クマさん警戒システム (工事中)
僕の好きな釣りパターンは､夕マズメを狙った後､河原または湖岸でキャンプ(野宿)して､朝は少し早起きして､朝マズメを狙う｡
しかし､ほとんどの場合はキャンプ場じゃないところで1人なので､クマさんの心配がある｡
かなりやばそうな奥地では野宿キャンプしないが､山奥じゃなくても､クマさんとの遭遇の可能性は十分あると思う｡
就寝中など､もしクマさんが来た場合､知らせと撃退する警報システムを作りたい｡
なお､｢熊｣や｢羆｣､｢野獣｣などと書くと怖いので､｢クマさん｣と表記する｡
・Ver1…モーションセンサーを使用したが､風になびく葉に反応(たぶん)して失敗｡
・Ver2…張り綱方式を製作したが､綱を張るのと片付けが面倒｡
綱を引っ掛けないと反応しないので､信頼性に不安がある｡
立木が無いと綱を張れない問題もある｡
・Ver1改…モーションセンサーのアナログタイプを購入して､感度調整可能に作り直したのだが…
変な反応がなくなるまで感度を下げたところ､かなり近くまで寄らないと反応しなかった｡
ある時､秋月電子通商のドップラーセンサーが目に留まった｡
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ドップラー動体検知
キット 2,800円
久しぶりのキット製作
という感じだ｡
思ったより部品が多い｡
完成するまで2時間以上
かかった｡
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←上左はキットに付属のセンサー｡
上右は別売りのセンサー｡
ドップラーモジュールIPM-165-A01 2,500円
実は､そのセンサー信号を直接ワンチップマイコン
(PIC)に取り込むつもりだったのだが…
あれっ､出力が出ない､壊れている？と思ったが､
信号を増幅する必要があった｡
秋月電子通商のキットでは､オペアンプを使用し､
約1万倍に増幅する回路になっていた｡
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[ センサーの違い ]
繋ぎ換えて自分の反応具合を室内テストした結果､
秋月キット付属のものは､かなり感度がよい｡
センサーの裏側でも､良く反応する｡
ん､実践配置を考えると､内側の自分にも反応して
しまうのでダメだ｡使えない！
別売り右のものは小さくてよい｡
しかし､秋月キット付属品と比べると感度はあまり
良くない感じ｡
裏側は､まったく反応しないのでよいのだが｡
室内テスト確認でもそれくらいの感じかな｡
実践配備することを考えると､90ﾟ以上のものを4枚使用して､360ﾟの範囲を検知したい｡
秋月電子通商ではもう1種類販売している｡
ドップラーモジュール NJR4261JB0916 Type WS+/-0 7dBi R4251-51-1 4,500円
大きさは別売り右のものの2倍くらい｡
どうなのだろう？詳しいことは分からない｡ しかし､もし良かったとしても､4枚買うと18,000円になるなぁ…｡
ドップラーセンサーを4枚配置する場合､隣同士が干渉して反応しないか心配がある｡その場合､PIC(ワンチップマイコン)で切り換えて使用することを考える｡
新日本無線のホームページを見ると､新型センサーが開発されたようだ｡仕様や価格､販売時期が分からない｡秋月電子通商で安く販売して欲しい｡春まで待ってみる｡
バイオハザードⅢのザクッと地面に刺すような､簡単セッティング警戒システムが安価に発売されないかなぁ｡
※何か良さそうな情報があれば教えて下さい｡
Ver1 2007年10月
オートバイでキャンプというか野宿するときに､熊の出没が心配な場所もある｡夜寝ているときに来たらイヤだなぁー｡
そこで考えたのが､センサーをテントのてっぺんに取付､反応があれば自動でクラクション(ホーン)を鳴らし､クマさんが警戒して近づかないようにする装置｡
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センサーは焦電型MPモーションセンサ
NaPiOnの10m検出タイプ｡
AMN34112 x4個 (1,200円/個くらい)
検出角度は平面で110ﾟなので､4個を90ﾟに配列
すると､全方向を検知できることになる｡
クマさんの方が人間よりも体温が高いと思うので､
検出できるはず｡
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ホーンはオートバイに標準付属している
ものをそのまま使用する｡
写真は取り外してチェックしたところ｡
NIKKO JAPAN 12V1.5A 100dB
MF-12
意外と電流が多く流れるなぁ｡
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基板がとりあえず完成｡
電源はオートバイのバッテリーに接続する｡
レギュレーターは､かなり前に買って在庫してあった
MAX667を使用｡5V標準設定だけど消費電力が少な
いと思うので採用｡
