狩猟用カメラ向けのバッテリー パック設計: スタンバイ、IR キャプチャ、寒冷地でのランタイム

狩猟用カメラは、展開のほとんどを移動の待機に費やす場合があります。動物がフレームに入ると、バッテリーは依然として非常に異なる作業負荷をサポートする必要があります。つまり、カメラが起動し、画像をキャプチャし、夜間に赤外線照明をアクティブにし、接続されたモデルではファイルをアップロードします。

これにより、狩猟用カメラのバッテリー パックには 2 つの要件が生じます。トリガー間のエネルギーを節約し、アクティブなイベント中に十分な電力を供給する必要があります。低温条件では、2 番目の要件が特に重要になります。これは、カメラがバッテリーの蓄電量をすべて使い切る前に、短時間の負荷バースト中に動作電圧制限に達する可能性があるためです。

充電式トレイルカメラを開発している OEM チームにとって、 狩猟用カメラのバッテリー ソリューションは 、意図した展開、キャプチャ設定、サービス間隔に基づいて指定する必要があります。このガイドでは、これらの要件をパック仕様とカメラレベルの検証計画に変換する方法について説明します。

簡単な答え: 狩猟用カメラのバッテリー パックは何をサポートする必要がありますか?

適切なパックは、カメラの毎日のエネルギー需要と最大許容負荷の組み合わせの両方をサポートする必要があります。測定されたスタンバイ消費量、日中および夜間のキャプチャ イベント、および通信セッションから始めます。次に、これらの負荷を、指定された最低動作温度およびカメラの通常のシャットダウン点付近で検証します。

主な選択基準は次のとおりです。

• 総スタンバイ消費量が少ない: カメラ電子機器、パック保護、およびバッテリー管理機能が含まれます。

• 意図したワークロードでの使用可能な容量: 実際のキャプチャとアップロードのスケジュールを使用して、デプロイメント間隔を一致させます。

• パルス機能: 赤外線照明、カメラの起動、および無線送信を、重複を含めてチェックします。

• 互換性のある電圧制限: パックの全電圧範囲にわたってセル、保護回路、カメラの電源を調整します。

• 実用的なフィールドインターフェイス: パックの保持、コネクタの極性、温度検知、承認された充電方法を指定します。

容量だけでは、カメラが寒い夜間の撮影を完了できるかどうかは決まりません。

容量を選択する前にカメラの動作サイクルをマッピングする

トリガーを、スリープからスリープに戻るまでの完全なシーケンスとして扱います。短時間の画像露光の後に処理、保存、および通信が行われるため、カメラは長時間起動したままになります。

図 1. 考えられる動作シーケンスの 1 つ。イベント全体を測定し、重複する負荷を 1 回だけ考慮します。

これらのステージは測定フレームワークであり、すべてのカメラが同じ順序で実行する必要はありません。一部のデザインは各トリガーの後にアップロードされます。他のものは画像を保持し、スケジュールに従って送信します。

完成したパックを接続した待機状態で測定

システム全体が通常のアームドスタンバイモードに入った後、システム全体を測定します。開発インターフェイスを削除するか、その影響を考慮してください。ディスプレイ、ローカルワイヤレス接続、その他のセットアップ機能が実際にオフになっていることを確認します。

パック出力での測定により、カメラのドレインが捕捉されます。パック電子機器も内部で電流を消費する可能性があるため、測定ですでに消費量が捕捉されている場合を除き、その消費量を別途含めてください。長期間の展開では、セルの自己放電も考慮すべき点です。

昼と夜の別々のイベント

画像バーストやトリガーされたビデオなど、目的のキャプチャ モードごとに現在のトレースを記録します。選択した IR 設定で、昼間のイベントを対応する夜間のイベントと比較します。

照明と記録が重なる場合は、組み合わせたイベントを測定します。完全な夜間イベントを別の IR 許容量に追加すると、同じ消費量が 2 回カウントされます。また、連続したトリガーによってカメラが起動したままになったり、起動サイクルが繰り返されたりするかどうかも確認してください。

