Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/raspberry-pi-cam-babycam-mit-wenig-aufwand-selbst-bauen-1809-136318.html    Veröffentlicht: 06.09.2018 09:00    Kurz-URL: https://glm.io/136318

Raspberry Pi Cam

Babycam mit wenig Aufwand selbst bauen

Wer eine Babycam kaufen will, steht vor der Qual der Wahl und kann dabei viel Geld ausgeben. Wir zeigen, wie mit überschaubarem Aufwand auch Raspberry-Pi-Einsteiger selbst eine bauen können. Nebenbei wird gekocht.

Wir erwarten unser erstes Kind, und damit verbunden sind viele Neuanschaffungen. Dazu gehört für uns auch eine Babycam. Doch der Blick auf die verfügbaren Geräte ist ernüchternd. Sowohl billige als auch teurere Babycams und Babyphones gibt es jeweils nur als herstellerspezifische Empfänger-Sender-Paare. WLAN-fähige Modelle funktionieren oft nur mit der App des Herstellers. Wie gut die Geräte gegen Lauschversuche geschützt sind, darüber kann ich nur spekulieren. Und was mache ich mit der Kamera, wenn das Kind älter wird? Deshalb habe ich mich entschlossen, selbst eine Babycam auf Basis eines Bastelcomputers, dem Raspberry Pi, zu bauen. Die Kosten sind kaum höher als für ein billiges kommerzielles Gerät, und nach zwei Jahren kann ich die Hardware für ein neues Projekt verwenden. Der Aufwand ist sehr gering: Während ich ein Polentagericht zum Abendessen koche, nutze ich die Arbeitspausen zum Basteln. Weniger als eine Stunde später ist beides fertig: das Essen und die Babycam.

Meine Eigenbau-Babycam soll ein Bild des Babybetts auf verschiedenen Endgeräten per Webbrowser zeigen können, deshalb will ich einen Webserver auf dem Pi aufsetzen. Zugunsten der Sicherheit will ich auf eine Einbindung in unser Heimnetzwerk verzichten. Stattdessen soll die Babycam ein eigenes, verschlüsseltes WLAN anbieten. Wir benötigen aufgrund unserer Wohnverhältnisse keine Tonübertragung und haben auch Befürchtungen, bei jedem lauteren Babyschmatzer sofort in Panik zu geraten.

Die Eigenbau-Babycam ist vor allem eine Konfigurationsaufgabe

Dieser Funktionsumfang ist mit einem Raspberry Pi umsetzbar. Dafür benötigen wir nicht einmal das Topmodell, ein preiswerter Raspberry Pi Zero W reicht aus. Die notwendige Software ist kostenlos verfügbar, und es gibt ein passendes und preiswertes Kameramodul. Der Bau einer eigenen Babycam ist damit vor allem eine Konfigurationsaufgabe, die nur grundlegende Linux-Kenntnisse erfordert.

Ich benötige insgesamt folgende Hardware: den Raspberry Zero W und das Kameramodul V2.1 8MP NoIR vom selben Hersteller. Ein USB-Ladegerät mit mindestens 1,5 Ampere Leistung liefert dem Raspberry genügend Strom. Dazu kommt eine Mini-SD-Karte mit mindestens 8 GByte Speicher. Wer Videos aufnehmen und speichern will, sollte eine SD-Karte mit mehr Speicher kaufen. Mit der NoIR-Variante des Kameramoduls kann die Umgebung in der Nacht in Infrarot erfasst werden. Dafür kaufe ich einen LED-Infrarotstrahler. Meine Wahl sieht zwar überdimensioniert aus, aber später kann ich damit zum Beispiel unseren Innenhof beleuchten. Da Infrarotlampen für das menschliche Auge ein nur schwaches Licht erzeugen, ist auch ein großer Strahler im Kinderzimmer kein Problem. Alles zusammen kostet keine 100 Euro.