ホーンを鳴らすリレーは､これもかなり前に買って在庫
していたNAiSのAQY272｡
仕様は60VDC､2.0A｡
ワンチップマイコンは､PIC16F88を使用｡特に難しい機能は使用しないが､入手しやすく安価なので採用｡
LEDは電源ONの確認用と､センサー検知の確認用｡ ブザーも配置｡
将来､ソフトのモード選択ができるように､切替スイッチも配置｡
ソフトは出来るだけ単純簡単に作成｡(複雑難解になって､もし動作しなかったら困るので｡)
基本は､約0.5秒間隔でセンサーをチェックし､感知があれば光と音で知らせ､感知度によりホーンを鳴らすだけ｡
①電源オン直後は､センサーが安定するまでとして､約10秒待つ｡
その間､ブザーを少し鳴らし､各LEDを点滅させ､基板の自己チェックを行う｡
②0.5秒間隔で､前センサー､左センサー､右センサー､後センサーの感知がないかチェックする｡
③感知した場合､ホーンをビー､ビー2回鳴らす｡
④その後､2秒待つ｡
⑤まだ感知していれば､ビーー､ビーー､ビーーと3回鳴らす｡
⑥その後､3秒待つ｡
⑦まだ感知していれば､ビー､ビー､ビー､ビー､ビーと5回鳴らす｡
⑧感知継続していれば､感知無しになるまで､ビーー､ビーー20回まで鳴らす｡
⑨その後は②からの初期感知待ちへ戻る｡
消費電力
オートバイのバッテリーは4.5AHを付けてある｡しかし､性能が下がってくるだろうから､容量は半分くらいと考えている｡
翌日､セルモーターを回せなくなっては困る｡
全センサーをセットして､仮組立した状態で実測してみたところ約1.8mAだった｡まったく問題なし｡
電源ONの確認用LEDが電気を食うので､LEDには約1mAが流れるように抵抗で調整したのだけど､このLEDはそれで十分明るい｡
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センサー用電線
出来るだけコンパクトに収納したく､細い電線を探していたところ､パソコンの
LANケーブルを見つけた｡最近のLANケーブルはとても細い｡
センサーの4本と5V電源とマイナス線の6線あればよいのだけど､LANケーブル
は8本ある｡
2芯が4本にくっついていたので､1本を切り離して使用｡
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防水コネクター
収納のコンバクト化を考えて､センサーの途中でコネクターをつけること
にしたのだけど､テントの外になるので､雨などでショートしないようにして
おかないと心配｡
アルミでケースを旋削して､9.8x1.9のOリングを取付｡
コネクターは普通のヘッダーピンソケット｡
ケーブル付け根はエポキシ接着材で浸水防止｡
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このコネクターは上下逆向きでも挿せるので､間違わないように
印を付けておいた｡
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電線を収納してちょうどよい大きさ｡
割れに強いようで､スイッチとコネクター取付部をニブラ加工したけど､割れなかった｡
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大失敗かもしれない…｡
Newテントを購入したので､展開確認とフィッシングツーリングの
ついでに､本装置の屋外テストをやってみた｡
←サイドカバーを外して､バッテリーへ直接接続したところ｡
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センサーは一番高い位置ということで､右ミラーへ
止めた｡
この時の気温は23℃くらい｡風は強く､タープが
バタバタしている｡
内側に入り､スイッチオンしてみると…
センサーが反応しまくり！
センサーチェック用のLEDが､自己点滅LEDだったか
と思うほどチカチカする｡
また､周りが静かなためかホーンがとてもうるさく感じ
る｡ (ビーが長く､ビッくらいでよい｡)
誤反応で頻繁に鳴られるのは困る｡
その後､風がほとんど無い屋外で再テストをしてみた｡ただし気温は30℃近い暑い日だった｡
結果は良好｡センサーは誤反応しない｡
次に反応距離を確認してみた｡少し離れた所から近づいてきてみると…､あれっ､感度が低い！感覚として5mくらいでやっと反応する感じ｡外気温が高く､人体との温度差が少ないためかな？
実際の使用は夜間なので､風が穏やかで気温は下がり傾向だが､はたして使い物になるのか？
安易に考えていたことを反省｡
とりあえずはホーンを鳴らすプログラムを修正しないと､実配備できないことがはっきりしている｡
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Guard Alaska
アメリカ製でスプレー缶本体に日本語シールが貼ってある｡
ガードアラスカ ウルトラマグショットガン 20%ペッパーベアースプレー
成分 唐辛子エキス
