Show HN: 超長寿命バッテリーを搭載した超小型カメラを製作
(toaster.llc)- Photon は長時間設置して使う超小型カメラで、1回の充電で最低 50,000枚 撮影できるバッテリー寿命を前面に打ち出している
- 時間ベースの撮影とモーションベースの撮影をサポートし、特定の時間・日付の記録、タイムラプス、動体検知撮影に活用できる
- Bluetooth、Wi‑Fi、cellular を搭載していないため、写真を取り出すには 物理的なアクセス が必要であり、リモートハッキングや無断でのクラウドアップロードのリスクを減らす構造となっている
- ハードウェアとソフトウェアは オープンソース として公開されており、写真はイメージセンサーのピクセルデータをそのまま保存する RAW 形式で保管される
- 低照度性能 と PIR ベースのモーション検知にはまだ注意が必要で、ガラス越しの動きや風で揺れる草や葉のような環境では限界がある
長時間設置のための超小型カメラ
- Photon は「tiny camera, out-of-this-world battery life」を掲げる超小型カメラ
- 価格は $200
- Mac 専用の Photon Transfer アプリを提供
- USB‑C を使用
- サブスクリプション、クラウドサービス、定期課金はない
- 撮影方式は時間ベースとモーションベースの両方をサポート
- 特定の時間や特定の日付に写真を撮影でき、タイムラプス に適している
- 動きを検知して撮影できる
- ネットワーク機能を省くことで写真へのアクセス方法を制限
- Bluetooth、Wi‑Fi、cellular には対応しない
- 写真を機器の外に出すには物理的にアクセスする必要がある
- リモートハッキングや、ユーザーに気づかれないままクラウドサービスへアップロードされる状況を防ぐ構造になっている
- ハードウェアとソフトウェアは 完全オープンソース として公開されている
- 写真はイメージセンサーが出力したピクセルデータをそのまま収めた RAW 形式で保存される
- ストレージがいっぱいになると、新しい写真が最も古い写真を上書きする
仕様と購入前に確認すべき制約
- 主な技術仕様
- バッテリー寿命: 最低 50,000枚 撮影
- 写真解像度: 2304 x 1296 ピクセル
- 保存容量: 20,197枚
- カメラ画角: 水平 130°、垂直 75°
- モーション検知画角: 水平 90°、垂直 90°
- モーション検知距離: 最大 5m
- 動作温度: 0–50°C
- 防水: 雨には耐えるが水没には耐えない
- サイズ: 47 x 36 x 31mm
- 6061アルミニウムから削り出し、アルマイト処理済み
- AirPods ケースより小さい
- 購入前に確認すべき制限がある
- 低照度性能 はまだ改善中であるため、低照度シーンの撮影が目的なら今後のソフトウェアアップデートを待つほうがよいかもしれない
- モーションセンサーは PIR技術 の限界により、ガラス越しの動きを検知できない
- 自然環境では、風で揺れる草や葉のためにモーションセンサーが頻繁にトリガーされる可能性がある
- 動きが発生したときに写真を撮る設定にすると、バッテリーが急速に消耗する可能性がある
- 今後のソフトウェアアップデートでモーション感度設定が提供される可能性がある
1件のコメント
Hacker News のコメント
この製品を Mac 専用として強くマーケティングすべき理由がよく分からない
オープンソース製品なのに、コンシューマー向けOSの中で最も制限の強い側にアプリを縛り付けているのは残念。Linux や Windows は一般的なハードウェア上でネイティブにも VM でも動かせるが、macOS は Mac 上でしか簡単には動かない。コメントを読んで初めて、Mac がなくても理論上は購入して使えることが分かったが、ただしユーザー体験の一部は諦める必要がありそう
少なくとも Linux 向けの コマンドラインツール という形でコミュニティサポートが可能であることを明記するのは簡単に見える。Mac アプリほど洗練されていなくても、製品の限界を正直に公開する方針にも合うし、顧客ももっと増やせそう
前者なら Mac 専用ソフトウェアはよく見かけるし、良い製品に対してお金を払いやすいプラットフォームだという認識があるからだと思う
後者ならオープンソースなのだから、自分で必要な部分を作ればいい。こういう見方が、自分が育つ中で慣れ親しんだ DIY 文化なのか、単に年を取っただけなのかは分からないが、今でも一般的な考え方なのか気になる
Linux 向け商用ソフトウェアを作るのをやめる理由として言われる「サポートの95%、売上の2%」という話とよく合っているように見える。オープンで、Linux/Windows サポートが欲しいなら、200ドルの小規模デバイスを作った人がやらなかったと文句を言うより、自分で作ればいい
