Liebe Community, nachdem ich seit Jahren passiver Mitleser dieses Forums bin und nach langer Abstinenz mal wieder ein Bastelprojekt gesucht habe, möchte ich in den kommenden Monaten eine ***Vogelhauskamera mit autarker Stromversorgung und Übertragung der Bild- und Videodaten per WLAN*** realisieren. Dieser Thread soll der Dokumentation meiner Fortschritte dienen. Ich weiß, dass es bereits einige ähnliche (Teil)Projekte in diesem Forum oder den Weiten des Internets gibt. Die von mir gefundenen Projektdokumentationen versuche ich entsprechend fortlaufend zu dokumentieren. Ich freue mich über Korrekturen, Ideen und Hilfe jeglicher Art. Viele Grüße Max Wunschnliste: ------------- * Autarke Stromversorgung mit Solarpanel + Akku * Aufnahme von Standbildern in festem Intervall (zB 1h) für ein späteres Time-Lapse-Video des Nestbaus & Brut * Aufnahme von Videos bei Aktivität im Vogelhaus * Übertragung der Bild und Videodaten per WLAN in die Wolke oder lokale NAS oder ähnliches * On-Demand Livestream im lokalen WLAN Herausforderung #1: Stromversorgung ----------------------------------- Der Kern des Projekt wird ein Raspberry Pi Zero W (mit WLAN) und eine angeschlossene IR-Kamera (derzeit Longruner IR-Cut Kameramodul mit OV5647-Sensor und optional anschließbarer IR-Beleuchtung). Leistungsaufnahme des Pi Zero ist laut Internet 1 Watt, die der Kamera + IR-Beleuchtung kenne ich (noch) nicht. Laut [1] beträgt die globale Sonneneinstrahlung am geplanten Aufstellungsstandort minimal 14,8 kWh/m^2/Monat (Dezember), mindestens 81,5 kWh/m^2/Monat in der Laut NABU angegebenen Brutzeit (März bis September [2]) mit einem Höchstwert von 161,5 kWh/m^2/Monat im Juni. Bei angenommenen 30 Tagen pro Monat ergäbe dies Werte von 20,6 W/m^2 (Dezember), 113,2 W/m^2 (März) und 224,3 W/m^2 (Juni). Das von mir gewählte Solarpanel (enjoy solar, polykristallin, 12V, 20W, FDS020-12P) liefert laut Datenblatt bei 200 W/m^2 eine maximale Leistung von ca. 3 W. Damit ist klar, dass ein kontinuierlicher Betrieb des Pi + Kamera eher unrealistisch ist. Eventuell besorge ich noch ein zweites Solarpanel welches ich dann in Reihe schalte damit der Pi zumindest während der Brutzeit kontinuierlich laufen kann. Ein Freund hat mir noch den Hinweis gegeben, dass die direkte Überwachung von Aktivität im Vogelhaus mit der Kamera eventuell zu viel Leistung zieht und das ein separater Bewegungssensor als Trigger eventuell besser wäre. Für die Stromspeicherung habe ich mich für den Solarladeregler (reVolt 12V, 10A) entschieden, da dieser bereits zwei USB-Ports zur Stromversorgung des Pi hat und derzeit einen AGM-Akku (Offgridtec, AGM 12Ah 12V). Diverse Betriebszeitrechner im Internet sagen mir nun, dass die Betriebsdauer berechnet wird mit (12V * 12Ah / 1W) * 60 min/h = 8640 min = 6 Tage, sofern ich von einer kompletten Entladung ausgehe (das Internet sagt ich soll nur 20-40 % entnehmen für hohe Zyklenfestigkeit, kann jemand was dazu sagen?). Um Strom zu sparen habe ich mir zusätzlich ein WittyPi3Mini [3] besorgt. Das ist ein Shield für den Pi, welches gescriptet in beliebigen Intervallen den Pi hoch und (auch bei Unterspannung) kontrolliert runterfahren kann. Angeblich mit Strombedarf im Standby von ca. 1 mA -> 5 mW bei 5V. Als nächstes wäre zu klären: --------------------------- * Leistungsaufnahme des Pi ohne und mit Kamera + IR-Beleuchtung messen -> Dafür habe ich