Basteleien

Vogelhaus-Kamera Version 3

Gepostet von Thomas am 2016-09-18 18:17:39

Vogelhaus 2015 ohne KameraIm August 2015 wurde mir von meinen Sportskollegen ein wunderschöner neuer Nistkasten geschenkt, den ich selbstverständlich aufgehängt habe. Anders als der Vorgänger hat er ein Spitzdach. Doch auch in dieses Vogelhaus wollte ich die Infrarot-Kamera installieren und mir dazu eine generische Lösung überlegen, die folgende Anforderungen erfüllt, die ich aus den vorhergehenden Erfahrungen abgeleitet habe:

 

  • keine Störung der Vögel bei Wartungsarbeiten an der Technik während der Brutphase!
  • daraus resultierend: keine Technik fest im Brutraum installiert
  • Möglichkeit zur Installation auf allen gängigen Dachtypen: Spitz-, Schräg- oder Flachdach
  • passt sich optisch dem Design des jeweiligen Vogelhauses an
  • Kamera-Winkel von außen justierbar
  • geschützt vor Feuchtigkeit

Der Lösungsansatz, den ich mir zusammen mit einem Freund ausbaldowert habe, ist angelehnt an das (zugegebenermaßen umgederehte) Periskop eines U-Boots... Man soll die gesamte Technik - also Kamera und LEDs von oben in den Nistkasten durch ein Loch hineinsenken können, aber eben nur so weit wie nötig. Sie sollte möglichst weit oben sitzen, damit man den größtmöglichen Sichtbereich auf das Nest hat. So sieht das Endresultat aus:

 

Der Aufbau

Die Konstruktion besteht aus drei wesentlichen Teilen:

  1.  eine Art Schornstein, der durch ein gebohrtes Loch im Dach ins innere führt
  2. Das Periskop, das man mitsamt der Technik in den Schornstein einführt
  3. Ein Dach auf dem Periskop, das das Innere vor der Witterung schützt und optisch mit dem Vogelhausdach harmoniert.
  4. Eine Wippe, auf der die Kamera, LEDs und Temperatursensor am unteren Ende des Persikops befestigt sind

Hier werden die Teile in Bastel-Reihenfolge beschrieben:

 

Die Wippe

Die Kamera wird auf eine kippfähige Wippe aus thermoplastischem Kunststoff geschraubt. Im Buamarkt findet man diese Bastelplatten in verschiedenen Farben beim Plexiglas. Zuerst wird ein 4cm durchmessender Kreis mit "Ohren" ausgeschnitten. Die Ohren werden mit einem Heißluftfön im rechten Winkel nach oben gebogen und durchbohrt. Die Löcher dienen als Befestigung der Wippe am Periskop-Rohr.

Wippe von der SeiteDurch Auflegen der Kamera auf die Wippe können wir ungefähr herausfinden, wo wir einen ca 1cm x 1cm Ausschnitt für die Kameralinse machen müssen. Passt das Objektiv durch, wird die Kameraplatine mit zwei kleinen Schrauben (das reicht) auf dem Plastik fixiert.

Neben der Kamera sollen auf der Wippe noch zwei Infrarot-LEDs und evtl ein DS18B20 Temperatur-Sensor Platz finden, deshalb werden neben der Platine Löcher in die Wippe gebohrt, durch welche die LEDs befestigt werden - aus Platzgründen konnte ich die Beinchen nur von unten durchstecken, unter der Kameraplatine verbiegen und mit den Kabeln verlöten.

 

 

Das Periskop

Wippe von unten

Die gesamte Wippe wird in ein Abflussrohr (auch aus dem Baumarkt) mit 4cm Durchmesser eingesetzt. Vorher wird einmal genau durch die Mitte des Rohrs gebohrt. Durch die beiden Löcher werden die "Ohren" der Wippe mit einem Innensechskant fixiertSo kann man von Außen am Innensechskant den Neigungswinkel der Wippe einstellen - zumindest wenn das Vogelhaus ein Spitzdach hat.

Beim Einsetzen der Wippe in das Periskoprohr musste ich feststellen, dass 4cm sehr eng bemessen sind, da das Flachbandkabel ziemlich stark abknickt und auch sonst der Platz ziemlich knapp ist. Bei der nächsten Version werde ich wahrscheinlich ein 5cm Rohr nehmen.

