スマホ連携水中カメラ

はじめに
コンセプト
問題点
解決策
ダイポールアンテナ
装置概要
プロトタイプ完成
まとめ

はじめに

前の投稿でも触れましたが、中華製のアクションカメラを使って水中映像を撮れる装置を作りました。リアルタイムで水中映像を他のデバイスに送信するのは、そう簡単な話ではありませんでしたが、試行錯誤の結果なんとか想像通りの装置が出来ました😅。

コンセプト

長い柄の先にアクションカメラを括り付けて、画像をスマホに飛ばして水中を観察する・・こんな感じです。自分は陸上にいながら、水中を覗きたい訳ですね😙

問題点

電波は水中を伝わりません🤗。（正確に言うと伝わりにくい）

水中は電波通さないのね・・遠い昔、理系の学生だったような気がする私ですが、そのことは全く気が付きませんでした😂特に高周波の電波は水中でほぼ伝わらないようで、Wi-Fi付きカメラを海中に突っ込めば海の中が覗けると、鼻息荒くなっていた私はいきなり出鼻を挫かれました😥。

解決策

しかし、ググれば何でも出てくるこの時代、同じことを考えて実際解決策を公表されている方が結構いらっしゃいました。（商品化されているものもある。）それが

電波音叉

音叉の電波版で電波音叉。なら電叉でよくない？という気がしますが、要はこれアンテナのことです。
電波を共振、増幅してWi-Fiの受信距離を延ばすようなことは、マニアの方たちは結構行っているそうですが、それを水中で利用しようという訳ですね。

ダイポールアンテナ

アマチュア無線の世界では有名?なアンテナだそうで、とりあえずこれを使えば海中でも送受信出来そうなので作ってみることに😄ボリュームが大きくなるので作り方は別に投稿するつもりです。

アルミシールがそれぞれ別の芯線に繋がっているのですが、アルミの横幅がそれぞれ３ｃｍというのが肝になります。2.4GHzの1/4波長に相当しますが、波長は以下の式から

波長　＝　波の速度　÷　周波数　
　　　＝　約３０万ｋ（ｍ/ｓ）※　÷　2.4G（1/ｓ）
　　　≒　0.125ｍ（12.5ｃｍ）
で、1/4波長は約３㎝

※電波は光速なので

片方アンテナの長さが1/4波長分だと共振によって最大電力を送受信出来る・・のだそうです😅アンテナの中心が波の”山”になる訳ですね🤔
ちなみにケーブルは同軸ケーブル等シールド線を使用しないとノイズの影響で受信できないかもです。
水中ならノイズの影響もなさそうですが・・教えて偉い人😫

もう一つちなみに、Wi-Fiは５GHz帯もあるので、こちらを使えば半分の長さのアンテナでいけるじゃん・・と思ったら、5GHｚは屋外使用が法律で禁止されているそうです。（一部緩和されたそうですが）残念😥

装置概要

とりあえずアンテナが出来たので、これを利用してリアルタイム配信水中カメラ装置を作りますが、概要を説明しますと以下になります。

まず、地上で通信する場合は　カメラ　⇔　スマホ　間で問題なく接続できます。

しかし水中では電波が届かないので、アンテナを経由してスマホに接続します。ちなみにカメラ側のアンテナは写真に向かって右側面に張り付けたら感度良好に。そこにWi-Fi送信機があるのかな？🤔。スマホは反対側のアンテナから電波をもらいます。

アンテナだけでも送受信は出来ましたが、電波が弱くスマホをアンテナにかなり近づけないと受信できません。これでは使い勝手が悪いので、間に中継機を置いて電波を増幅することにしました。こうすれば、スマホとアンテナの距離を気にする事無く、さらには離れたところにある複数の端末にも映像が送れるので、かなり使い勝手が良くなります。