Raspberry Piでペット監視カメラをつくる (Raspberry Pi Zero 2 W対応)

RaspberryPiZero2W

Posted at 2025-02-05

はじめに

我が家では犬を飼っているのですが、外出先はもちろん、同じ家の中でリモートワークをしているときにも別の部屋にいる愛犬の様子が気になります。そこで本記事では、Raspberry Piを使って自作の「ペット監視カメラ」を構築する方法を紹介します。
今回は安価で小型な Raspberry Pi Zero 2 W の活用にフォーカスし、MotionEyeを導入して外出先からも映像を見られるシステムを構築します。そして安価に入手できる Freenove 5/8MP Camera などを使う場合のポイントも説明します。

1. プロジェクト概要

目的
- 外出先から、または同じ家の別室からペット（犬）の様子を確認したい
- 必要に応じて録画・動体検知などを行いたい
使用機器
- Raspberry Pi Zero 2 W
  - 小型・省電力でWi-Fi内蔵、狭いスペースに設置しやすい
- カメラモジュール
  - USBカメラ（UVC対応）
  - CSIカメラ（例：公式Camera Module V3、Freenove 5/8MP Cameraなど）
- microSDカード（16GB以上推奨）
- 電源アダプター（公式推奨）
- Raspberry Pi OS（GUI版 or Lite版）
- MotionEye（監視カメラ用ソフトウェア）

以下のようなシステム構成を想定しています。

2. ハードウェアの準備

2.1 Raspberry Pi Zero 2 W

省スペース・低消費電力でWi-Fi内蔵。電源さえ確保できればどこにでも設置しやすいです。
CPU性能やUSB/Wi-Fi帯域は限られるため、高解像度・高FPSでの運用や負荷の大きいタスクは注意が必要です。
放熱対策も考慮すると安定運用につながります。

2.2 カメラモジュール

2.2.1 USBカメラ(UVC対応)

例：Logicool C920、Anker PowerConf C200など
公式ドライバ不要で簡単に使えますが、Pi Zero 2 Wではmicro USB OTGアダプタが必要
高解像度(1080p以上)だとPi Zero 2 WのCPU負荷が大きくなるため、解像度やFPSを調整してください。

2.2.2 CSIカメラ(例：Camera Module V3、Freenove 8MP Camera など)

CSI接続を使うため、Raspberry Pi上のカメラコネクタにフラットケーブルで直結します。Pi Zero用の細いケーブルが必要な場合があります。
Camera Module V3は12MP対応でオートフォーカス搭載など高機能ですが、Zero 2 WでフルHD配信を高フレームレートで行うと負荷がかかりやすいです。

Freenove 8MP Cameraなどを使う場合（Camera Module V2 相当品）

IMX219センサー搭載が多く、公式のCamera Module V2相当の画質・互換性があります。
Raspberry Pi OSのlibcamera環境で標準的に認識されることが多く、MotionEyeでも“V4L2 Camera”や“MMAL Camera”として利用可能。
NoIR版(赤外線フィルタなし)などバリエーションがあるため、昼夜の撮影に合わせて選択可能。
Pi Zero 2 Wで使う際は、小型コネクタ用のアダプタケーブルを用意し、接続を正しい向きで行ってください。
夜間撮影をしたい場合はNoIR版＋IR照明を、昼間中心ならIRフィルタ付モデルを選ぶと自然な色合いが得られます。

Freenove 5MP Cameraなどを使う場合（Camera Module V1 相当品）

多くの場合、OV5647センサーを採用（Raspberry Pi公式のCamera Module v1と同等）
最大5メガピクセルの静止画撮影、1080p/30fps程度の動画撮影が可能
Raspberry Pi OS (Bullseye)以降では、libcameraをベースとする新しいカメラスタックに移行しており、OV5647センサー（Camera Module v1系）は、公式的には「レガシー扱い」となり、現在のBullseye版でも完全サポートが限られる場合があります。
動作させるには”legacy camera stack”を有効化したり、モジュールや設定ファイルを調整したりする必要が出てくるケースがあります。

3. ソフトウェアの準備

3.1 Raspberry Pi OSのインストール

公式サイトからRaspberry Pi Imagerを入手してmicroSDに書き込み
GUI版でもLite版でもMotionEyeは導入可能
- Lite版：リソース節約でき、Pi Zero 2 Wでの動作がやや軽い
- GUI版：デスクトップ操作がしやすく初心者向けだが、CPU/メモリ負荷はLite版より高め
初回起動後、以下でアップデート
```
sudo apt update
sudo apt upgrade -y
```

3.2 MotionEyeのインストール

依存パッケージ

sudo apt update
sudo apt install -y python3 python3-pip ffmpeg v4l-utils motion

MotionEye本体の導入
```
sudo pip3 install motioneye
```
設定ファイルの配置・systemdサービス登録
- MotionEye公式GitHub参照
- 再起動時にも自動起動するよう設定
ブラウザでアクセス
- デフォルトでポート8765
- http://<Raspberry PiのIP>:8765

