Raspberry Video Camera – Teil 8: Montage Modell 850

Die Oachkatzl-Cam braucht ein Gehäuse und zwar ein wasserdichtes. Was liegt näher als eine handelsübliche Frischhaltebox aus Plastik zu verwenden? Selbst hochwertige Markenprodukte gibt es für kleines Geld und die sind absolut wasserdicht. Gut, einen Designpreis werden wir mit so einer Tupper-Kamera nicht gewinnen, aber dafür kommen wir wesentlich billiger weg, als mit einem professionellen Außenkameragehäuse. Ich stelle hier beispielhaft mein Modell 850 vor, das seinen Namen von der verwendeten Lock & Lock 850ml Box erhält. Davon habe ich im Moment zwei Varianten im Einsatz ein Modell 850A ohne und ein Modell 850B mit Bewegungssensor. Die Lock & Lock Boxen sind bekannt durch die Flügelchen am Deckel, die nach dem Aufsetzen nach unten geklappt werden. Dadurch drückt es den oberen Rand der Box in den Dichtungsring und der Verschluss ist wasser- und luftdicht arretiert. Bei allen Bohrungen müssen wir allerdings dafür sorgen, dass die Dichtigkeit auch erhalten bleibt.


Zuerst aber wieder ein Oachkatzl-Video. Mehr davon gibts in meinem YouTube-Kanal.

Was muss rein in die Box?

Das größte Bauteil ist zweifellos der Raspberry Pi 3 – der wird an der Hinterwand angebracht. Gegenüber – in Zielrichtung der Kamera – schauen das eigentliche Kameramodul und der Bewegungssensor (nur beim Modell 850B) aus dem Gehäuse. Seitlich findet der 5V-Spannungswandler Platz und durch eine Bohrung im Gehäuseboden erfolgt die Stromzufuhr.

Eigenschaften der Box

Die Lock & Lock Multifunktionsbox HPL808, so die genaue Bezeichnung, hat die Maße 135 x 102 x 118 mm und ein Fassungsvermögen von 850ml. Das Material ist transparentes Polypropylen. Das lässt Blicke auf die Kamerainnereien zu, ist allerdings nicht so glasklar, dass wir auf eine eigene Kameraöffnung verzichten könnten. Was den Infrarot Bewegungssensor angeht, so kann man aber durchaus Versuche machen, den komplett innerhalb des Gehäuses zu platzieren. Das würde eine Bohrung sparen. Die Box ist mikrowellengeeignet und darf in die Gefriertruhe. Damit ist zu erwarten, dass sie auch im Außeneinsatz winters wie sommers formstabil bleiben wird.

Einbauten

Obwohl das Gehäuse ziemlich groß ist und rund um die Einbauten viel Luft bleibt, kann es ziemlich fummelig sein, im Inneren Verkabelungsarbeiten vorzunehmen. Es ist mir deshalb wichtig, alle Komponenten ohne Werkzeug entnehmen und wieder einbauen zu können. Realisiert wird das, in dem alle Bauteile auf Schienen montiert werden, die dann von oben in die Box geschoben werden können. Diese Schienen sind Stücke von Kabelkanälen, bei denen Kanal und Deckel in der vorgesehenen Führung in einander geschoben werden können.

Raspberry Pi 3

Der Raspberry Pi 3 ist die größte Komponente, die in der Box Platz finden muss. Das klappt hochkant an der Hinterwand ganz gut, wenn zwei Voraussetzungen gegeben sind:

  • a) weder LAN- noch USB-Ports werden belegt und seitlich HDMI auch nicht
  • b) der Stromstecker benötigt extrem wenig Platz

Der erste Punkt ist kein Problem, weder LAN noch USB werden benötigt, der Raspberry Pi 3 hat ja WLAN auf dem Board. Bei Punkt b) wird es schon schwieriger. Ein üblicher Mikro-USB-Stecker wäre zu lang. Damit würde der RasPi in der Breite nicht ins Gehäuse passen. Nachdem wir aber sowieso unsere eigene Spannungsversorgung realisieren, verwenden wir einen kleinen Lötstecker und lassen dessen Steckergehäuse einfach weg.

Die Schienenmontage kann man auf den Bildern sehr gut erkennen. Es kommen zwei Abschnitte eines 15 x 15mm Kabelkanals zum Einsatz, die in etwa so lang sind, wie der Raspberry Pi. Vom Kabelkanal wird jeweils ein ca. 1cm langes Stück abgeschnitten und am Ende mit dem Deckel fest verklebt. Das dient dazu, dass der RasPi auf seinen Schienen nicht bis zum Boden der Box durchsackt, sondern etwas oberhalb gehalten wird. Die verbleibenden Kabelkanalstücke werden nun mit jeweils zwei M2,5 Plastikschrauben und Abstandsbolzen auf dem Raspberry Pi befestigt. Das muss etwas ausmittig erfolgen, damit die Befestigungseinrichtung in Summe nicht breiter als der RasPi wird.

