Pico Fauna Cam : un piège photographique discret, sobre et adaptable pour l'étude de la faune
Notre FauneCam a fait l’objet de nombreuses expérimentations et projets, avec à la clé de belles photos et vidéos d’oiseaux 🐦 habitués des mangeoires, en particulier. Cela étant dit, plusieurs de nos interlocuteurices nous ont indiqué que son autonomie laissait à désirer dans un certain nombre de cas de figure. En effet, la FauneCam permet une approche très pédagogique de l’observation de la faune, mais manque sévèrement d’autonomie. Quiconque souhaite surveiller les allées et venues discrètes d’un rongeur, par exemple, pourrait vouloir laisser travailler le dispositif pendant plusieurs jours, pour augmenter ses chances d’obtenir un cliché intéressant.
Nous avons donc décidé de passer un peu de temps à concevoir un matériel adapté à ces situations, où on abandonnerait la connectivité et le temps réel pour mettre l’accent sur la discrétion et l’autonomie énergétique.
C’est l’occasion de remercier notre stagiaire ingénieur, Mohamed Abdulrahim, grâce à qui ce projet à fait un grand bond en avant.
La petite soeur de la FauneCam, basée sur la carte à microcontrôleur Raspberry Pico, s’appelle tout simplement “Pico Fauna Cam”.
Caractéristiques
La Pico Fauna Cam est un dispositif ouvert qui comporte :
- un Raspberry Pi Pico, carte à microcontrôleur programmable et à bas coût (environ 5€ à l’heure où nous écrivons)
- un détecteur de mouvement à infrarouges (PIR)
- une caméra QVGA / 1 Mpx, basse consommation, compatible avec le Raspberry Pico
- un lecteur de carte microSD, pour stocker le paramétrage et les photos
Le tout étant soudé sur un circuit imprimé (PCB) conçu tout spécialement pour le projet.
Le principe est bien connu : si un animal passe dans la zone de détection du PIR, la caméra prend une photo et la stocke sur la carte microSD. La qualité de l’installation in situ joue donc un rôle fondamental.
La récupération des photos se fait en transférant la carte microSD sur un ordinateur personnel, à l’issue de la session d’observation.
Maximiser l’autonomie
C’est le coeur du projet : obtenir un outil autonome et sobre. Il est donc alimenté par une batterie Lithium Polymère (LiPo) d’une capacité de 2000 mAh, et qui présente une tension de 3,7 V qui convient parfaitement au Raspberry Pico.
Dans un second temps, nous mettrons à profit une cellule solaire et un dispositif de charge pour tenter de prolonger sa durée d’utilisation.
Nous avons entamé différents tests d’autonomie préalable à son déploiement sur le terrain. Il faudra d’ailleurs, plus tard, évaluer l’impact des basses températures, entre autres facteurs.
Première version : en mode “polling”
Dans cette approche initiale et un peu simpliste, notre code vérifie en boucle le statut du PIR, et déclenche la prise de vue en conséquence.
Pour évaluer l’autonomie dans ces conditions, une “alarme” basée sur l’horloge temps réel (RTC) du Pico permet d’enregistrer un log toutes les minutes. Puisqu’il s’agit quand même d’écrire à chaque fois sur la carte microSD, ce qui n’est énergétiquement pas neutre, on peut imaginer que l’autonomie est toujours un peu sous estimée.
Le nombre de déclenchements et de photos enregistrées est également suceptible de faire varier cette autonomie : nous testons plusieurs combinaisons pour estimer l’importance de ce facteur.
Avec une batterie chargée à 100%, nous obtenons les premiers résultats suivants :
| Fréquence des logs | Température ambiante moyenne | Nombre de photos prises | Durée de fonctionnement avant extinction |
|---|---|---|---|
| 1 min | 20 °C | 930 | 2j 0h 44min |
| 1 min | 20 °C | 8 | 1j 23h 07min |
Notons que lorsque la batterie est presque totalement vide, on observe un redémarrage du dispositif, une quizaine de minutes de fonctionnement, puis une extinction complète (ces éléments sont déduits des logs).
Premières observations
C’est contre intuitif, mais dans le test où nous avons cherché à limiter fortement le déclenchement de la caméra (8 photos contre 930), l’autonomie a peu varié (autour de 2 jours à chaque fois). Elle a même été inférieure d'1h30 environ…
Ces premiers résultats appellent de nouveaux tests pour confirmer qu’il ne s’agit pas d’un résultat aberrant, et que cette durée observée est relativement stable.
Code source
Le micrologiciel de la Pico Fauna Cam est développé en C sur la base du SDK Raspberry Pico. Sa compilation s’appuie sur CMake.
Nous le mettons à disposition, sous licence libre (GPL v3), dans son dépôt de code Codeberg.
A l’heure on nous publions, il faut avouer qu’il est encore en plein chantier ; il nécessite plusieurs optimisations pour répondre vraiment à l’objectif du projet. Il fonctionne en l’état, par contre, et ses performances “de base” permettent déjà de le tester sur le terrain.
Consultez le README pour connaître son fonctionnement et ses évolutions.
Notez que le code le plus complet et récent est contenu dans main_cam_sd_pir.c.
A suivre
Ce billet n’est que le premier d’une série : à chaque étape franchie, nous reviendrons sur ce qui avance et sur les nouvelles fonctionnalités. A bientôt !