mir ein Stromsensor INA219 bestellt, welches ich für Tests zwischen den USB-Port des Solarladereglers und die Verbrauchern hängen will. * Wie erkenne ich den Ladezustand des AMG-Akkus um Tiefentladung zu vermeiden. Ist das hinter dem USB-Port zu erkennen oder muss ich die Akkuspannung direkt abgreifen und loggen? * Wie kann ich die Leistung des Solarpanels loggen? Weitere ToDos: -------------- * Geeignete Programme zum Aufnehmen von Standbildern von Videos * Geeignete Programme um einen on-demand Livestream zu realisieren * Möglichkeiten zur Datenübertragung in eine Wolke oder lokal auf eine NAS recherchieren Quellen: -------- [1] https://www.rechnerphotovoltaik.de/photovoltaik/in/nordrhein-westfalen/leopoldshoehe [2] https://niedersachsen.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/oekologisch-leben/tipps-haus-garten/13925.html [3] http://www.uugear.com/product/witty-pi-3-mini-realtime-clock-and-power-management-for-raspberry-pi/ Weitere Ressourcen und gefundene Projekte: ------------------------------------------ * Wildkamera mit Pi Zero: Beitrag "Wildkamera auf Basis Raspberry PI Zero" * https://honey-pi.de/autarke-stromversorgung-am-bienenstand/ * https://www.nistkasten-webcam.de/technik.html * https://projects.raspberrypi.org/de-DE/projects/infrared-bird-box * https://www.thomas-wedemeyer.de/elektronik/Nistkasten.html
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Verschoben durch Moderator
> von ca. 3 W
Im Sommer mittags bei orthogonaler Einstrahlung.
Ansonsten (> 95 %) eher ein Zehntel.
Damit ist der Rest der Planung auch hinfaellig.
Ich hatte auch die Idee und habe es ebenfalls mit einem PI umgesetzt. Letztendlich ist aber die Qualität doch eher bescheiden, der Ton war nicht syncron und ebenfalls war das Bild eher rucklig. Alles nicht sehr schön, wenn man ein bisschen die Vögel beobachten will. Auch der Ton ist interessant. Letztendlich habe ich eine IP Kamera genommen für ca 40Eur und die Qualität und Spaß ist um Welten besser. Wenn man nur Standbilder haben möchte, dann reicht eine ESP32Cam. Habe ich im Gewächshaus und für den Zweck passabel. Braucht weniger Strom als ein PI, im Standby quasi nichts
>* Leistungsaufnahme des Pi ohne und mit Kamera + IR-Beleuchtung messen -> Dafür habe ich mir ein Stromsensor INA219 bestellt, welches ich für Hier reicht ein einfacher USB Strommesser für ein paar Euro. Oder einfach Multimeter zwischen die Leitungen hängen. PS Die ESP32Cam kann auch bewegterkennung braucht dann aber 160mA dauerhaft. PIR Sensoren gibt es mit 1-200µA
Hui, das geht ja schnell mit den ersten Antworten und Tipps, das freut mich :) Atomkraft, warum nicht? schrieb: >> von ca. 3 W > > Im Sommer mittags bei orthogonaler Einstrahlung. > Ansonsten (> 95 %) eher ein Zehntel. > Damit ist der Rest der Planung auch hinfaellig. Das find ich jetzt doch sehr pessimistisch. Ein weiteres Solarpanel könnte ich mir noch vorstellen, mit viel mehr möchte ich den Garten nicht verschandeln. Nach deiner Rechnung käme ich dann immer noch auf 0,3 bis 0,6 W. Wenn ich dann doch keinen kontinuierliche Beobachtung realisieren kann sondern takten muss um Energie zu sparen, fände ich das auch noch vertretbar. Umsatteln auf eine verbrauchsärmere ESP32Cam mit PIR-Sensor kann ich ja immer noch. Den Pi Zero hatte ich halt schon zuhause rumfliegen. Helge schrieb: > Ich hatte auch die Idee und habe es ebenfalls