富士ヒル直前! 今年もカメラマウントを作ってみました!

去年と同じマウントに見えますが、超機能アップです!(^^)

去年と同じマウントに見えますが、超機能アップです!(^^)

SONY α7S + TAMRON 28-75mm F2.8

今年で12回目の参加になる富士ヒルクライム(FHC)で、自分にとって最大の課題は「車載動画がゴール直前で途絶えてしまう」ということです(それ以外にもあるような気がするが・・・)

車載動画は5回目あたりからやっているのですが、ゴールまでちゃんと撮れたのことはほとんどありません・・・。

体力増強やライディングテクニックの向上はさておき、この「車載動画最後まで撮れない問題」を解決すべく、フォトポタ電子工作研究所が総力を挙げて取り組んでみました。



最後まで撮れない原因

車載動画がゴールまで撮れない原因は、ずばり、愛用カメラのSONY HDR-AS200Vの電池がショボイからです。

過去記事にもあるように、SONYのアクションカムシリーズにはたくさん課題がありますが、電池の持ちが非常に悪いのもウィークポイントの一つです。

この純正バッテリーが極小、1240mAhしかないんです・・・。

この純正バッテリーが極小、1240mAhしかないんです・・・。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

自分の条件(純正バッテリー、60P、手ブレ補正無し、妻子・ローン持ち)だと、連続撮影80分チョットが限界なので、自己ベスト(82分)でギリギリ撮影できるかどうか、というヘタレ具合です(電池がね)。

いっそ、自分がシルバー(75分)で走り切ればいいのですが、とてもじゃないけど無理なので、ハードウェアの方を改良することにしたのでした。

録画時間延長対策を考えよう!

バッテリー容量がショボイのが原因なので、対策の方向性はバッテリー容量を増やすこと。

今回試してみたのは以下の4方法です。

  • 純正より大きな容量のバッテリーを探す
  • 普通のモバイルバッテリーで給電する
  • USBポート付きリチウムイオンバッテリー(18650)で給電する
  • 普通のリチウムイオンバッテリー(18650)で給電する

【案1】純正より大きな容量のバッテリー

Amazonなどで探せば見つかるのですが、せいぜい、100mAh増しの1350mAh程度です。

わずか8%増では、今の自分のゴールタイムでは難しそう。

そもそもサイズが小さすぎるから、やっぱり限界なんだよなぁ・・・。

たくさん持っている(たぶん10個くらい)ので、走りながら交換できればいいのだけど…(無理)

たくさん持っている(たぶん10個くらい)ので、走りながら交換できればいいのだけど…(無理)

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

【案2】普通のモバイルバッテリーで給電する

AS200VはUSB(micro B)ポートがあって、ボディ内でバッテリーを充電します。

で、試してみたら以下のことがわかりました。

  • USBで充電しながらでも録画できる
  • いっそバッテリーなしでUSBだけでも録画できる
給電しながら録画できるのは◎。電池を外しても大丈夫です。

給電しながら録画できるのは◎。電池を外しても大丈夫です。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

なので、5000mAhとかのデカイモバイルバッテリーをつなげば、余裕で5合目まで上って下れるくらい持ちそうです。

・・・が、四角いモバイルバッテリーを搭載するとなると、見た目が悪い上にかなりの重量増加になるため、これも廃案です。

たくさんあるので付ければいいのですが、重い&格好悪い。

たくさんあるので付ければいいのですが、重い&格好悪い。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

【案3】USBポート付きリチウムイオンバッテリーで給電する

モバイルバッテリーやLEDライトには、平たいリチウムポリマー電池のほか、普通の単三電池より少し大きめの「18650」というサイズ(直径18mm×高さ65mm)のリチウムイオンバッテリー(LiB)が良く使われています。

この単電池を使ってAS200VのUSBポートに5V供給してあげたいのですが、LiBの公称電圧は3.7Vで電圧が低するため、別途、DC/DC昇圧コンバータが必要になってしまいます。

しか~し、18650サイズのLiBに充放電用のUSBポートを内蔵する、かなりイカれた仕様の電池がOHM電気から製品化されています(2600mAh版と3400mAh版があります。もちろん両方購入)。

電池の脇腹にUSB type Cポートが付いています(!)

電池の脇腹にUSB type Cポートが付いています(!)