Die jeweiligen Kabelkanaldeckel werden nun innen an die Rückwand (schmale Seite) der Box geklebt. Dazu kann man Kunststoffkleber verwenden oder einfach reichlich Sanitärsilikon. Dabei empfehle ich folgende Vorgehensweise.

  • Alle Schienen auf den Raspberry Pi vollständig aufschieben
  • Stromstecker (Micro-USB) einstecken, aber natürlich keine Spannung anlegen
  • Klebstoff (oder Silikon) auf beide Kabelkanaldeckel auftragen
  • RasPi mit der LAN- und USB-Seite nach unten in die Box einpassen

Im letzten Schritt darauf achten, dass das gesamte Konstrukt so weit mit der Seite der GPIO-Stiftleiste gegen die Gehäusewand geschoben wird, dass der Stromstecker auf seiner Seite nicht die Wand berührt. Es wird also nicht mittig montiert, sondern so, dass der Stromanschluss ein wenig Luft zur Seite hat. Von der Tiefe her muss das ganze Konstrukt so weit in die Box, dass später noch der Deckel oben drauf passt. Nach unten kann ruhig etwas Luft bleiben. (Zur Sicherheit, falls doch mal Wasser eindringen sollte.) Sobald der Kleber trocken ist, kann der Raspberry Pi jederzeit auf seinen Schienen nach oben aus der Box heraus gezogen werden. Zum  Beispiel um die Spannungsversorgung an- oder abzustecken.

Spannungsregler

Der Einbau des kleinen Spannungsregermoduls erfolgt ähnlich – das Teil kommt links an die Innenwand. Weil das aber ein relativ billiges Bauteil ist, spare ich mir den Aufwand mit einer Schraubbefestigung und klebe die Rückseite einfach mit Silikon auf den Kabelkanal.

Kameramodul

Dem Einbau des Raspberry Pi Kamera Moduls widme ich einen eigenen Artikel.

Bewegungssensor (nur Modell 850B)

Der Bewegungssensor wird nicht auf einer Kabelkanal-Schiene montiert, sondern kriegt eine eigene Bohrung in der Box. Er muss natürlich auf die Vorderseite und bekommt seinen Platz unterhalb des Kamera Moduls. Die Bohrung hat den Durchmesser der Plastikkappe (Fresnellinse) des Bewegungssensors. Die Kappe ist mit vier kleinen Plastikstiften auf die Platine aufgesteckt. Zur Montage wird die Kappe abgenommen und von innen in die Bohrung eingeklebt. Dabei muss man bedenken, dass die Stifte horizontal und vertikal geringfügig unterschiedliche Abstände haben. Also nicht versehentlich um 90 Grad verdrehen. Zum Einkleben verwende ich normales Sanitärsilikon damit die Öffnung auch gut abgedichtet ist. Die Plastikhalbkugel schaut dann vorne aus dem Gehäuse. Wenn das Silikon getrocknet ist, lässt sich die Platine zusammen mit den Anschlussdrähten innen wieder auf die vier Plastikstifte aufstecken und zwar so, dass die Einstellschrauben von oben zugänglich sind. Die Platine sollte eigentlich von alleine auf der Kappe halten. Falls sie doch runterrutscht, kann man sie mit einem Tröpfchen Klebstoff an den Plastikstiften fixieren. Zum Abgleich von Empfindlichkeit und Abschaltverzögerung entnimmt man am besten das Kameramodul aus seiner Halterung und kommt dann gut mit dem Schraubendreher von oben an die Einstellschrauben.

Kabelzuführung

Um auch die Einführung des Stromkabels wasserdicht zu bekommen, setze ich auf Kabelverschraubungen M20x1,5. Die haben sich bereits bei meinem Schaltschrank für den Außeneinsatz bestens bewährt und dienen gleichzeitig auch als Zugentlastung.