Dave が優れた開発者/デザイナーで、製品もそれなりに印象的であることは認める。実際の市場で Mac 専用製品 がどれほど成功するのか、データを見てみたい
rebase 用の ドラッグ＆ドロップ式ターミナルアプリ まで作ったとはすごい。全体的にクールな製品群で、本当に Hacker News らしい
https://toaster.llc/debase/index.html
https://github.com/jesseduffield/lazygit
製品サイトにカメラの サンプル画像 はある？ アイデアは素晴らしいが、目的にどれくらい合っているか判断するには、複数のサンプル画像があるとよさそう
今は Mac アプリのデモモードに実際の画像が入っている
https://apps.apple.com/us/app/photon-transfer/id6476578040
デモ写真は Mount Hamilton の Lick Observatory で撮影したもの
本当にすばらしく見える。30年以上写真で生計を立ててきたので、かなり購入意欲がある
いま進めているカリフォルニアコンドルの育雛記録プロジェクトには、この小さなフォームファクターがぴったり合いそう。ただ、自分の用途では動画撮影も必要なのでそこが惜しく、そうなるとバッテリーは大きく減りそう
11月にカメラシステムを設置すると、雛が秋に巣立つまで再び触れない状況なので、良い画質とプロジェクト特有の要件の両方を満たす解決策を見つけるのが難しかった
GoProを使えない理由もいくつかある。消費電力が大きく、繁殖施設なのでメニューでビープ音をオフにしても、停電後にビープ音が勝手に再びオンになったことがある。停電も多い。またGoProは電源が切れると自動で再起動せず、手動でオンにする必要があるが、雛と親鳥がいる間はそれができない
数か月分の連続動画は、低消費電力ではまだ実質的に難しい。カメラセンサーがそういう用途向けに設計されておらず、現在のCMOSセンサーは完全に再設計する必要がある。はるかに低消費電力なカスタムセンサーをゼロから作る研究は進んでいるが、先端研究の段階で、商用化されたものは見たことがない。国防総省は戦場で長時間持つ連続動画を欲しがるだろうから、優先度はあるかもしれない。約5年前から新しい微細加工技術で作業が始まり、Chip Elliotも関わっていたが、実現可能かどうかは完全には確かではなかった
タイムラプスならBrinnoのカメラを見てもよい。タイムラプス用に作られており、防水ハウジングがあり、USB給電も可能
https://brinno.com/
自動露出を設定すれば、タイムラプス間隔が十分長い場合、夜でも十分な光を集めて記録でき、昼も処理できる。レンズマウントがあるので広角や弱い望遠も選べ、サードパーティ製レンズもあるかもしれない。タイムラプスのBrinnoと連続動画用のカスタム電源システムを併用すれば、少なくとも独立した2つのシステムで何かを確保できる。無人システムでは冗長性が望ましい
なぜ単に汎用大容量ストレージとして接続されるようにしなかったのか気になる
Photonのバッテリー寿命を最大化するため、ハードウェアには画像を記録するのに必要な最小限のことだけをさせた。そのためPhotonは画像をフォーマットされていないSDカード、つまり巨大な線形バイト配列に保存し、インデックス作成が簡単で高速になる
16ビットのMSP430が画像データを書き込むが、FAT32のようなファイルシステムの複雑さを扱わなくてもMSP430のコード空間は99%埋まっており、ファイルシステム対応を追加する余裕がない。このMSP430FR2433系はFRAMが最大16KBなので、別の系統を使うこともできなくはない
Photonは画像を見るには後処理が必要なRAW画像データとして保存する。いずれにせよ画像を見るための洗練されたアプリを提供したかったので、そのアプリを必須にすればよいと考えた
これらの理由がすべて優れていると言いたいわけではないが、当時の判断はそうだった
製品は興味深く、コードも公開されているので、ありがたいことにLinux対応はいずれ生まれる可能性が高いと思う
0: https://en.wikipedia.org/wiki/Media_Transfer_Protocol
すばらしいプロジェクト。ざっと見て、いくつか思い浮かんだ
GitHubリポジトリのコードと設計ファイルにライセンスがないので、現時点ではオープンソースというよりソース公開に近い。他の人がコードを修正し、自分でカメラを作れるようにする計画なら、適切なライセンスを追加すべき