アップロードが成功した後のコミュニケーションを測定する

携帯電話または Wi-Fi モデルの場合は、接続のセットアップと応答を待つのに費やした時間を含めます。設定された再試行とバックオフの動作、および成功した転送をテストします。

製品が両方をサポートしている場合は、即時アップロードとスケジュールされたバッチを比較します。バッチ処理により、繰り返しの接続オーバーヘッドが削減される可能性がありますが、結果として節約される効果はモデム、ネットワーク、ファームウェアによって異なります。一定の改善を仮定するのではなく、測定によってそれらを確認してください。

トリガーイベントから1日の料金予算を構築する

1 パック構成の場合、バッテリー側で測定される、各イベント中に消費される充電量が開始点として役立ちます。

イベント充電量 (mAh) = 平均イベント電流 (mA) × イベント継続時間 (秒) ÷ 3,600

変化する電流トレースの場合、単一のピーク値を使用するのではなく、イベント全体にわたる電流を積分します。残り待機時間中に消費される料金にイベント料金を加算します。

狩猟用カメラのワークロードの例

次の図は、工学上の仮想的な仮定です。これらは ZERNE 製品仕様または実行時の約束ではありません。この例では、日中、夜間、およびアップロード セッションが別々に発生し、それらの電流はバッテリー入力で測定されるため、カメラの変換損失が含まれます。

アクティブ セッションは 1 日あたり 760 秒を占有し、約 23.789 時間のスタンバイ時間が残ります。アクティブ時間を減算すると、スタンバイ消費量を 2 回カウントすることがなくなります。

この仮想システムに 同じ定義条件下で使用可能なパック容量が 2,400 mAhある場合、その最初の実行時間推定値は次のようになります。

2,400 mAh ÷ 154.68 mAh/日 ≈ 15.5 日

この推定値には、セルの自己放電と、測定で捕捉されなかった追加の内部パックのドレインが除外されます。また、ワークロードが変わらないことも前提としています。入力を更新せずに、異なる温度、パック電圧、ファームウェア モード、または寿命末期の状態に適用しないでください。

ワット時、電圧変換、利用可能なエネルギーをより広範に扱うには、 リチウム電池パックの実行時間計算ガイド。狩猟用カメラの場合、重要な入力は代表的なイベント スケジュールです。

ビジーサイトのシナリオを含める

静かな設置と交通量の多い獣道では、保守間隔が大きく異なる場合があります。少なくとも典型的なプロファイルと要求の厳しいプロファイルを準備します。妥当な展開条件を反映するように、トリガー数、夜間共有、クリップの長さ、および通信動作を変更します。

植物の移動や不適切な設置位置に関連するものなど、フィールド試験中に特定された不要なトリガーを含めます。トリガーと完了したキャプチャを個別に記録します。ファームウェアは、一部のトリガーを評価するためにエネルギーを消費しながら、一部のトリガーを抑制する場合があります。

電圧とパルス需要に合わせてパックを選択してください

全入力電圧範囲を確認する

カメラの最大入力電圧、通常の動作範囲、およびシャットダウン動作から始めます。これらの制限と充電器アーキテクチャを考慮してシリーズ構成を選択してください。公称電圧だけでは不十分です。電子機器は完全に充電されたパックに耐え、指定された放電終点に向かって動作し続ける必要があります。

要求の厳しいイベント中には、シリーズ パック内の個々のセルの電圧もチェックします。弱いセルは、合計パック電圧が許容範囲内に見えても限界に達する可能性があります。

カメラの負荷下でのセル候補の比較

エンクロージャが円筒形セルを収容する場合、 カスタム 18650 バッテリ パックは 、セルの選択、直列および並列構成、保護、配線、コネクタを中心に評価できます。

許容電流、温度条件、放電データを使用して候補を比較します。ラベルの容量が大きくても、それだけでは IR または無線バースト時のパフォーマンスが向上するわけではありません。サンプルを確認するときは、意図したパルス持続時間、回復間隔、および充電状態を使用してください。

パウチセルの設計がエンクロージャにより適している場合は、同じ電気的チェックを適用し、適切な機械的サポートとクリアランスを提供します。セル形式はカメラレベルの検証に代わるものではありません。

