Pi Zeroと互換Piカメラを使った超小型ケースを作ってみた(STLデータ公開有り)

3Dプリント
この記事は約12分で読めます。
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RaspberryPi財団公式Pi Zeroケースが出る前に、このブログでもフリスクっぽい感じのケースを自作してましたが、Piカメラが内蔵出来ないという点で後発の財団公式ケースに負けてしまいました。 だって普通に買えるPiカメラ用フレキがメチャ長なんだもん。ヽ(`Д´)ノプンプン

リベンジとして、前回記事の3Dプリンタサーバーで使ったとても小さい互換Piカメラを使って、財団公式ケースに負けない超小型ケースを作ってみました♪

毎度の様にSTLデータも公開しておりますので、アンチ公式ケース派の方は是非お試しあれ。

 

出来上がりはこんな感じ。 真ん中の黒いのが今回作成した超小型ケースで、右端が財団公式ケースです。

ちなみに、左端の小さいのは以前公開した超小型ケースです。(カメラ内蔵は出来ませんが、カメラフレキ引き出し用にスリットは開けてあります)

興味ある方はコチラ↓をご参照ください。

RaspberryPiZero用のケースを作成してみた(STLデータ公開有り)
先日Raspberry Pi2/3用ケースをご紹介しましたが、もっと小型のRaspberry Pi Zero用のケースもご紹介しようと思います。 カメラ用のフレキコネクタが追加された新型Pi Zero(ver1.3)に対応しています。

 

財団公式Pi Zeroケースのここが気に入らない!

財団公式のPi Zeroケースはシャレオツwでキュートwでカッコイイw。

財団ロゴも入ってるし♪ 何よりお安い!!

Raspberry Pi Zero ケース - スイッチサイエンス
Raspberry Pi公式のRaspberry Pi Zero用ケース。カメラ用、GPIO用、通常用と3種類のカバーが付属します。

・・・んですが、使うにあたってどうしても気になってしまうとところがあるのです。

 

不満点その1: microSDの抜き差しするには分解が必要

一番気に入らない部分はコレかな?

ケース開けて基板を外さないと、microSDカードが抜き差し出来ません。

赤い下ケース側には基板をガッチリ固定する様に爪が出ているので、外すの難儀するんですよね。

microSDの抜き差しの為に分解してると、カメラフレキに結構ストレス掛かるので、いつかフレキ断線やら、カメラコネクタ破損とかやらかしそう。

後述する不満点その3にも影響が出てくるので、ぶっちゃけこのケースを使う場合はmicroSDの交換はしたくありません。

設計思想の違いで敢えて交換し難くしてるという可能性もあるけど、知らずに買うと悲しくなるんですよね。

 

不満点その2: 40ピンI/Oが剥き出し

続いての不満はコレ。

RaspberryPiと言えば40ピンI/Oを使った電子工作がメインでしょうから、穴が開いてるのはある意味仕方ないかもしれない。

・・・でも、不思議なことに、白い上ケース側は、I/O穴開き・穴無し・カメラ穴開きの3バリエーションがもれなく付いてくるんですよね。

で、何故にか、赤い下ケース側は大穴空いてるのしかありません。 この差別・・・謎だよ。(苦笑)

赤い下ケースも穴無し版付けてくれれば良かったのになぁ。

ちなみに、RaspberryPiと言えば40ピンI/Oですが、B+やAモデルのオス側のピン剥き出しのスタイルは、なにかの拍子にショートしかねないので、個人的にいいのかソレ?って思ってます。

公式のGPIO配列見ると分かりますが、5Vや3.3V電源とGNDが隣り合わせで並んでるので、剥き出しで使うのチョー怖い。

 

公式RPi Low-level peripheralより)

 

不満点その3: Piカメラモジュールの固定が甘い

これ、気付いてる人は少ないと思いますが、普通に組んでもPiカメラモジュールの片側が沈んでしまいます。

左側が沈んでるのがお分かり頂けるでしょうか?

カメラフレキが引っ張る方向にテンション掛かるので、組み立てた際にフレキ側が下に沈むんですよね。 メカニズム的には下記のイメージです。

こんな細かいこと気にするなよという話もありますが、個人的にはとても厄介な出来事だったんです。 光軸もズレるじゃんよ。

それにこの状態だと、フォーカスダイヤルが沈んで掴めなくなるので、フォーカス調整がやり辛いんですよね。

個人的にはかなりイケてないと思います。

 

という事で、今回作る超小型ケースでは、この辺をもっと使いやすくしようと思いました。

 

財団公式ケース対抗の超小型ケースを作ってみた

基本方針

こんな方針で作っております。

  • microSDの抜き差しが出来る!
  • 40ピンI/Oは剥き出しにしない!!
  • カメラモジュールは傾かないで水平に!!!
  • 出来るだけ小型化、スッキリした外観を目指す!!!!