Das Kamera-Flachbandkabel sowie das Flachbandkabel für LEDs und Temperatursensor wird durch einen alten Fahrradschlauch in die Gartenhütte geführt. Den Schlauch habe ich mir in einem Fahrradgeschäft aus dem Müll geben lassen und mir ein intaktes Stück abgeschnitten.

 

Der Schornstein

Die Abflussrohre kann man ineinanderschieben, daher war meine Idee, den äußeren Teil des Rohrs in Form eines "Schornsteins" als Fassung für das Periskop ins Dach einzuarbeiten:

Fassung für das Rohr mit der Kamera-Wippe Mit einer Lochsäge habe ich dazu in das Spitzdach hineingebohrt und die "Fassung" eingesetzt. Zwei Aussparungen wurden hineingedremelt, in welche ein Innensechskant gesteckt wird. Dieser hält das Rohr erstens auf der passenden Höhe und erlaubt es, die Wippe nach vorne oder hinten zu kippen, um den Neigungswinkel der Kamera einzustellen.

 

Das Dach

Das Dach habe ich auch aus einer thermoplastischen Platte in rot gefertigt, damit es sich der gesamten rot-weissen Vogelhaus-Optik anpasst. Hier kann man aber theoretisch jegliches Material nehmen. Das Dach wurde mit ISO-Gewindeschrauben mit dem Periskop-Rohr verbunden und mit Heißkleber abgedichtet. Ich habe das Dach relativ weit überstehen lassen, damit auch Schlagregen der Technik im Inneren nichts anhaben kann.

 

Erfahrungen nach einer Brutsaison

Das Vogelhaus ist in dieser Form nun seit 6 Monaten im Dauereinsatz, und bisher gab es keinerlei Probleme. Die Anforderungen sind meines Erachtens zum Großteil erfüllt. Einmal musste ich zu Beginn der Netsbau-Phase eine Wartung durchführen. Das habe ich tagsüber gemacht, als gerade der Elternvogel nicht da war: Kameraeinsatz rausgenommen, Dummy-Rohr mit Dach reingesetzt und die Wartung durchgeführt. Das Wiedereinsetzen habe ich gefilmt. Das Video zeigt, wie einfach das Einsetzen ist, und wie man mit dem Innensechskant die Wippe justieren kann:

 

Vorteile:

  • Die Technik ist vor den Vögeln verborgen und gut vor Schnäbeln und Krallen geschützt.
  • Der Neigungswinkel der Kamera kann von außen justiert werden.
  • Die gesamte Technik kann auf der Wippe ohne große Störung der Vögel in ca. 1 Minute abgebaut und das Loch im Dach durch einen Deckel verschlossen werden, solange eine Wartung durchgeführt wird.
  • Die Lösung passt sich optisch gut dem Vogelhaus an.

Nachteile:

  • der Platz für die Technik ist beieinem Rohrdurchmesser von 4cm sehr eng bemessen, ein zu starkes Abknicken des Flachbandkabels könnte zu einem Defekt führen.
  • Die LEDs können nicht mehr von oben durch die Wippe geführt werden, deshalb musste ich die LEDs von unten mit den beiden Beinchen durch die Wippe stecken. Das macht die Installation und den Austausch schwieriger als es sein könnte.
  • Bei einer Flachdach-Montage bin ich nicht sicher, ob man von extern den Neigungswinkel der Wippe justieren kann
    ⇒ die Justierung der Wippe mit Hilfe des Sechkants muss überarbeitet werden!
  • Der Fahrradschlauch zum Schutz der Kabel ist ein wenig klobig.

 

Es kann weiter optimiert werden :-)

Vogelhaus-Kamera Version 2

Gepostet von Thomas am 2016-09-16 21:52:02

Die Grundidee / Anforderungen

Aus der vorherigen Version 1 hatte ich folgende Verbesserungen für diese Version geplant:

  • Technik von außen zugänglich machen, um Wartungsarbeiten schnell und stressfrei für die Vögel durchführen zu können
  • Kabel zur Versorgung der Technik von 7 Kabeln (2 x 2 für LEDs und 3 für Temperatursensor) minimieren auf 5
  • Kabelgewirr verhindern

Das neue Vogelhaus hatte ein Flachdach. Darauf wollte ich einen "Technik-Kasten" setzen, und durch ein Loch im Flachdach den Innenraum ausleuchten und nach unten filmen. Als Gehäuse hatte ich mir einen Elektro-Abzweigkasten aus dem Baumarkt überlegt. Der ist günstig, wasserdicht und hat einen Deckel, den man leicht zu Wartungsarbeiten abnehmen kann.