通常のカメラ操作による座標保護

測定された起動パルスと動作パルスに対して過電流のしきい値と遅延をチェックします。必要な障害保護が有効なままである一方で、通常のキャプチャ イベントによって迷惑なトリップが発生しないことを確認します。

バッテリー低下の警告、制御されたカメラのシャットダウン、およびパックの保護を調整します。カメラは、日常的なシャットダウン方法として突然の保護切断に依存するのではなく、完了したファイルを保存し、定義された方法で動作を停止する必要があります。

カメラを動作させた状態で寒冷地でのランタイムを検証する

低温では、リチウムイオン電池のインピーダンスが増加し、負荷依存の電圧制限に達する前に利用可能な充電量が減少する可能性があります。したがって、アイドル電圧の読み取りだけでは、パックが次の IR または送信バーストをサポートできるかどうかを確認するのに十分ではありません。

完成したアセンブリをコールドソークする

対象のエンクロージャ内でパックをテストします。指定されたテスト条件でアセンブリを安定させ、バッテリー温度を監視します。暖かいカメラを冷たい空気の中に短時間置いたとしても、屋外での長時間の展開は再現されません。

フル充電時と、通常のシャットダウンポイント近くを含む代表的な低充電状態で、意図した夜間キャプチャと通信シーケンスを繰り返します。ライフサイクルパフォーマンスが要件の一部である場合、古いサンプルを含めます。

パックとカメラの両方で電圧を監視する

イベント中にバッテリー電流、パック出力電圧、カメラ入力電圧、および関連する電源レールを記録します。プロセッサーのリセット、不完全なファイル、イルミネーション障害、および中断されたアップロードとトレースを比較します。

最初の近似として、電流ステップによって生じる余分な電圧降下は次のようになります。

追加の電圧降下 ≈ 電流増加 × 実効直列抵抗

この抵抗には、セル、保護パス、配線、接点が含まれます。近似値は問題の特定に役立ちますが、測定された過渡状態が検証の基礎となります。一致した温度、充電状態、パルス条件でサンプルを比較します。

コールドバーストが失敗した場合は、容量を増やす前に、セルの選択、直列抵抗、レギュレータの動作、および負荷の重複を調査してください。修正されたタイミングがカメラのキャプチャ要件を満たしている限り、ファームウェアのシーケンスにより同時要求が削減される可能性があります。

充電条件を別途指定する

低温放電が承認されたパックは、その温度での充電が自動的に承認されるわけではありません。選択したセルの仕様と実装された温度制御に従って、充電許可、電流、電圧を設定します。

ソーラー充電または外部充電を備えたカメラの場合、バッテリーが冷たいまま入力電力が戻ったときに何が起こるかをテストします。充電システムは、充電器の電子機器や周囲の空気が暖かくなった場合でも、バッテリーの温度を考慮する必要があります。

を使用します。 のカスタム リチウム バッテリー データシート ガイド。 温度の測定場所を含め、放電、充電、保管条件を個別に比較するため

フィールド置換を設計の一部にする

取り外し可能な充電式パックは保守を簡素化できますが、インターフェースはカメラの筐体と電気的制限に合わせて動作する必要があります。

キー付き極性、確実な保持力、および閉じる際の挟み込みを避けるケーブルルートを使用します。予定回数の交換後および製品の環境試験条件下で接点の性能を検証します。接触抵抗が増えると、キャプチャ バースト中に利用できる電圧が低下する可能性があります。

バッテリーの取り付けもシールの圧縮を維持する必要があります。絶縁体、保護部品、リード線、製造公差のクリアランスを指定します。密閉されたカメラの筐体では、取り外し可能なバッテリー パックが自動的に防水になるわけではありません。

充電がカメラ内部で行われるか、外部充電器で行われるかを定義します。パックを取り外す前にカメラの電源を切り、ファイルの書き込みを完了できる明確な交換手順を提供します。湿気の検査と承認されたパックと充電器の識別情報をサービス説明書に含めます。