 

対象とするハードウェアは、勿論、財団公式ケースと同じPi Zero rev1.3、Pi Zero Wです。

初代Pi Zeroも入ると思いますが、カメラI/Fの無い初代にはもっと小さいこちらのケースをおススメします。

んで、使うPiカメラはPiカメラI/F互換タイプのコレ↓です。

Raspberry Pi Zero用スパイカメラ - スイッチサイエンス
Raspberry Pi Zero v1.3または Raspberry Pi Zero Wに接続して用いる、非常に小型のカメラモジュールです。8.6 mm角のカメラと長さ52 mmのケーブルで、コンパクトなカメラを製作できます。カメラの解像度は5メガピクセルで、ボード上に固定焦点レンズを搭載しています。

フレキ込みになるので、純正Piカメラよりとてもお安く買えます♪

Amazonでも取扱ありますね。

 

個人的には、先程のスイッチサイエンスさんか、Pi Zero Wと一緒にPimoroni↓で買うのをおススメします。 Pimoroniは海外通販ですが、私はいつもココから買ってます。

Camera Module for Raspberry Pi Zero – Pimoroni
This minimal camera for the Pi Zero (or Pi Zero W) is perfect for small camera projects where space is at a premium.

ちなみに、NoIRタイプが赤外線カメラ仕様です。 お好きな方を選んでください。

 

3D CADでデザインして3Dプリント♪

いつものDesignSpark Mechanical 2.0で、ちゃちゃっとデザインします。(←実はいつも現物合わせに結構苦労してるのは内緒)

今回は2タイプ作ってみました。

まずは、USB OTGポートやHDMIポートへのアクセスが可能なバージョン。

出来るだけ穴を無くすべく給電用USB以外のUSB OTGとHDMIポートを塞いだバージョン。

データでけたら、いつもの様に3Dプリンタさんにお願いして、三次元物体を召喚♪

バリやヒゲを取って並べます。

下ケース、中敷き、上ケースの3パーツ構成です。

USB OTG&HDMIポートの有り無しで2タイプありますが、穴の有り無しだけでパーツ構成は同じです。 尚、中敷きは両タイプ共に使える共通パーツになってます。

 

組み立て

組み立てはとても簡単です。

まず事前に、Pi Zeroに互換Piカメラを接続しておきます。フレキコネクタを壊さない様に慎重に作業しましょう。

下ケースをこの向きに置き、窪んだ所にカメラ部を載せます。

中敷きを載せます。 中敷きには左右だけでなく裏表もありますので、ご注意を。

中敷きを嵌め込む際には、裏返して下ケースの穴とカメラの位置が合っていることを確認して下さい。

元の向きに戻し、基板を中敷きに載せます。

上ケースを嵌め込みます。 プリント状態次第ですが、うまく行ってればパチンと嵌る筈。

完成です!!

 

狙い通り、microSDカードの抜き差しが出来ます。

microUSBやHDMIコネクタへのアクセスも可能です。

給電用microSUB以外を塞いだバージョンだとこんな感じ。

とてもコンパクトに仕上がりました♪

 

財団公式ケースと大きさ比較

長手方向は財団公式ケースより数ミリ短くなりました。

短手方向はほぼ同じくらい。

厚みはやや負けか?

財団公式の様に曲面部分を作ってもう少し薄くすることも可能でしょうが、プリント難易度が上がるので、今回はスッキリと立方体形状にしております。(負け惜しみw)

 

超小型ケースのダウンロードリンク

今回のオリジナルケースの3Dデータ(STLファイル)はコチラ↓に置きました。

3Dプリント時の注意点と併せてご参照ください。

超小型Pi Zeroケース_with_互換Piカメラ(STLファイル)
このファイルの説明 Pi Zero Wと互換Piカメラが収まる超小型専用ケースのSTLデータです。(Pi Zero rev1.3にも対応) USB OTGとHDMIポートが開いているタイプと塞いだタイプの2タイプ用意しました。 ※ご注意:RaspberryPi財団の公式データではありません。あくまでユーザーメイドの参考補助部品です。自己責任としてご利...【続きを読む】

 

財団公式ケース用の改良パーツも作ってみた

財団公式ケースが手元に残ってしまったのですが、やっぱり勿体ないです。(^^;)

勿体無い星人としては、出来るだけ有効活用したい!

