることができます。 いずれにせよ、ターンテーブルでインターネットに接続されたカメラを使用すると、状況をより適切に制御できます。 この投稿では、多くの日曜大工のウェブカメラプロジェクトの1つについて説明します。

Piをネットワークに導入します

Raspberry Piは、インターネット接続デバイスを設計するための優れたベースプラットフォームです。 このようなタスクにも、 Flaskフレームワークは非常に便利です。 既存のPythonアプリケーション（Raspberry Piの開発に適した言語）を使用し、HTMLテンプレートを追加して、エンドユーザー向けのWebインターフェイスを作成できます。 このプロジェクトではクリーンなテンプレートを使用しているため、自由に判断して修正できます。

Piからのストリーミングビデオ

まず、Piを介してビデオストリームをインターネットにブロードキャストする方法を見つける必要があります。 このような低電力システムを使用する場合、すべてのビットがカウントされるため、リアルタイムの圧縮とストリーミングはシステムの負荷が大きすぎる可能性があります。 その結果、非常に高いパフォーマンスを示したため、 MJPG-Streamerが選択されました。

サーボ制御

カメラをパン/チルトするサーボモーターを制御する方法も必要でした。 I / OピンにアクセスするためのRaspberry Piの標準ライブラリはGPIOと呼ばれます。 単純なアクションを実行する方が簡単ですが、サーボモーターを制御するには精度が低すぎます。 多くの試行錯誤の後、 RPIOと呼ばれる代替ライブラリが選択されました。 その助けを借りて、 セミハードウェアで制御されたPWM信号にアクセスできました。 完全に機能するプロジェクトを構築する最後のモザイク要素であり、インターネットに接続するための素晴らしい出発点でした！

このプロジェクトのすべてのコードはGithubから、3DモデルはThingiverseからダウンロードできます。

注 ：eLinuxには、 Pi互換USB Webカメラのリストがあります 。 このプロジェクトではC260ウェブカメラを使用していますが、これは既に利用できない場合があります。 C525は 、レビューによると、「追加せずに機能します。 Power」ですが、設計ではテストされていません。 C270は「ext。 アクティブなUSBハブとしての電源。 デザインの3DモデルはC260 / 270向けにシャープ化されていますが、カメラに合わせて変更できます。

ステップ＃1：画像をSDカードに書き込む

•このプロジェクトのOSとして、Raspberry Pi Linuxディストリビューションに適応したRaspbianが選択されました。 パスワード（ラズベリー）を含め、ほとんどの標準設定はそのままです。 インストールが完了したら、ログインしてraspi-configを実行し、お好みに合わせてパスワードやその他の設定を変更する必要があります。
•このプロジェクトを機能させるには、Raspbianイメージに多くの変更を加える必要があります。 完成したPiCamイメージをcdn.makezine.com/make/WeekendProjects/HomeSentrySecurityCamera/PiCam.imgからダウンロードして、SDカードに書き込むことができます。
•画像記録自体のストーリーは、別の記事に描かれています。 この場合、 http：//elinux.org/RPi_Easy_SD_Card_SetupにあるRaspberry Pi Foundationのガイドに従うことができます。

ステップ＃2：ケースを印刷、作成、または購入する

•Piを配置し、回転/傾斜メカニズムのベースを作成するために、3Dプリンターのハウジングモデルを開発しました。 これは、ThingiverseユーザーJosh Campbellによる再設計バージョンです。 こちらからダウンロードできます。http：//www.thingiverse.com/thing：274468
•3Dプリンターにアクセスできない場合は、 Shapewaysまたはその他のオンラインストアでケースを購入できます。 プラスチックのくずから自分で糊付けします。

ステップ＃3：サーボモーター用の電源ケーブルを準備する

•2本のUSBケーブルのいずれかから小さなMicro-Bプラグを切り取ります。



•約2.5センチの外部絶縁体を取り外します。内側に4本のワイヤ（黒、赤、白、緑）があります。
•黒と赤のワイヤから約6 mmの絶縁体を取り除きます。 マルチメーターを使用して、それが本当に「+」および「アース」であることを確認します。
•ケーブルのシールドを取り外し、白と緑のワイヤを切断します。

ステップ4：ケーブルのはんだ付け

•3つの熱収縮チューブをカットします：それぞれ13 mmと2つの9 mm。
•2つのダブルジャンパーからヒントを切り取ります。



•熱収縮ワイヤーを13 mm着用し、はんだ付け時に傷つかないように数センチ押します。



•慎重に分離し、一方のジャンパの両方の短いリード線に赤いワイヤの端を巻き付けます。
•ワイヤをジャンパにはんだ付けし、両方の端子にしっかりと接続されていることを確認します。
•黒い線でも同じことを行います。
•残りの熱収縮チューブをジャンパーの各セットに取り付け、溶接点を覆うように少し引き出します。 長いチューブを持ち上げて、先ほど切断した白線と緑線を覆うようにします。
•熱収縮。

ステップ5：回転モーターの取り付け

•サーボモーターの1つのワイヤーを大きな長方形の穴に通し、モーターを挿入します。 動けなくなる場合は、小さなファイルまたはサンドペーパーを使用します。
•サーボモーターを取り付けたら、2本の長いネジを締めてモーターを固定します。

ステップ6：チルトモーターを追加する

•2番目のサーボモーターのコネクターを小さな長方形の穴に通します。 これで、モーターからの両方のワイヤがケースの中央に入ります。
•このモーターはまだ取り付けないでください。

ステップ＃7：モーターの接続

•ジャンパー線の端をハウジングの側面の丸い穴に通します。



•黒いワイヤのリード線を、茶色のワイヤに対応するサーボコネクタの穴に接続します。
•赤いワイヤのリード線を、オレンジ色のワイヤに対応するサーボコネクタの穴に接続します。