Als Erstes setze ich einen halben Liter Wasser für die Polenta auf. Dann nehme ich das Flachbandkabel, das beim Kameramodul mitgeliefert wird, und suche am Raspberry Pi den passenden Anschluss. Er ist etwas breiter als das Flachbandkabel selbst und hat meistens einen andersfarbigen Kunststoffdeckel. Diesen Anschluss nennt man auch Zero Insertion Force oder kurz ZIF. Er ermöglicht einen unkomplizierten Zusammenbau. Zuerst öffne ich vorsichtig den Kunststoffdeckel am ZIF und setze das Flachbandkabel richtig ein. Ich achte darauf, dass die Metallkontakte des Kabels die Kontakte des ZIF berühren. Ich schließe den Plastikdeckel wieder und prüfe das Kabel auf festen Sitz, das Prozedere wiederhole ich auf der Seite des Kameramoduls. Hiermit ist der Zusammenbau vollendet. Als Nächstes kümmere ich mich um die Installation des Betriebssystems.

Dieses lade und installiere ich nach der Anleitung des Linux-Derivats Raspbian auf der SD-Karte. Auf dem frisch installierten System führe ich als Erstes ein Update über die Kommandozeile durch. Ich öffne sie vom Desktop aus über das Terminal-Icon oder im Startmenü über den Terminal-Eintrag. Mit sudo apt-get update und dann sudo apt-get upgrade geschieht auch schon alles, um das Betriebssystem zu aktualisieren. Danach konfiguriere ich mit dem Befehl sudo raspi-conf das Kameramodul unter dem Punkt Interfacing Options/Camera. Ansonsten funktioniert das Kameramodul nicht. Beim Programmpunkt Advanced/MemorySplit reserviere ich 128 MByte für den Grafikspeicher. So viel benötigt das Programm Motion zum optimalen Betrieb, das später noch gemeinsam mit dem Webserver installiert wird.

Während das Update läuft, rühre ich 100 Gramm Maisgrieß in das Wasser, füge ein paar getrocknete Tomaten hinzu und salze das Ganze. Ich lasse es zugedeckt im Kochtopf bei kleiner Flamme ein paar Minuten kochen, bis die Polenta das Wasser aufgesogen hat.

Im Terminal installiere ich dann zwei Programme mit dem Befehl sudo apt-get install hostapd dnsmasq. Das Programm Hostapd dient dazu, aus dem Raspberry einen WLAN-Access-Point zu machen. DnsMasq stellt auf dem Raspberry Pi einen DHCP- und DNS-Server bereit. Damit kann ich später den Bastelrechner per Domain-Namen statt IP ansprechen. Aber dazu später mehr. Als Nächstes installiere und konfiguriere ich die Applikationen, um die Webcam zu steuern.



Webserver und Webanwendung einrichten

Damit ich das Kamerabild in einer Webanwendung sehen kann, muss ich nichts selber programmieren. Das Projekt RPI Web Interface ist eine Zusammenführung von mehreren hilfreichen Programmen, um den Raspberry in einen Webserver zu verwandeln, der uns die Webcam steuern lässt.

Mit dem Befehl git clone https://github.com/silvanmelchior/ RPi_Cam_Web_Interface.git lade ich mir das aktuelle Repository des Projekts herunter. Git erstellt dazu ein Verzeichnis und klont von der angegeben Seite die aktuelle Version hinein.

Also wechsle ich in das Verzeichnis hinein mit cd RPi_Cam_Web_Interface und darin starte ich mit sudo ./install.sh den Installer. Ich belasse alle vorausgefüllten Einstellungen bis auf den Webserver. Dort wähle ich den lighttp-Webserver. Die Funktionen des Webservers lighttp reichen für unsere Zwecke aus. Nach der Installation fragt mich der Installer, ob er die Kamera und den Webserver gleich starten soll. Das verneine ich und verschiebe den Start auf später.

Stattdessen will ich weiter konfigurieren, insgesamt müssen wir noch vier Konfigurationsdateien bearbeiten. Zuerst stoppe ich den vorinstallierten DHCP Server: sudo systemctl disable dhcpcd.service. Systemctl dient in vielen Linux-Distributionen dazu, Dienste und Services zu starten und zu stoppen. Wer sich dazu genauer einlesen will, findet eine ausführliche Dokumentation dazu bei der Systemd-Dokumentation.