それに、ま、敵に塩を送る的な?余裕っしょみたいな? ・・・スミマセン チョウシニノリマシタ。

 

という事で、不満点の幾つかを解消するパーツを作ってみました。

microSDの抜き差しはケース自体への加工が必要なので断念しましたが、残り二つはなんとか解決出来ました。

不満点その2解消: 40ピンI/O穴塞ぎパーツ

現物合わせでデータ起こして、イイ感じの穴塞ぎパーツを作ってみました。

中側から嵌め込みます。ジャストサイズなのでややキツいかも? 緩い様ならテープ等で止めましょう。

組み立ててみます。

はい♪イイ感じで穴がふさがりました。 財団公式くんもコレで隙無しよ!!

 

不満点その3解消: カメラモジュール傾かない君

こちらも現物合わせで、イイ感じのパーツを作ってみました。

こんな感じでカメラモジュールに被せて使います。カメラモジュール四隅のピンが丁度嵌る様に被せて下さい。

上手く嵌れば、こんな感じでレンズが傾かなくなります。

プリントバラつきの影響で緩く出来てしまった場合は、両面テープ等で固定出来ます。

厚0.2mm以下の薄手の両面テープを左右のこの部位に貼ってください。

そのまま、同じ様にカメラモジュールに被せて両面テープを貼った部分をしっかりと接着させます。

尚、このパーツを使うとフレキコネクタのロックが開けにくくなりますが、ピンセットなどで壊さない様に上手く開けて下さい。

カメラフレキを繋ぐとこうなります。

そのまま上ケースと下ケースを合わせれば完成です。

 

財団公式ケース改良パーツのダウンロードリンク

3Dデータ(STLファイル)はコチラ↓に置きました。

3Dプリント時の注意点と併せてご参照ください。

財団公式Pi Zeroケース用の改良パーツ(STLファイル)
このファイルの説明 Raspberry Pi財団公式Pi Zeroケースに使う改良パーツのSTLデータです。 ※ご注意:RaspberryPi財団の公式データではありません。あくまでユーザーメイドの参考補助部品です。自己責任としてご利用願います。 ※ご利用前に、関係する下記記事を必ずご確認ください。 ※本記事内のファイルのラ...【続きを読む】

 

フォーカス調整冶具も作ってみた

カメラモジュールを使って遊んでると、フォーカスの甘さが気になってきます。

出荷状態がどの位置あたりを狙ったフォーカスなのかは不明ですが、フォーカスダイヤルを回して自分で調整することは可能です。

ただ、非常に細かいダイヤルなので、指で抓んでなんとかすることは困難。

スイッチサイエンスさんでこの為のパーツが売られてることは知っていたのですが、如何せん在庫切れ中・・・。(ノД`)・゜・。

Raspberry Pi カメラモジュール用 レンズアタッチメント - スイッチサイエンス
Raspberry Piのカメラモジュールのレンズに装着できるアタッチメントです。回してそのまま取り付けるだけです。Piカメラ焦点あわせに便利。

 

無いなら作るしかないよね?

ということで、ダイヤルを回す為のフォーカス調整冶具を作ってみました。

レンズの上に載せて、4つの爪に引っかけてレンズ自体を回して調整します。

初めてやると、レンズが固着しててちょっと堅いです。 慎重に回しましょう。

フォーカス調整前(色々弄ってたので、初期出荷状態ではありません。悪しからず)

フォーカス調整後。(手動なのでジャストフォーカスじゃないのはご容赦をw)

結構変わりますね♪ 被写体までの距離に合わせてイイ感じに調整しましょう。

 

Pi Camera用フォーカス調整冶具のダウンロードリンク

3Dデータ(STLファイル)はコチラ↓に置きました。

3Dプリント時の注意点と併せてご参照ください。

Pi Camera用フォーカス調整冶具(STLファイル)
このファイルの説明 Pi Cameraのフォーカス調整する際に使う冶具のSTLデータです。 ※ご注意:RaspberryPi財団の公式データではありません。あくまでユーザーメイドの参考補助部品です。自己責任としてご利用願います。 ※ご利用前に、関係する下記記事を必ずご確認ください。 ※本記事内のファイルのライセンス、注意事項については下記を参照くださ...【続きを読む】

 

