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Une webcam pour nichoir à base de Raspberry PI 2 pilotée par une interface web

mesange_charbonniere_250pxLorsque Pascal (bozo31) m’a proposé cet article, il était surtout axé sur superbes images de mésanges que ce projet lui a permis de réaliser. Pour ma part c’est surtout l’utilisation de la caméra et les divers usages qu’il en fait qui ont attiré mon attention. Je suis persuadé que nombre d’entre vous en tireront profit.
C’est d’ailleurs cette partie « visualisation en streaming » qui lui a pris le plus de temps, mais Pascal voulait une possibilité de « temps-réel« , une possibilité d’enregistrement en commandant le début et la fin tout en continuant de regarder, et profiter du ralenti. D’où les 3 modes suivants :

  • 1296 x 972 à 25 images/seconde en utilisant Gstreamer : latence 115ms mais sans enregistrement possible,
  • 1296 x 972 à 25 images/seconde en utilisant VLC avec enregistrement mais latence d’environ 2s,
  • 640 x 480 à 90 images /seconde en utilisant Gstreamer, avec visualisation sur le PC à 25 images/s et enregistrement en même temps du fichier brut h264 pour conversion ultérieure en mp4 et à 25 images/s.

Merci Pascal de partager ce projet avec les lecteurs de framboise314. Je te laisse la parole 😉

Au sommaire :

L’an passé j’avais installé une caméra IP dans un nichoir où vient s’installer chaque année un couple de mésanges charbonnières. Je fus si satisfait de suivre la nichée que j’ai décidé de remplacer cette caméra par une autre en haute résolution mais sans atteindre les prix élevés de celles du commerce. Les tests de caméra à objectif interchangeable publiés par François m’ont décidé à adopter cette solution.

camera_rehausse

D’où les choix suivants :

  • Câble Ethernet pour relier le nichoir au PC (entre 25 et 30m en passant par les combles) servant aussi à l’alimentation,
  • Visualisation de jour et de nuit,
  • Possibilité de transmission « temps-réel » , possibilité d’enregistrement en commandant le début et la fin tout en continuant de regarder, et profiter du ralenti (prise de vue à 90 images/seconde),
  • Interface web pour les commandes.

L’élément de départ est un Raspberry Pi2,

Caméra no-IR à objectif interchangeable

camera_waveshareIl s’agit du modèle F de Waveshare avec objectif de 3,6mm ouvrant à f/1,8. Le support d’objectif est vissé sur la plaquette du capteur CMOS ce qui permet de le remplacer par un filtre coupe infrarouge commutable.

Filtre coupe-IR commutable et circuit intégré L 293 D

plaquette-a

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J’ai trouvé le modèle « IR-CUT MTV Lens Mount » en découvrant que monture MTV ou M12 c’est pareil. L’écartement des écrous de montage de ce filtre est de 20 mm alors que l’écartement du support d’objectif de la caméra est de 18 mm il faut donc limer le circuit imprimé sans abimer de piste ou composant.

Un premier essai avec le filtre vissé a montré que la lentille ne pouvait pas être réglée assez près du capteur et que de la lumière passait sur le côté et arrivait jusqu’au capteur. Il m’a fallu « sculpter » la base du filtre pour qu’il s’ajuste parfaitement sur le circuit imprimé par dessus certains composants.

filtre-a

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Puis j’ai fixé le tout sur une plaquette de plexiglas :

camera-recto-a

Caméra côté recto / Cliquer pour agrandir

camera-verso-a

Caméra côté verso /Cliquer pour agrandir

La commande du filtre qui nécessite un passage de courant continu dans un sens et dans l’autre, est confiée à un des 2 ponts en H intégrés dans le circuit L 293 D.

LED blanches, LED infrarouges et circuits intégrés ULN 2803A

L’éclairage est assuré le jour par 6 LED en lumière blanche (Luckylight 5-05000 WS) commandées individuellement et la nuit par 12 LED en proche infrarouge (Osram SFH 487P, longueur d’onde de 880 nm) commandées 2 par 2. Elles sont alimentées en 5V et l’interfaçage avec le GPIO est réalisé par des darlingtons intégrés dans 2 circuits ULN 2803A.

Alimentation

alim-a

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1= alimentation secteur /courant continu 12 à 24V, 40W sortie réglée à 22V
2 = convertisseur continu/continu sortie réglée sur 5V

Un kit de coupleurs PoE passifs permet l’alimentation en courant continu sur les 2 paires libres du câble Ethernet de 30 mètres. Comme il est bon marché sa résistance est assez élevée : 12 ohm aller/retour.
La consommation de l’ensemble est au minimum de 250mA, 410mA avec la caméra en fonction sans diode allumée et de 550mA au maximum. Le courant passant dans le câble Ethernet est d’environ 220mA.

essai-a

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Les premiers essais ont été réalisés sur platine d’essai et avec un « banc optique » de mon cru et de longueur égale à la profondeur du nichoir.

A ce stade l’accès au Pi2 depuis le PC a été fait en ssh et l’envoi des commandes à la console.

Commande des LED et du filtre

Le montage est le suivant :

schéma-a

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Les 2 condensateurs électrochimiques sont des 220 µF / 25V.
Les résistances ont été ajustées pour fournir un courant d’environ 20mA ; R-jour = 180 ohm ; R-nuit = 56 ohm.

J’ai commandé les GPIO et vérifié le bon fonctionnement du filtre et des LED grace à gpio l’utilitaire en ligne de commande inclus dans WiringPi  après installation sur le Raspberry Pi 2.

La suite est à lire Une webcam pour nichoir à base de Raspberry PI 2 pilotée par une interface web de : FRAMBOISE 314

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