•ジャンパー付きの2本の紫色のワイヤーを取り出し、それぞれを黄色のワイヤーに対応する穴に挿入します。

ステップ8：チルトモーターを取り付ける

•チルトサーボモーターを、2つのプリントホルダーの大きい方の同じ穴に挿入します。



•モーターを2本の長いネジで固定します。

ステップ＃9：サーボモーターをPiに接続する

•2本の紫色のワイヤをRaspberry Piに接続する必要があります。 これらは、モーターの位置を変更するための信号が送信される制御線です。
•回転モーターからの信号線は、端子23に接続する必要があります。これは、外側の列の8番目の端子です。
•傾斜モーターからの信号線は、端子22に接続する必要があります。これは、内側の列の8番目の端子です。

ステップ＃10：最初に電源を入れる

•フォーマット済みのSDカードをPiに挿入し、イーサネットケーブルを接続します。 これが最初のOS起動である場合、USBキーボード、マウス、およびHDMIモニターが必要になる場合があります。
•USBケーブルをデュアルUSB充電器に両方（一方はRaspberryから、もう一方はモーターから）差し込み、USBケーブルをSDカードの隣のRaspberry Piに接続します。 これで、Piがオンになります。

ステップ＃11：サーボモーターのリセット

•Piにリモートで接続するには、MacおよびLinuxに組み込まれているSSHユーティリティを使用します。 （Windowsユーザーの場合、PuttyをSSHクライアントとして使用できます。Microsoft、ネイティブSSHを提供してください！）
•ターミナルウィンドウで、「 ssh pi@picamと入力し、Enterキーを押します。 接続できない場合は、 ping picam試してください。 ping: cannot resolve picam: Unknown hostエラーメッセージ、モニターとキーボードを接続してIPアドレスを見つけ（ifconfigユーティリティを使用）、次にIPアドレスを使用して接続しますssh pi@192.168.1.10例： ssh pi@192.168.1.10
•接続後、picamディレクトリに移動しますcd picam
•rootとしてpicam.pyスクリプトを実行します： sudo python picam.py 。 スクリプトの出力が表示されるはずです。
Using hardware: PWM
PW increments: 10us
Initializing channel 0...
add_channel_pulse: channel=0, gpio=23, start=0, width=154
init_gpio 23
add_channel_pulse: channel=0, gpio=22, start=0, width=154
init_gpio 22
* Running on 0.0.0.0:80/
•スクリプトを実行した後、両方のサーボが開始位置に戻る様子を聞く必要があります。
•Ctrl + Cを押して、プログラムを終了します。 その後、 sudo shutdown -h nowと入力してPiをシャットダウンします。 シャットダウンした後（通常約30秒かかります）、Raspberryから電源ケーブルを外します。

ステップ12：フレームワークをインストールする

•サーボモーターがゼロ位置になったので、それらにフレームを取り付けることができます。 大きいものから始めて、ロータリーモーターのフレームから始めます。 長辺がシャーシと平行になり、サーボモーターがPiのUSBおよびイーサネットポートと同じ側になるように配置します。 フレームを小さなネジで固定します。



•スクリードを傾斜フレームの下の穴に通します。 接続するまで両端が上を向いている必要があります。



•傾斜フレームをスイングフレームのサーボモーターに取り付けます。 小さなネジで締めます。

ステップ13：カメラの取り付け

•カメラをフレームに取り付け、タイで固定します。 ネジの頭や2番目のフレームに触れないようにしっかりと締めてください。





•カメラをUSBポートの1つに接続し、SDカード、電源ケーブル、イーサネットケーブルを挿入します。

ステップ14：カメラの起動

•Piをダウンロードしたら、SSH経由で再接続します。
•最初に、ビデオのストリーミングに使用するプログラムを含むフォルダーに移動します。 ターミナルで次のように入力します： cd ./mjpg-streamer/mjpg-streamer
•コマンド./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -w ./www" & mjpg-streamerを実行します。



エラーが表示されますが、未使用のモジュールに関連しています。 WebカメラのLEDが点灯し、プログラム出力の最後に次のように表示されます。
o: www-folder-path...: ./www/
o: HTTP TCP port.....: 8080
o: username:password.: disabled
o: commands..........: enabled
•Ctrl + Cを押して、ターミナルに戻ります。 cdと入力してEnterキーを押し、ルートディレクトリに戻ります。

ステップ＃15：外観

•すべてが組み立てられて動作するようになったので、今度はある種の外観を与えます。
•ターミナルで、picamディレクトリに戻りますcd picam
PiCamアプリケーションを実行します： sudo python picam.py
•アプリケーションが起動したら、次のブラウザに移動します picam picam 。 カメラのボタンとコントロールボタンが表示されます。 押すたびにカメラが10º回転します。



•インターネットからカメラにアクセスするには、ルーターでポート転送を設定する必要があります。 1つのポートをポート80（Webページの場合）に転送し、1つのポートをポート8080（ブロードキャストビデオの場合）に転送する必要があります。 Piでのポート転送とサーバー起動の詳細については、 http：//raspberrywebserver.com/serveradmin/get-your-raspberry-pi-web-site-on-line.htmlをご覧ください 。 ただし、この場合、カメラは侵入者から保護されていないことを忘れないでください。セキュリティの問題を何らかの方法で解決する必要があります。

最後に

このリモートWebカメラプロジェクトにWi-Fiを追加したり、屋外で使用するために耐候性のあるケースを使用したり、本のような普通のものでカメラを隠すこともできます。

実験！