キャプチャの成功に向けた OEM 検証計画を準備する

容量テストは依然として必要ですが、受け入れには、カメラが導入期間全体を通じて必要な機能を実行するかどうかも確立する必要があります。

テスト前に合格基準を設定します。指定された条件ごとに、許容可能なキャプチャ成功、許容可能なリセット、必要なサービス間隔、および充電動作を定義します。結果を再現できるように、ファームウェアのバージョン、カメラの設定、パックのリビジョン、サンプルの状態を記録します。

これらのカメラ固有のテストを、 バッテリーパックのテストチェックリスト。 容量、放電、ライフサイクル評価のためのバッテリーと完成したカメラには、互換性のある受け入れ要件が必要です。

よくある質問

狩猟用カメラには常に大容量バッテリーの方が優れていますか?

使用可能な容量が大きいほど展開時間を延長できますが、パックは意図された条件下で必要な電圧と電流もサポートする必要があります。コールドパルスのパフォーマンス、スタンバイドレイン、フィット感、充電の互換性を容量とともに比較します。

バッテリーがまだ充電されているにもかかわらず、夜間にカメラが動作を停止するのはなぜですか?

IR 照明とキャプチャはスタンバイ動作よりも大きな負荷を引き起こす可能性があります。そのイベント中に電圧がカメラの動作しきい値を下回る可能性があります。アイドル電圧の読み取り値のみから故障を診断するのではなく、電流と電圧のトレース、セルの状態、接点、および保護動作を確認してください。

アップロード エネルギーは画像ごとに計算する必要がありますか、それともセッションごとに計算する必要がありますか?

ファームウェアに適合したユニットを使用してください。スケジュールされたバッチアップロードの場合、各完全なセッションを測定し、1 日あたりのセッションをカウントします。即時アップロードの場合は、完全なトリガー イベントに通信を含めるか、重複せずに個別に説明します。失敗した試行と再試行を含めます。

リチウムイオンパックは既存の単三電池トレイの代わりに使用できますか?

カメラの入力範囲、保護、コネクタ、充電アーキテクチャ、機械的インターフェイスを確認した後でのみ。公称電圧を一致させても、パックの完全充電電圧または放電動作との互換性は確立されません。現場で使用する前に、特定のカメラの交換パックを承認してください。

太陽電池式狩猟カメラは氷点下の天候でもバッテリーを充電できますか?

選択したバッテリーの承認された充電条件内でのみ。太陽光が当たっても、バッテリーが充電できるほど暖かいかどうかはわかりません。コントローラーはバッテリー温度に応答し、指定された充電制限を強制する必要があります。

OEM はバッテリー サプライヤーにどのような情報を送信する必要がありますか?

カメラの入力範囲、エンクロージャの図面、スタンバイ電流、完全な昼夜イベント トレース、IR 設定、アップロード スケジュール、および再試行動作を提供します。導入ターゲット、温度条件、コネクタのピン配列、充電方法、サンプルの合格基準を追加します。

結論

狩猟用カメラのバッテリー パックは、トリガーとそれに続く完全なイベントの間の間隔を中心に設計する必要があります。動作シーケンスが許可する場合は、スタンバイ ドレイン、日中および夜間のキャプチャ、および通信を個別に測定します。これらの測定値を使用して展開時間を推定し、指定された低温条件およびより低い充電状態で完成したカメラのパルス性能を検証します。

結果として得られる仕様は、使用可能な容量、電圧制限、保護、充電、およびフィールド サービスを 1 つの測定可能な結果、つまり、意図した展開全体にわたって必要なキャプチャを完了することに結び付ける必要があります。

充電式の狩猟用または野生動物用カメラを開発していますか? ZERNE は、必要な寸法、容量、保護回路、コネクタに基づいたカスタム リチウム電池の開発をサポートします。

昼夜のキャプチャ トレース、アップロード スケジュール、温度要件、エンクロージャの図面、目標のサービス間隔を共有します。これらの入力は、セルの選択、パック設計、およびサンプル評価の実際的な開始点となります。

ZERNE でカスタム狩猟カメラ バッテリー パックについて話し合う