Analog verfahre ich mit DnsMasq und Hostapd: sudo systemctl stop dnsmasq.service hostapd.service. Jetzt bearbeite ich die Datei /etc/dnsmasq.conf mit einem beliebigen Texteditor. Auf dem Desktop empfiehlt sich Gedit. Damit füge ich die folgenden Zeilen am Ende der Datei ein:



Hiermit definiere ich das Interface, die DHCP-Range der angeforderten DHCP-Adressen. Mehr Informationen und Howtos gibt es dazu unter anderem beim Debian-Projekt. Weiterhin sorge ich mit der Adressangabe dafür, dass der Raspberry DNS- und DCHP-Anfragen für die Domain Baby.cam mit seiner eigenen IP-Adresse beantwortet. Der Name Baby.cam kann nach Belieben variiert werden. Gebe ich später im Browser diesen Domain-Namen ein, wird damit immer der Raspberry Pi angesprochen.

Dann bearbeite ich die Datei /etc/network/interfaces. Darin ändere beziehungsweise ergänze ich folgende Zeilen:



Sind in der Datei weitere Zeilen enthalten, die sich auf das WLAN0 beziehen, müssen diese mit # am Zeilenanfang auskommentiert werden. Weitere Informationen zur Netzwerkkonfiguration gibt es auch hier wieder auf der Debian-Webseite. Zum Abschluss der Konfiguration wird noch der WLAN-Access-Point eingerichtet.



Netzwerk einrichten

Die Polenta ist längst fertig, daher fange ich mit der Beilage an: Ich schneide Zwiebeln, Kartoffeln, Zucchini und ein kleines Stück rote Rübe klein. Dann brate ich sie etwas an, füge Wasser hinzu und lasse sie köcheln. Dann geht es zurück zu meinem Bastelprojekt. Als Drittes erstelle ich die Datei /etc/hostapd/hostapd.conf und füge darin folgende Zeilen ein:



Damit wird der Raspberry Pi als WLAN-Access-Point mit WPA-PSK-Verschlüsselung konfiguriert. Der Wert ssid legt den Namen des WLANs fest und mit wpa_passphrase wird das Passwort festgelegt. Informationen zu den übrigen Parametern und den möglichen Werten gibt es in der Dokumentation zum Programm Hostapd.

Zum Schluss erstelle ich die Datei /etc/default/hostapd und füge nur eine einzelne Zeile ein, die auf unsere gerade eben erstellte Datei zeigt:



Damit ist der Raspberry Pi fertig konfiguriert und ich starte ihn neu. Jetzt greifen alle Einstellungen und alle gestoppten Dienste laufen wieder. Ein Blick in die WLAN-Einstellungen meines Computers, Smartphones oder Tablets zeigen mir das WLAN-Netz meinbabyWLAN an. Ich verbinde mich mit dem WLAN und gebe im Browser baby.cam ein. Die Seite lädt und ich sehe das Bild der Babycam.

Zum Schluss hänge ich nur noch den IR-LED-Strahler auf. Den Scheinwerfer richte ich nicht direkt auf das Babybett. Es ist auch hell genug, wenn indirekt die Wand darüber beleuchtet wird.

Schließlich würze ich noch mein Gemüse mit Salz, Paprika, Kümmel und etwas Chili. Dann kommt noch eine Dose Kokosmilch dazu - und das Essen ist genauso fertig wie die Babycam. Ich bin zufrieden: Mit meiner fertigen DIY Babywebcam kann ich in der Nacht mein Baby beobachten. Ich kann, ohne das Licht aufzudrehen, sehr gut sehen, ob mein Baby auch gut schläft, einen Alptraum hat oder im Bett herumtollt. Die Kosten für die Hardware belaufen sich auf unter 100 Euro, und die Zeit, die ich zum Konfigurieren benötigt habe, ist auch sehr gering. Und wenn mein kleiner Sonnenschein einmal alt genug ist, dann kann ich das Setup des Raspberry Pi verwenden, um meine Garageneinfahrt im Innenhof zu bewachen.  (cbi)


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