Hier sieht man einen ersten Test der Kamera. Eine weitere gelernte Lektion aus Version 1 war, die LEDs mit feinkörnigem Schmirgelpapier anzurauhen, damit sie anstelle der Spotlights ein diffuses Licht ausstrahlen und somit den gesamten Innenraum gut ausleuchten.

 

Der Aufbau

Das thermodynamische Plastik für die Kamera-Ablage hatte sich im Vogelhaus bewährt, also habe ich es auch für diese Version genutzt: Als Wippe, die man von außen über ISO-Gewindeschrauben im Winkel justieren kann.

Die Kamera habe ich seitlich auf die Wippe gelegt. So bekommt man durch das Bildformat auch noch das Flugloch des Nistkastens aufs Bild. Hier ist ein erster Test zu sehen. Das Flachbandkabel der Kamera ist hier auch noch provisorisch. Die rote Kamera-LED habe ich später noch deaktiviert.

Um das Kabelgewirr diesmal zu vermeiden und gleichzeitig auf einen Kabelkanal verzichten zu können, hatte ich mir als Netzwerker überlegt, ein ausgemustertes Ethernet Netzwerkkabel mit seinen 8 Adern zu nutzen. Das eine Ende versorgt die LEDs, welche in dieser Version in Reihe geschaltet wurden. Drei weitere Adern versorgen den Temperatursensor, der Rest bleibt ungenutzt. Ich habe sie zusammengedrillt und mit Isolierband verklebt, so dass sie nicht stören aber für zukünftige Verwendung noch zur Verfügung stehen.

So  sieht die Technik-Box auf dem Dach fertig aus. Halb über das Loch im Boden der Box habe ich ein weiteres Stück Plastik geklebt, durch das die LEDs und der DS18B20 Temperatursensor von oben durchgesteckt werden. Das Netzwerk-Kabel wird durch eins der vorgesehenen Löcher aus dem Technik-Kasten geführt, hinten am Vogelhaus entlang und in die Gartenhütte zum Raspberry Pi. Durch diese Konstruktion ist es auf jeden Fall gelungen, dass man schnell den Deckel abnehmen kann, um die Kamera zu tauschen. Man kann auch den Kasten ganz abschrauben und das Loch temporär verschließen, wenn mehr gemacht werden muss.

Das Flachbandkabel habe ich zwischen Technik-Kasten und Holzdach hindurchgeführt und mit Plastikstücken vor der Witterung geschützt. Es geht an der Rückwand des Vogelhauses herunter und in die Gartenhütte, direkt daneben das blaue umfunktionierte Netzwerkkabel. Viel Heißkleber wurde verwendet, um den Boden der Technikbox und das Flachbandkabel vor Feuchtigkeit abzudichten... Das könnte ich noch verbessern.

 

 

 

Auf der anderen Seite des recycelten Netzwerkkabels in der Nähe des Raspberry Pi landen die Drähte auf einem Steckbrett. Dort befinden sich ich alle benötigten Widerstände und es geht weiter zum Pi. Ich habe mich entschieden, die Widerstände nicht fest zu verlöten, so dass man auf einfache Weise Reparaturen in der Gartenhütte vornehmen kann. Das Steckbrett habe ich auch in eine Elekto-Abzweigbox in der Gartenhütte direkt neben dem Pi platziert. Auf dem Bild ist an den drei GPIO-Pins vorne links der Temperatursensor angeschlossen und an den beiden ganz rechts die LEDs.

 

Erfahrungen nach einer Brutsaison

Die Brutsaison 2015 war in diesem Vogelhaus ein voller Erfolg! Zehn kleine Kohlmeisen wurden ausgebrütet und haben am 22.04.2015 das Nest verlassen. Die Kamera hat tolle Videos und Bilder geliefert, es gab keine Ausfälle oder Bedarf an Wartungsarbeiten. Der Heißkleber ist bräunlich angelaufen. Auch am Technik-Kasten waren Witterungsspuren erkennbar. Insgesamt gefiel mir die Optik nicht mehr so gut. Bei der nächsten Version sollte sich der Technik-Kasten besser dem Vogelhaus angleichen.

Im Vogelhaus selbst wurde vom Kohlmeisenpärchen ein stattliches Nest von ca. 7cm Dicke gebaut. Am Ausflugloch und auch im Technik-Kasten waren viele kleine Pünktchen zu sehen, ich vermute, dass es irgendwelche Vogelparasiten sind. Deshalb habe ich das Vogelhaus gründlich gereinigt und den Technikkasten erstmal in "Quarantäne" gesteckt, dann gereinigt und die Kamera mit Flachbandkabel in Version 3 weiterverwendet.