これは､クマさんと遭遇してしまったときに使用する撃退スプレー｡
高かったけど ナチュラムから通販購入で7,560円｡(税込)
全高235mmでフィッシングバックに入れられる大きさ｡
[ 使用感 ]
噴射はしていないけど､山奥のフィッシングに持っていってみたところ､少し安心
できた｡過信はいけないと思うけど､備えあれば憂いなしかな｡
風による誤反応については対策案が浮かばないが､とりあえずソフトの修正だけやってみた｡
タイマー0のオーバーフロー周期を､約0.13秒 に設定し､それをホーンの鳴らす時間に使用した｡
各秒数はそれを繰り返し使用する｡
たとえば8回だと 0.13x8=約1.04秒
①電源オン直後は､センサーが安定するまでとして､約10秒待つ｡
その間､各LEDを点滅させ､ブザーも鳴らし､基板の自己チェックを行う｡
②約10秒後にはホーンを1回だけ鳴らし､自己チェックを行う｡
③前センサー､左センサー､右センサー､後センサーの感知があるかチェックする｡
感知があるまで､チェックを繰り返す｡
④感知があった場合は､約2秒待つ｡(誤感知対策として｡)
⑤その後､約8秒間の間にもう1度感知があった場合は､｢ビッ｣と1回だけ鳴らす｡
⑥その後は③からの初期感知待ち状態へ戻す｡設定秒数まで反応が無くても､初期感知待ち状態へ戻す｡
※もし､連続感知状態になった場合は､約2秒間隔で｢ビッ｣と鳴る｡
実践…そして失敗確定
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屈斜路湖畔の野宿キャンプで使用した｡
風に弱いことは分かっていたが､穏やかなことを
祈りながらの強行｡
場所は硫黄山側の林道入り口から13kmほどの所｡
その林道は約22kmあるから､美幌峠側からだと
9kmくらいだと思う｡
林道のほぼ中程ということでクマさんが心配｡
この日は曇空で､日が沈むと暗く､寒く､とても静か｡
やっぱ少し恐いのでラジオを大きめの音で鳴らす｡
電波状態は悪く､たまーに途切れる｡
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(ホーンにはまだ接続しないでおく｡)
やった､成功か？誤動作しない！と思ったのも
つかの間､しばらくすると少し風が出てきて､
たまーに誤反応する｡
テントがパタパタすると､それにも誤反応するようだ｡
誤反応だと思っても､どのセンサーが反応したのか､
見てしまう｡
それが気になって落ち着かない｡
気になるのでスイッチをオフにした｡
しかし今度は不安になる｡
風が止むと再びスイッチを入れたが､また風が出て
くるとスイッチを切る｡
風は微風程度だったが､無風じゃないと使えない
ことがはっきり分かった｡
今回はラジオのオートパワーオフを無効にして､小さ目に鳴らしっぱなしにして寝た｡もちろん生ゴミ系はビニール袋の封をきちんとして､撃退スプレーを枕元に置いて｡ クマさんは来なかった｡ たぶん…｡
[ その他の失敗点 ]
風が止んだときに､ホーンに接続してスイッチを入れてみた｡
スイッチオン後､約10秒後にホーンがピッと1回鳴るはずだったのだが､ビーーーーーーーっと鳴りっぱなし｡
家内テストでは12Vモーターに接続して確認したのだが､たぶんホーン の方に電流が多く流れ､PICが停止してしまったのだと予想する｡
Ver2 2008年 6月
TVでプレデターを視て思い付いた｡原始的な綱を張る警報で､イノシシが掛かったシーンがヒントになった｡
最近はPEという細くて丈夫な化学繊維の釣り糸がある｡もちろん水に濡れても丈夫で､100m巻きでもコンパクト収納｡
それを地上50cmくらいの高さで周りの木々に張り巡らせ ､末端を簡易スイッチに結ぶ｡PEの糸に引っ掛かり､引っ張られることによりスイッチが切れ､ホーンを鳴らすという仕掛けを作る｡
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※この基板は音量調整ボリームは逆方向だった｡時計方向に回すと音が小さくなる｡
※PIC10F200の断線検知用のピンには､100KΩの抵抗をグランドに接続追加した｡5Vの信号が切れるとピンは浮遊状態になり､安定しないおそれがあるため｡
プログラムフロー
| 電源ON | ||||
| ↓ | ||||
| PIC初期設定 | ← | ← | ||
| ↓ | ↑ | |||
| LED緑 約1秒点灯 | ↑ | |||
| ↓ | yes | ↑ | ||
| 断線？ | → | B4 ON&LED赤 点灯 | ↑ | |
| ↓ | ↓ | ↑ | ||
| LED緑 消灯 | 約1秒待つ | → | ↑ | |
| ↓ | ||||
| B4 ON&LED赤 点灯 | ||||
| ↓ | ||||
| 約10秒待つ | ||||
| ↓ | ||||
| B4 OFF&LED赤 消灯 | ||||
| ↓ | ||||
| LED緑点滅x2回(0.5秒間隔) | ||||
| ↓ | ||||
| ホーンを約0.1秒鳴らす |