mit einem PI > umgesetzt. > Letztendlich ist aber die Qualität doch eher bescheiden, der Ton war > nicht syncron und ebenfalls war das Bild eher rucklig. > Alles nicht sehr schön, wenn man ein bisschen die Vögel beobachten will. > Auch der Ton ist interessant. > Letztendlich habe ich eine IP Kamera genommen für ca 40Eur und die > Qualität und Spaß ist um Welten besser. Da hast du wahrscheinlich recht. Beispiele mit IP-Kamera hab ich schon einige gesehen, aber mir persönlich gehts eher um das Basteln als um ein Schönheitswettbewerb mit den Bildern und Videos zu gewinnen. > Wenn man nur Standbilder haben möchte, dann reicht eine ESP32Cam. Habe > ich im Gewächshaus und für den Zweck passabel. Braucht weniger Strom als > ein PI, im Standby quasi nichts Danke für den Tipp mit der ESP32Cam. Das überlege ich mir dann noch, wenn ich die Leistungsaufnahme meiner Komponenten kenne. Helge schrieb: >>* Leistungsaufnahme des Pi ohne und mit Kamera + IR-Beleuchtung > messen > -> Dafür habe ich mir ein Stromsensor INA219 bestellt, welches ich für > > Hier reicht ein einfacher USB Strommesser für ein paar Euro. Oder > einfach Multimeter zwischen die Leitungen hängen. Ja, aber ich bin Nerd und will Loggen ;) daher fällt mein Multimeter schonmal raus. Die INA219-Module kosten auch nicht viel. Hab mir jetzt sowohl INA219 Module als auch ACS712 bestellt in der Hoffnung mit letzteren direkt die Leistung vom Solarpanel abgreifen zu können. > PS Die ESP32Cam kann auch bewegterkennung braucht dann aber 160mA > dauerhaft. PIR Sensoren gibt es mit 1-200µA Hast du vielleicht eine konkrete Empfehlung für nen PIR-Sensor?
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Max T. schrieb: > Hast du vielleicht eine konkrete Empfehlung für nen PIR-Sensor? Der HC-SR505 ist für kleine Entfernungen ideal, gibts bei eb* ali*
ich würde zum Aktivieren vermutlich noch ein kleines Funkmodul verbauen. Die ziehen im Ruhemodus (nur empfangen) nur etwa 100uA. Ein kleiner Mikrocontroller schläft vor sich hin und wird dann vom Funkmodul geweckt wenn jemand was angucken will. Der aufgeweckte uC fährt dann die Überwachungselektronik hoch. Ev. durch schalten eines MOSFET oder durch digitale kommunikation mit was auch immer. Der Vorteil ist, dass du über das Funkmodul mit extrem wenig Stromverbrauch Houskeeping (oder sollte ich sagen Vogelhousekeeping)- Daten übertragen kannst. Du könntest desweiteren noch eine LED-Leuchte schalten und anderen Schabernack veranstalten. Für die Übertragung von Bildinformationen hätte ich vermutlich Analogen funk benutzt. Aber das ist Geschmackssache. Wenn die Auflösung hoch sein soll, dann wohl Wlan.
>Ja, aber ich bin Nerd und will Loggen ;) Naja dafür bräuchte man kein großes Geschiss machen. Die jeweiligen Zustände sind schnell durchgetestet, wenn man ptagmatisch ran geht, > Hast du vielleicht eine konkrete Empfehlung für nen PIR-Sensor? Habe diese zu letzt benutzt. Geht aber auch ein billig Modul aus China https://www.mouser.com/ProductDetail/Panasonic-Industrial-Devices/EKMB1104112/?qs=5aG0NVq1C4xOT9g6HpxtKA%3D%3D >gehts eher um das Basteln als um ein >Schönheitswettbewerb mit den Bildern und Videos zu gewinnen. Persönlich hätte ich dann eger ein anderes Projekt genommen. War ganz schön gefrustet nach dem ersten Jahr, weil es ein grottiger Überwachungskameralook war und man nicht das Gefühl hatte live dabei zu sein.