 

Vorteile dieser Version:

  • Die Technik kann gewartet werden, ohne die Vögel großartig zu stören.
  • Die Technik ist den Vögeln verborgen und gut vor Schnäbeln und Krallen geschützt.
  • Der Neigungswinkel der Kamera kann von außen eingestellt werden.
  • Dank der Umfunktionierung des Netzwerkkabels zur Versorgung der LEDs und Temperatursensors gibt es kein Kabelgewirr mehr.

Nachteile dieser Version:

  • Die Lösung ist beschränkt auf Vogelhäuser mit Flachdach.
  • Die Abzweigbox ist nicht so schön.
  • Netzwerk- und Flachbandkabel zwischen Technik und Raspberry Pi sind noch nicht optimal eingehaust, bzw.insgesamt wurde zu viel mit Heißkleber gearbeitet.

Am meisten störte mich bei dieser Version, dass die Elektro-Abzweigbox nur in Kombination mit Flachdach wirklich praktikabel ist. Eine universell einsetzbare Lösung musste her!

So kam ich zu Version 3.

Vogelhaus Kamera Version 1

Gepostet von Thomas am 2016-09-15 22:28:19

Die Grundidee / Anforderungen

Nachdem die Überwachung meines selbstgebauten Hummelhotels nicht geklappt hat, da keine Hummeln eingezogen waren, habe ich mir ein Vogelhaus besorgt - hier war die Chance auf einen Bewohner höher. Ich kaufte mir also ein in meinen Augen schönes blaues Vogelhaus mit Spitzdach. Hier wollte ich die Kamera möglichst hoch im Giebel einbauen, damit ein größtmöglicher Bereich gefilmt wird. Weiterhin sollte ein Temperatursensor den Innenraum überwachen, ich wollte wissen, ob die Küken nachts erfrieren oder tagsüber bei Sonne fast gebraten werden.

Also hebelte ich vorsichtig das zerbrechliche Holzdach ab und überlegte, wie ich am besten die Technik unterbringen kann. Ich überlegte mir eine Art "Dachboden", der die Vögel nicht stört und der die Technik schützt - von oben durch das Dach und von unten durch das Dachbodenmaterial. Ich entschied mich hier für thermodynamisches Plastik, weil man es mit einem Heißluftfön gut verformen und mit einem scharfen Cuttermesser schneiden kann.

Weiterhin sollte der Dachboden möglichst wenig Platz im eh schon für meinen Geschmack kleinen Vogelhaus einnehmen. Deshalb entschied ich mich auch dafür, den Raspberry Pi nicht auch noch ins Vogelhaus zu bringen, sondern geschützt in meine Gartenhütte, an deren Außenseite das Vogelhaus hängt.

Der Aufbau

Die "Ablage" für die Kamera und die LEDs  wollte ich an der Rückwand anbringen, deshalb hat sie im Groben die Form eines . Die Ablage wurde mit Hilfe eines Heißluftföns im rechten Winkel nach unten geknickt und mit der Rückwand des Vogelhauses verschraubt. Vorne habe ich eine Spitze hochgebogen, so dass sie mit dem Dachgiebel die Technik vom Einflugloch aus verbirgt. Für die Infrarot-LEDs habe ich hinten links und vorne rechts ein Loch gebohrt und sie von oben durchgesteckt, so dass sie den Brutraum nach unten ausleuchten können. Für das Kameraobjektiv habe ich ein kleines rechteckiges Loch geschnitten.

Durch ein weiteres Loch vorne links habe ich einen DS18B20 Temperatursensor gesteckt, mit dem ich die Temperatur im inneren des Brutraums gemessen habe. Im Bild sind es die drei Kabel schwarz,gelb,rot vor dem Kameramodul. Sowohl das Flachbandkabel der Kamera als auch die 7 Kabel für LEDs und Temperatursensor werden durch einen Schlitz in der Rückwand nach außen geführt. Sie laufen durch einen Kabelkanal hinten am Vogelhaus nach unten und von da durch die Holzwand meiner Gartenhütte zum dort platzierten Raspberry Pi.