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ランカーズで3,108円
仕様は30LB 150M､3.0号で糸直径0.295mm｡
中心から半径10Mで張り巡らしたとして､
周長約73M必要となる計算なので､2倍以上の
余裕をみて150M巻きにしておいた｡
このリールの直径は約107mm｡
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ホーンが｢ビッ｣と鳴るところでリセットがかかって
しまう｡
電源ONしてから､LED点滅､
B4"森のクマさん"前奏演奏､
そして｢ビッ｣とホーンを鳴らして準備完了､
動作チェックよーし！となるはずが､
小さく｢ビ｣っと鳴って､最初から繰り返すという状態｡
瞬間的にホーンに電流が多く流れて､PICへの電気が
無くなるのかなと思い､コンデンサーの容量を2倍に
してみたけど変わらない｡
まさかポリスイッチ？
っと思い､ピンセットでつまんでショートカットしてみる
と､成功！リセットされない｡
ホーンの突入電流は､かなり流れるようだ｡
ポリスイッチの感度は良好ということが分かった｡
赤いカバーが付いたトグルスイッチは緊急時用｡
それをONにすると､強制的にホーンを鳴らすことが
できる｡ 念のため付けておいた｡
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[ 収納ケース ]
前回同様､秋月電子通商の､ポリカボネートケースに
収めることができた｡
112-TS(蝶番式)117x84x28mm120円
既製の糸巻きリールを使用できれば良かったのだが､ちょうど良いサイズの手持ちが無かった｡
芯はMCナイロン(青)を旋削して作った｡
PE糸は全量をちょうど良い寸法で巻き取ることができた｡元のリールに巻いてある体積をだいたい計測し､それと同じような体積になるように設計してうまくいった｡
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検出スイッチをセットした状態｡
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スイッチと言っても､ミニワニ口クリップ｡
挟まれる側にはローレット加工をした｡
通常は5Vを通電しておき､PE糸が引っ張られると
リールが回り､ワニ口クリップが外れ､通電切断を
検知する｡
↓写真は実践でセットした状況｡ 動作確認用の緑LEDが点滅｡
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ホーンの仕様は1.5Aだが､1.85Aのポリスイッチでダメだったので､
3Aに取替た｡
野宿キャンプ出発前に動作確認してOKだったのだが､いざ本番では､
リセットがかかってしまった｡ えっ､なぜ？
日没近くなり､糸を張り巡らせてスイッチオンでダメ！…かなり焦る｡
現場でポリスイッチ足根本の被覆をカッターで削り､ポリスイッチを
ショートカットして､使えるようになった｡ ふぅー｡
原因はよく分からない｡ バッテリー電圧変動による何か？
さて､チミケップ湖と屈斜路湖の林で使用したが､2回作動した｡
しかし､その2回とも間違って自分で引っ掛けてしまったもの｡(^_^;)
余談だが､その辺は鹿も多く､鹿で動作するかもしれないと思っていた｡
屈斜路湖で夕食の準備中にかん高い鳴き声が近寄ってきた｡薄暗くて姿を確認できないのだが鹿だと思う｡すぐ近くまで来ている気配が分かる｡
向こうから(鹿から)は､ぽわっとした明かりのテントしか見えないはずだが､警戒しているようだ｡
糸を引っ掛けるまで近寄ってくるのをじっと待てば作動確認できたはずだが､誰もいない静かな所で､姿の見えないかん高い鳴き声が響くのは不気味で、ガマンできなかった｡
そこで緊急スイッチオン｡
1秒くらい鳴らしてみたところ､かん高い鳴き声は､少しずつ遠ざかって行った｡
Ver1改 2009年 7月
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センサーからの電圧をチェックして､設定電圧以上であれば警報出力する｡
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就寝時の省電力用として､LCDバックライトのオンオフスイッチを付けてある｡
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PICの主制御プログラム
…【 KUMA_V1b.src 】 (16.6KB)
屋外では風があると木の葉などに反応するようなので､感度を調整できれば良いと思ったのだが､そうすると検出距離がかなり短い｡元々10m検出タイプのセンサーなのだが､数mになってしまい､信頼度は低い｡
まだ何か改良の余地があるのかも知れないが､このままでは使用出来ないという結果になった｡
まずは1個だけで､きちんとした屋外テストをやるべきだったと反省｡