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

こうやってつなげば、かなりコンパクトに構成できます。

こうやってつなげば、かなりコンパクトに構成できます。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

この怪しいLiBを、去年作ったAS200Vマウントの軸の部分に内蔵すれば望みは叶いそうなので、とりあえずモデリングしてみました。

普通の電池としても使えのるが特徴ですが、その反面、USB出力ポートは電池の横腹から出さざるを得なくなっています。

そのため、マウントの軸を長くしてそこにLiBを内蔵して、横からUSBケーブルを引っ張り出すことで給電するスタイルになりました。

とりあえず作ってみました。赤い部分にOHM電池が内蔵されています。

とりあえず作ってみました。赤い部分にOHM電池が内蔵されています。

こちらで全く問題なく動作してくれましたが、必要以上にマウント軸が長くなってしまい、なんとも不格好だし不安定な気がします。

LOOK号のヘッドチューブ(HEAD-FIT)は普通のアヘッドシステムとは異なり、トップキャップは単なる飾りなので、外しても問題ありません。

せっかくなので?、巨大なヘッドチューブ内の空間にバッテリーを内蔵できないか、案4の検討に進みます。

【案4】普通の18650リチウムイオン+昇圧コンバータを内蔵する

案3でほぼ完成できているのですが、やっぱり、せっかくのヘッドチューブ内の空間を使ってみたくて、再度設計をし直してみました。

OHMのLiBは横向きにしかUSBを出せないのであきらめて、以下の方針で再設計です。

  • 普通の18650リチウムイオン(3400mAh)を使う
  • 18650Libはヘッドチューブに内蔵する
  • 3.7→5.0Vの昇圧コンバータも内蔵する

課題としては、HEAD-FITヘッドチューブの内径は実測20.5mmなので、18650(直径18mm)を入れようとすると余裕は2mm程度しかなく、バッテリーケースは1mm厚で設計する必要があり、3Dプリンタで作るプラ部品としては強度面がしんどいです。

そこで、LiBは18650サイズの保護回路付きを選びます。

もちろん、安全面からも保護回路は必須ですが、一般的な18650の保護回路は電池の下部に薄っぺらい回路(2mm厚くらい)がくっついていて、ここにプラス・マイナスともに配線されています。

ここから配線を引き出せば、ただでさえ狭いヘッドチューブ内で自分で配線する必要がなくなるメリットがあります。

そして、DC/DC昇圧コンバータはマウントの内部にちょっとした空間を作ってやって、そこに内蔵してやることにしました。

上が普通のLiB。黒い部分が保護回路です。(下は OHM電池)

上が普通のLiB。黒い部分が保護回路です。(下は OHM電池)

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

18650電池を入れてみる。ほとんど隙間がない・・・。

18650電池を入れてみる。ほとんど隙間がない・・・。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

保護回路内から配線を引き出せば、余裕のない側面に配線する必要がありません。

保護回路内から配線を引き出せば、余裕のない側面に配線する必要がありません。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

電池はコラム内、コンバータはカメラ直下に内蔵。

電池はコラム内、コンバータはカメラ直下に内蔵。

設計で気を付けたことをまとめると、

  1. バッテリーカバーはヘッドチューブ内径より0.2mmほど細く作り、応力がかからないようにする
  2. その上部はヘッドチューブにがっちり嵌めるため、外径をジャストサイズ(きつめ)、壁は厚めに設計する
  3. 出力はマウントの後部から直接引き出す
  4. 充電はカメラを外して上部からできるようにUSBポートをつける(microB)
  5. カメラケースは熱暴走対策で通気性を向上

バッテリー部分と差し込み部分で微妙に段差が付く、バテッド構造になっています(0.5mm程度なので見えないですが・・・)

断面図。電池を苦労して入れているのがわかりますでしょうか。微妙に外径も0.5mmほど小さいのです。

断面図。電池を苦労して入れているのがわかりますでしょうか。微妙に外径も0.5mmほど小さいのです。

また、5は予想外のトラブルで、カメラケースに装着した状態で30分くらい撮影していたら、AS200Vの内部温度が上昇したようで、「HOT」という文字が出て録画終了してしまいました。

富士ヒル当日は寒さとの戦いなので大丈夫だとは思うのですが、念のため、冷却を考慮してスカスカな構造にしてみました。

予想以上に無い知恵を絞ることになりましたが、試作3回目くらいで無事に完成しました!