Hier kann man gut erkennen, dass die Kamera-Ablage möglichst hoch im Giebel platziert wurde, um einen maximalen Blickwinkel zu haben. Die Kabelage ist hier noch nicht sauber im Kabelkanal verstaut, aber im Hintergrund sieht man schon das live-Kamerabild. Zum Justieren des Kamerafokus hatte ich eine Tube Klebstoff ins Vogelhaus gelegt. Sehr schön sind die beiden Spotlight-artigen Lichtkegel der beiden einzelnen LEDs zu erkennen.

Die Kabelage ist auf dem Bild noch nicht sauber im weißen Kabelkanal verstaut, es ist ein ziemliches Kabelgewirr. Das hat mich im Nachhinein gestört.

Als die Technik im Vogelhaus-Dachboden verstaut war, habe ich das Dach wieder aufgeleimt. Ich wollte damals nicht die aus dem leichten Holz gefertigten Dachschindeln durch Schrauben verhunzen.

Das Vogelhaus habe ich mit 4 Schellen auf zwei ISO-Gewindestangen montiert. An der Rückseite verläuft der Kabelkanal unsichtbar und wird in der Ritze, durch die auch die ISO-Gewindestangen kommen, ins Innere der Gartenhütte geführt zum Raspberry Pi.

 

 

Erfahrungen nach einer Brutsaison

Im Herbst 2014 habe ich das Vogelhaus gesäubert und nach der Technik gesehen. Es war das erste Mal, dass ich seit Dezember 2013 das Dach abgenommen hatte...

Das Dach war von unten leicht angeschimmelt, was aber der Tatsache geschuldet ist, dass das ganze Dach aus Balsaholz oder einem ähnlich leichten, porösen Holz gefertigt war. Weiterhin hat die Kohlmeise von innen das Einflugloch ziemlich bearbeitet, wie das Bild zeigt. Die spitzen Splitter könnten die Vögel verletzen.

So eine Absteige aus Billig-Holz wollte ich den Vögeln nicht eine weitere Saison zumuten, außerdem bedurfte meine Konstruktion einigen Verbesserungen! Folgendes hatte ich gelernt:

 

Vorteile dieser Version:

  • Die Technik ist den Vögeln verborgen und gut vor Schnäbeln und Krallen geschützt.
  • Von der Technik ist von außen nichts zu sehen.

Nachteile dieser Version:

  • Während der Brutzeit kann man nicht an die Technik zur Wartung, ohne das komplette Dach abzunehmen und die Vögel total zu verstören und so dafür zu sorgen, dass die Eltern das Nest aufgeben und die Küken verhungern!
  • Die einzelnen Kabel sind blöd durch den Kabelkanal zu führen und geben ein Kabelgewirr.
  • Die beiden LEDs müssen nicht einzeln schaltbar sein, man macht eh das Licht nur insgesamt an oder aus. Somit können die beiden LEDs in Reihe geschaltet und zwei Kabel eingespart werden.

Der gravierendste Nachteil war, dass beim Ausfall der Kamera oder der LEDs keine Möglichkeit bestand, eine Wartung durchzuführen. Das führte mich zu der Erkenntnis, dass die Technik jederzeit von außerhalb zugänglich sein muss. Dabei sollte eine Störung der Vögel ganz vermieden oder auf ein Minimum beschränkt werden.

So kam ich zu Version 2.

Evolution der Vogelhaus-Kamera

Gepostet von Thomas am 2016-09-15 19:09:44

Im Laufe der Jahre 2013 bis heute habe ich verschiedene Arten der Kamera-Integration im Vogelhaus realisiert. Bei jeder habe ich versucht, das System zu verbessern - also modularer, kleiner, schöner und besser wartbar zu gestalten. In dieser Serie von Artikeln möchte ich die Entwicklung der Kamera-Einbauten näher beschreiben und die Erfahrungen, die ich dabei gesammelt habe, teilen.

 

2014: Version 1

Die Technik ist intern auf einer Art "Dachboden" im Giebel des Spitzdachs verstaut.

zum Artikel

2015: Version 2

Die Technik wird extern in einem Elektro-Abzweigkasten aus dem Baumarkt untergebracht. Geeignet für ein Flachdach

 

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2016: Version 3

Die Technik wird auf einer verstellbaren Wippe über ein Periskop-Rohr in einen Schornstein ins Vogelhaus eingeführt.

 

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Sobald ich eine neue Version gebastelt habe, werde ich sie an dieser Stelle verlinken und in einem weiteren Artikel vorstellen.

Das Vogelhaus mit Raspberry Pi

Gepostet von Thomas am 2015-05-17 23:17:56

Hier geht es zum Vogelhaus:

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