Befestigung des Gehäuses

Dafür gibt es sicher viele Möglichkeiten, was ich aber auf jeden Fall vermeiden möchte, das sind weitere Löcher im Gehäuse nur um es irgendwo anschrauben zu können. Meine Lösung ist ein simpler Metall-Montagewinkel aus dem Baumarkt, der großflächig mit Silikon auf die Rückseite der Lock & Lock Box geklebt wird. Dabei darf er oben den Schließmechanismus nicht behindern und sollte unten ein bis zwei Zentimeter Abstand zum Gehäuseboden haben. Dann kann man unten durch eines der Löcher eine Befestigungsschraube stecken und kommt mit den Fingern noch hin um eine Mutter draufzusetzen.

Die Luxusvariante um die Kamera an meinen Wintergartenstangen zu befestigen ist ein Gelenkstativ aus dem Fotozubehörhandel. Das besteht aus mehreren Gelenken, die gleichzeitig mit einem Befestigungsknebel arretiert werden können. Damit lässt sich die Kamera wirklich in alle Richtungen und Neigungen ausrichten und dann dauerhaft feststellen. So ein Gelenkarm kostet um die 20 EUR und ist super praktisch. Zwei Dinge sind aber zu beachten. Das Teil ist nicht ganz wetterfest, zumindest die blanken Teile setzen mit der Zeit Rost an. Und die Gewinde sind (wie bei Kameras üblich) zöllig, man muss also die mitgelieferten Rändelschrauben verwenden und keine metrischen Muttern.

Materialbearbeitung

Ein paar Tipps zur Bearbeitung der Kunststoffbox und der Kabelkanäle. Mit dem Messer ist ist einer Lock & Lock Box nicht beizukommen, das Material ist sehr zäh und den Gedanken, mit einem scharfen Teppichmesser eine quadratische Kameraöffnung hinein schneiden zu wollen, sollte man gleich verwerfen. Was aber wirklich gut geht ist Bohren, Sägen und Feilen. Wobei ein Gehäuse für Modell 850A mit zwei Bohrungen auskommt, Modell 850B braucht eine zusätzliche für den Bewegungssensor. In nebenstehendem Bild sieht man die 20mm Bohrung im Gehäuseboden für die Kabelverschraubung und auf der Vorderseite eine 23mm Bohrung für den Bewegungssensor und 16mm für das Kameramodul. Diese Löcher lassen sich relativ einfach mit einem Stufenbohrer anfertigen. Der geht durch das Plastik wie Butter und man muss nur aufpassen, beim richtigen Durchmesser rechtzeitig aufzuhören. Die Plastikabschnitte von den Kabelkanälen lassen sich leicht mit Laub- oder Puk-Säge bearbeiten und mit Schlüsselfeilen entgraten und in die Endform bringen. Die Löcher für die M2,5 Schrauben bohre ich mit einem Handbohrer, dafür braucht es nicht mal die Bohrmaschine. Für alle Klebestellen verwende ich Sanitärsilikon, damit lässt sich sogar der Befestigungswinkel gut aufkleben. Allerdings ist die Arbeit mit einer großen Silikonkartusche recht unhandlich. Mit einer Tube Kunststoff- oder Allzweckkleber geht es sicher einfacher.

Nachbetrachtung nach 6 Monaten Wintereinsatz

Von Oktober bis März waren zwei Kameras (Modelle 850A und 850B) nun ununterbrochen im Dauereinsatz auf der Dachterrasse. Und ich kann sagen, dass sich diese Konstruktion absolut bewährt hat. Die Box ist zu 100% dicht, Dichtigkeitsprobleme an den Bohrungen hat es nicht gegeben und alle Einbauten haben Temperaturen bis minus 10 Grad klaglos überlebt. Im Inneren gibt es kein Kondenswasser und auch ein Schneehäubchen auf der Box hat der Kamera nichts ausgemacht. Es ist nicht einmal nötig, das Kamerafenster nach einem Regen zu putzen. Nur die beiden Gelenkstative sind inzwischen angerostet, aber die sind ja eigentlich nicht für den Außeneinsatz gedacht. Dabei halten sie aber nach wie vor ihre Kameras unverrückt in Position, selbst im Sturm oder wenn ein Eichhörnchen auf die Kamera klettert.

 


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2 Kommentare

  1. Marcus

    Hallo Herr Karger,

    sehr schönes Projekt! Werden Sie Ihr Programm dazu veröffentlichen?

    Grüße

  2. Helmut (Beitrag Autor)

    Ja, das wird passieren. Das war jetzt der vorletzte Artikel zu den Hardwarethemen und wenn die abgeschlossen sind, geht es an die Software. Zuerst kommt die Installation des Betriebssystems und dann die Python-Komponenten für die Kamera und die verschiedenen Triggermöglichkeiten. Also haben Sie Geduld, in dieser Reihe sind noch mindestens 10 weitere Artikel zu erwarten.

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