放熱用に大量のスリットを増設。

放熱用に大量のスリットを増設。

完成! なんか、自撮り棒みたいだけど・・・。

完成! なんか、自撮り棒みたいだけど・・・。

SONY α7S + FE 90mm F2.8 MACRO G

左から去年版、案4(18650)、案3(OHM電池)。案4はフレーム内にグ~ンと伸びてます。

左から去年版、案4(18650)、案3(OHM電池)。案4はフレーム内にグ~ンと伸びてます。

SONY α7S + TAMRON 28-75mm F2.8

こうやって充電します。なんか、シュールですが・・・。

こうやって充電します。なんか、シュールですが・・・。

SONY α7S + TAMRON 28-75mm F2.8

無事に長時間録画成功!(^^)

懸念された、薄すぎるバッテリーケースですが、ヘッドチューブとクリアランス(0.5mm)を設けたことによって応力はかからず、大丈夫そうです。

また、その上部でがっちりとヘッドチューブに固定されているので、ヤビツの激しいダウンヒルでもびくともしません。

おぉ、無事に起動! まさか、ヘッドチューブにバッテリー内蔵とは思うまい・・・(^^)

おぉ、無事に起動! まさか、ヘッドチューブにバッテリー内蔵とは思うまい・・・(^^)

SONY DSC-RX100m3 + Zeiss Vario Sonnar T* 8.8-25.7mm F1.8-2.8

本当はあと5mmほど押し込めるのですが、抜けなくなりそうでこの辺でやめてます。

本当はあと5mmほど押し込めるのですが、抜けなくなりそうでこの辺でやめてます。

SONY DSC-RX100m3 + Zeiss Vario Sonnar T* 8.8-25.7mm F1.8-2.8

ヤビツダウンヒル中。ゴムバンドなくても大丈夫だけど、本番は装着しよう。

ヤビツダウンヒル中。ゴムバンドなくても大丈夫だけど、本番は装着しよう。

SONY Xperia 10 III

肝心な録画時間の方は、電池容量が純正の3倍もあるだけあって、余裕で2時間以上録画できています(ヤビツ登って下ってもまだ平気♪)

念のため、ヘッドチューブ~マウント、マウント~カメラ間をそれぞれゴムバンドで固定できるようにしていますが、なくても全く問題ないくらい頑丈です。

よく見ると根本にもフックがあります(芸が細かい)

よく見ると根本にもフックがあります(芸が細かい)

Autodesk Fusion 360

ヤビツ3回やってもビクともしませんが、富士ヒル当日は念には念を入れて、ゴムバンドをつけておきましょう。

(過去には某純正マウントが大破したこともありましたし↓)

参戦報告3(5合目~下山編)
前回までに,レース本番の紹介が終わりました。 これで,Shiroさんは5合目に居ることになっているので,これから,大好物のソフトを食べたり,仲間と成果を自慢しあったり(慰めあったり?)した後,大嫌いなダウンヒルに臨むことになります。 そのダウンヒルの様子が上の写真。だから,大嫌いだって言ったのに~(涙)

いろいろと無駄に試行錯誤しましたが、満足のいく製品?になりました(^^)

おそらく今年唯一の秘密兵器となる、AS200Vバッテリー対策の紹介はこれにて終了です~。

あとは体力向上&ダイエットだけだな(どちらもできてないけど・・・)

【おまけ】いろいろ試したブツ。右下のコンバータ(5個1000円)を採用しています。

【おまけ】いろいろ試したブツ。右下のコンバータ(5個1000円)を採用しています。

SONY α7S + TAMRON 28-75mm F2.8

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コメント

  1. 名前:_toshi 投稿日:2023/05/24(水) 08:06:00 ID:80a547285 返信

    Shiroさん:

    いよいよ来週末ですね。
    さて3Dプリンターを駆使しての自作カメラマウント、スゴイです!
    強度は大丈夫そうですね、今年も健闘を祈っています。

    • 名前:Shiro 投稿日:2023/05/24(水) 19:03:35 ID:114c71825 返信

      そうなんですよ~、もう来週末なんですよ!
      先週の日曜日に恒例のスバルライン試走に行ってきたのですが、大変な事態に・・・(続報記事にご期待ください?)

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