専用アプリでしか動作せず、Macのみ対応で、しかもiPad/iPhoneなしのmacOSのみ対応という点は、市場を大きく制限しているように見える。アプリが写真の閲覧/転送とデバイス設定だけを行うなら、写真ファイルへのアクセスは単純なMTPインターフェースで処理し、設定用の2つ目のインターフェースを用意する方法も可能に見える。また、オープンソースライセンスで公開し、ハック可能でプライバシーに配慮したデバイスとしてマーケティングするつもりなら、Linux対応は事実上必要
氷点下でも動作させるには、車載グレードICの使用も検討する価値がある。現在の部品はカリフォルニアでは問題ないかもしれないが、北部の州では冬の屋外使用が難しいかもしれない
ただしDaveがより大きな市場にアクセスしたいなら、WindowsまたはAndroid対応が妥当
本当に素晴らしく見える。良いMacアプリを作ってくれてありがとう。ここにある残りの批判は気にしなくていいと思う
これは長い動画を作る用途に向いているだろうか？ 子どもたちが成長して遊ぶ様子を定期的にカメラからダンプして、あとでフレームとしてつなぎ合わせ、映画のようにすることを想像している
ストレージがまもなく上書きされるかどうかを知る方法もあるだろうか？
現在はストレージがいっぱいになると最も古い写真を静かに上書きしますが、これを防ぐ設定があるべきだと考えてきました
バッテリーが2%を下回ると、デバイスは「battery trap」に入り、撮影を止めて5秒ごとに赤いLEDだけを点滅させます。ストレージがいっぱいになったときにも、任意でこのモードに入る設定があるとよさそうでしょうか？
Mac専用であることへの不安が多いので、どのプラットフォームでもRAW写真を読み出せる小さなPythonファイルを提供できるのでは？
dd if=/dev/disk123 of=/tmp/bigrawfilesでダンプしたあと、そのPythonスクリプトで後処理すればよさそうに見える洗練されたAppleアプリほど良くはないだろうが、ハードウェアが気に入り、多少のDIYをいとわない人には十分かもしれない
https://github.com/toasterllc/MDCCode/blob/rev10/Tools/MDCUt...
たとえば次のように使えます
$ MDCUtil ImgReadFull output.cfaただしこれはSDカードに保存された生データを出力するので、DNGのような標準形式に変換する機能を実装する必要があります
いくつか疑問が浮かぶ
画像解像度はいくつか？ 固定なのか、設定で変更できるのか？
実際の画像ファイルを添付できるか？ プレビューだけではほとんど判断できない
動作温度の情報はあるか？ バッテリーが死ななくても、高温でカメラがシャットダウンすることがあり、GoPro系ではよく経験する
ストレージ容量はいくつか？ どこにも言及がないように見える
追記：サイトのフッターが今見えた。さっきは読み込まれていなかった
https://apps.apple.com/us/app/photon-transfer/id6476578040
Dave、素晴らしいプロジェクトだ
低消費電力設計についてもっと聞きたい。ここではMSP430を選んだと言っていたし、高レベルのアーキテクチャに関するブログ記事にも電源ドメインの情報が少しあったが、より詳細な省電力手法を扱ったブログ記事があるとうれしい
バッテリー寿命を延ばすために、単純なストリーミング圧縮アルゴリズムを追加することも考えたのか気になる。書くデータが減ればVDD_Bがオンになっている時間が短くなり、FPGAでも実装できるかもしれない。色チャンネルごとに、小さな明るさの変化と大きな明るさの変化で異なるコード長を使うデルタエンコーディングのようなものを考えた
たとえば最初のビットが0なら後続に+/-32の明るさデルタを5ビット、最初のビットが1なら明るさデルタを11ビット、という具合だ
2つのピクセル間の明るさ変化が2048を超えると情報はごくわずかに失われるが、その変化量を連続する2つの値に分けて「にじませる」ことができる。たとえば
[0, 0, 4096, 4096, 4096]は[0, 0, 2048, 4096, 4096]になる、という具合だ圧縮に関してPhotonには小さな秘密があり、現在の12ビットRAWピクセルは16ビットワードとして書き込まれています。そのためSDカードの25%、つまり全ピクセルの上位4ビットは実際には0です
したがって簡単な圧縮効果としては、これらのピクセルを密にパックすることです。そうすれば保存可能な写真は2万枚から2万7千枚に増え、あなたの言うとおり写真の書き込み時間も減ってバッテリー寿命も延びるでしょう
写真1枚をキャプチャする間に最も電力を使う要素が何かを定量化すると興味深そうです。イメージセンサー、SDRAM、SDカード、ICE40の間で電力配分がどうなるのかは、正直よく分かりません