Max T. schrieb: > Solarpanel Das Panel 44x34cm, fast 0.15m², wäre das fast senkrecht zur Wintersonne auszurichten möglich? Das wäre auch sinnvoll, damit der Schnee schnell wieder von selbst herunterruscht. Ungünstigerweise gibt es gerade im Winter auch gerne einige aufeinanderfolgende Tage nur mit wenig diffusen Licht. Ernte wäre dann von 9-15 Uhr ca. 5-10%. Raspi bei -25...+60 Grad, ob das so eine gute Idee wäre den bei großer Kälte schlafen zu legen, habe ich so meine Zweifel. Gab mal jemanden, der hat Versuche mit Einplatinenrechnern im Eisfach gemacht. Glaube das hatte ich irgendwann in µC gelesen. Daher wäre aus meiner Sicht die Lösung mit einer WLAN-Kamera zielführender. Der Raspi-Nano wäre sinnvoll als zuverlässige permanente Gegenstelle in Deinem Netz zu verwenden.
flupp schrieb: > ich würde zum Aktivieren vermutlich noch ein kleines Funkmodul > verbauen. > Die ziehen im Ruhemodus (nur empfangen) nur etwa 100uA. Ein kleiner > Mikrocontroller schläft vor sich hin und wird dann vom Funkmodul geweckt > wenn jemand was angucken will. Der aufgeweckte uC fährt dann die > Überwachungselektronik hoch. Ev. durch schalten eines MOSFET oder durch > digitale kommunikation mit was auch immer. Danke, das ist eine super Idee, ich glaub ich hab von alten Projekten noch ein paar NRF24L01 irgendwo rumfliegen, hast du andere Empfehlungen?. Kommt auf jeden Fall auf meine Testagenda. Helge schrieb: > Persönlich hätte ich dann eger ein anderes Projekt genommen. > War ganz schön gefrustet nach dem ersten Jahr, weil es ein grottiger > Überwachungskameralook war und man nicht das Gefühl hatte live dabei zu > sein. Was benutzt du denn für eine IP-Kamera und was hat die für ne Leistungsaufnahme? Oder hast du ne feste Stromversorgung und daher ists dir egal? Qualitativ bleibt die Herausforderung der autarken Stromversorgung ja trotzdem, egal für was für einen Verbraucher ich mich final entscheide. Dieter D. schrieb: > Max T. schrieb: >> Solarpanel > > Das Panel 44x34cm, fast 0.15m², wäre das fast senkrecht zur Wintersonne > auszurichten möglich? > > Das wäre auch sinnvoll, damit der Schnee schnell wieder von selbst > herunterruscht. > > Ungünstigerweise gibt es gerade im Winter auch gerne einige > aufeinanderfolgende Tage nur mit wenig diffusen Licht. Ernte wäre dann > von 9-15 Uhr ca. 5-10%. Ja, bestmögliche Ausrichtung zur Wintersonne hab ich auf jeden Fall vor. Bei der Gelegenheit bin ich noch auf die Idee gekommen, dass ich, sofern ich die Leistung des Solarpanels und den Ladezustand der Batterie ebenfalls tracke, das "Aufwachintervall" im Winter ja auch dynamisch an die Lichtverhältnisse, sprich vorhandene Leistung anpassen könnte. > Raspi bei -25...+60 Grad, ob das so eine gute Idee wäre den bei großer > Kälte schlafen zu legen, habe ich so meine Zweifel. Gab mal jemanden, > der hat Versuche mit Einplatinenrechnern im Eisfach gemacht. Glaube das > hatte ich irgendwann in µC gelesen. Danke für den Hinweis. Ich behalte es mal im Hinterkopf.
Max T. schrieb: > Bei der Gelegenheit bin ich noch auf die Idee gekommen, dass ich, sofern > ich die Leistung des Solarpanels und den Ladezustand der Batterie > ebenfalls tracke, das "Aufwachintervall" im Winter ja auch dynamisch an > die Lichtverhältnisse, sprich vorhandene Leistung anpassen könnte. Kopple den Aufwachintervall auch etwas an die vorhergesagte Globalstrahlung (W/m²) für den nächsten Tag, falls der Akku mal knapp wird. Mit einem Pb Akku hast du etwas Effizienz verschenkt. Li+ ist nicht mehr so teuer - besonders wenn man die Zyklenfestigkeit mit einrechnet.
Kann man da nicht eine Autobatterie und einen kleinen Dieselgenerator nehmen, der alle 2-3 Tage so 2 Stunden läuft? Die Vögel gewöhnen sich sicher schnell an den gelegentlichen Lärm.
Das Ding sollte auch Nacht koennen. Da kommen die Fledermaeuse. Sofern kein DCDC Wandler laermt.
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