おまけ

このケースを使ったPi Zero W監視システム用にオプションパーツを制作しております。

今後、当ブログにて公開予定ですので、お楽しみに♪

【2017/09/21追記】↑のヤツ、オプションパーツとして公開開始しました。詳しくはコチラを見て下さい♪

 

 

以下、本記事で紹介した商品のリンク

Pi Zero W単体を買うならスイッチサイエンスさんが安心。

Raspberry Pi Zero W - スイッチサイエンス
《数量制限: 1個まで》無線LAN、BLE(Bluetooth Low Energy)機能を搭載したRaspberry Pi Zeroです。Raspberry Pi Zeroは、小型化のためピンヘッダは無く、映像出力はminiHDMI、USB機器はmicroB端子(OTG)に接続します。カメラ用のコネクタも他Raspb...【続きを読む】

尚、「WHモデル」はピンヘッダーが予め半田付けされてますので、ご注意を!

このブログでご紹介してるオリジナルの超小型ケースは、ピンヘッダー付きは入りません!

 

Pi Zero W スターターキット

財団公式のケースも付くので、3Dプリンタ持ってない人はコチラ一択ですね。

Pi Zeroの専用カメラフレキも付いてくるので安心。(Pi Zeroはカメラコネクタが他のPiとは違ってるので専用フレキが必要)

 

公式Pi Camera V2

 

公式Pi Camera V2 NoIR(暗視カメラ用の赤外線カットフィルター無し)

created by Rinker
Raspberry Pi
¥5,040(2020/09/23 11:15:27時点 Amazon調べ-詳細)

 

Pi Camera接続用Pi Zero専用フレキ(上記の公式Pi CameraをPi Zeroで使うのに必要)

 

互換Pi Camera 超小型 ミニカメラモジュール ※Pi Zero専用です

 

互換Pi Camera 超小型 ミニカメラモジュール NoIR(暗視カメラ用の赤外線カットフィルター無し) ※Pi Zero専用です

 

Pi Cameraの焦点合わせ調整ダイヤル

Raspberry Pi カメラモジュール用 レンズアタッチメント - スイッチサイエンス
Raspberry Piのカメラモジュールのレンズに装着できるアタッチメントです。回してそのまま取り付けるだけです。Piカメラ焦点あわせに便利。

安いので3Dプリントするより買った方が早いかも?

 

microSD 8GB 東芝製

色々実験するにはSDカードは多い方が良いです! 安心の東芝製!

 

GW-450D2

PLANEX 11ac 433Mbps USB2.0対応高速無線LAN子機 GW-450D2
プラネックス

5GHz WiFiなUSBアダプタです。 Pi Zero WではなくPi Zeroを買っちゃった人向け。(笑)

 

USB3.0対応 有線LANアダプタ付きUSB HUB

Pi Zero触るなら持っておいて損は無いです。有線LANで繋いだ方がサクッと済むことも多いですからね~。USB HUB機能有りなのもポイント高い!

 

超小型microUSBホスト変換アダプタ

Pi ZeroにUSB機器を繋ぐには、OTG(USB On-The-Go)対応の変換アダプタが必要です。

USBコネクタにスッポリ隠れる程の超小型タイプなコイツは、小さく収めたい人には必須アイテムでしょう。

 

microUSB 左向きL型ケーブル

microUSBケーブルが横に真直ぐ伸びてるのが邪魔な人向け。(但し、横にしたらしたで他のコネクタに干渉したりもするので、向きはよく確認しましょう!)

 

コメント

  1. しーまん より:

    初めまして。「しーまん」と申します。
    RaspberryPi Zero のカメラケースを探し回って当ブログに行きつきました。

    唐突な相談ですみませんが、RaspberryPi Zero WH 用のカメラケースは作成されていないのでしょうか?ブログ主様のSTLファイルを3Dプリンターで出力したのですが、電極が蓋に当たってしまい、完全に閉じることができませんでした。。
    その他のサイズや設計はまさに理想的なので、ぜひこのケースを使用させていただきたいのです。あと3ミリほど蓋の高さが足りません。

    何卒WH用のカメラケースの作成をご検討をお願いいたします。

    • rin_ofumi より:

      しーまんさん コメント有難う御座います。

      「RaspberryPi Zero WH」はGPIO 40ピンが実装されたモデルですね。

      当記事はギリギリまで小型・薄型を狙った超小型ケースとなっておりますので、今のところ、GPIOピン付き(WHモデル)用のを作る予定はありません。
      ご希望に沿えず、申し訳ありません。m(__)m