4. Raspberry Pi Zero 2 WでMotionEyeを動かすポイント

解像度やFPSを抑える
- 720p(1280×720)やVGA(640×480)程度で15fps前後を目安にすると安定度が増します。
- フルHD以上の解像度や高FPSはCPU使用率や温度が上がりやすいため、様子を見ながら調整。
動体検知・録画の負荷
- 常時録画＆動体検知機能をフルに使うとCPU負荷も高くなるので、最初はライブストリーミングのみでテストし、問題なければ段階的に機能を追加すると良いでしょう。
Wi-Fi安定性
- Zero 2 Wは2.4GHz帯のWi-Fiを使うことが多く、電波干渉などで映像が途切れやすい場合があります。
- ルーターの近くに置く、チャネルを変更するなどで通信を安定させましょう。
GUI版 or Lite版
- GUI版Raspberry Pi OSでもOKですが、Pi Zero 2 Wはリソースが少ないので、GUIを同時に動かすと負荷がやや高まります。
- 動作が重いと感じたらLite版に切り替える、不要なサービスを止めるなどの対策を検討してください。

5. カメラ接続とMotionEye設定

5.1 カメラの接続

USBカメラ: micro USB OTGアダプタ経由で接続し、ls /dev/video*で認識確認
CSIカメラ（Camera V3、Freenove 5/8MPなど）:
- Pi Zero用リボンケーブルを正しい向きで挿入
- libcamera-still --list-camerasなどで認識確認
- 必要に応じてraspi-configまたはlibcameraの設定を有効化
- Freenove 5MPなどの Camera Module V1 相当品を動作させるには”legacy camera stack”を有効化したり、モジュールや設定ファイルを調整したりする必要が出てくるケースがあります。

5.2 MotionEyeでの設定

ブラウザでhttp://<PiのIP>:8765にアクセス
初回ログイン（ユーザー: admin、パスワード: 空）
「Add Camera」を押し、Local V4L2(USBカメラ)またはMMAL / libcamera(CSIカメラ)を選択
解像度やFPS、録画設定を適宜調整
プレビュー映像がMotionEyeの画面に表示されれば成功です。

6. ネットワークアクセス

6.1 LAN内からアクセス

ルーターから割り当てられたローカルIP:8765にアクセス
ポート開放不要なのでシンプル。家の中でのリモートワーク監視などに便利

6.2 外出先からアクセス

ポート開放
- ルーターの管理画面で8765番をPi Zero 2 WのIPに転送
- グローバルIPやDDNSでアクセス
- セキュリティ対策として強固なパスワードやファイアウォール設定が必須
VPN
- 自宅ルーターやRaspberry Pi上にVPNサーバーを立て、外出先からVPN接続
- ポート開放よりもセキュリティ面で安心
リバーストンネル(Ngrok等)
- ポート開放不要でお手軽
- 無料プランだとセッション制限やURL変更があるため、本格運用には注意

7. Q&A

Q1. Pi Zero 2 WでMotionEyeは動作するの？

A1. はい、動作します。ただしパフォーマンス管理が重要。

高解像度や高FPSを設定するとCPU負荷が上がり、遅延や発熱、フレーム落ちのリスクが高まります。
720p程度で15fps前後に抑えれば、ペット見守り用途なら十分実用的に使えます。

Q2. Freenove 8MP Cameraは使えますか？

A2. 使えます。

Freenove 8MP CameraはSony IMX219センサー搭載の場合が多く、公式Camera Module V2相当の画質や互換性が期待できます。
libcamera対応のRaspberry Pi OS上で標準的に認識され、MotionEyeからもV4L2 CameraやMMAL Cameraとして利用可能。
Pi Zero 2 Wで使う場合は、小型コネクタ用のアダプタケーブルを用意し、向きに注意してください。
IRフィルタの有無、レンズ焦点距離などの仕様が公式カメラと異なる場合があるので、用途に合わせて選んでください。

Q3. Raspberry Pi OS Liteじゃなくてもいいの？

A3. GUI版でもOKです。

ただしPi Zero 2 Wはリソースが限られるので、GUIを常に起動しているとCPU負荷が増えます。
動作が重い場合はLite版を検討したり、不要なサービスを停止したりするとよいでしょう。

8. まとめ

Raspberry Pi Zero 2 W + MotionEyeで、コンパクトかつ省電力なペット監視カメラを構築可能。
安価なFreenove 5/8MP Cameraを含む様々なCSIカメラモジュールや、UVC対応USBカメラが使える。
解像度やFPSは抑えめに設定し、Wi-Fi環境を整えることでスムーズに動作しやすい。
LAN内アクセスならローカルIPを使い、外出先アクセスはポート開放やVPNなどを駆使する。
GUI版Raspberry Pi OSでも動作するが、Lite版のほうが軽量でパフォーマンス的に有利な場合もある。

9. LAN/外部アクセス比較表

アクセス方法	手順	メリット	デメリット
同じ家のネットワーク	1. ローカルIPをブラウザで指定 2. `http://<ローカルIP>:8765`	- ルーター設定不要 - セキュリティリスク少 - 簡単に試せる	- 外出先からは見られない
ポート開放(フォワード)	1. ルーターで8765番を転送 2. グローバルIPまたはDDNSでアクセス	- 外部から直接アクセス可能 - 手順が比較的シンプル	- 不正アクセスリスク増 - 強固なパスワード設定・DDNSなど必須
VPNの利用	1. 自宅ルーター/ラズパイでVPNサーバ構築 2. 外出先端末でVPN接続	- セキュリティが高い - ローカルLANと同じ感覚で使える	- 構築のハードルがある - ルーター機能や設定の知識が必要
リバーストンネル	1. Pi上でNgrokなどを起動 2. 生成されたURLを外部から利用	- ポート開放不要 - お手軽	- 無料版は制限あり - 連続運用には有料プランが必要な場合

参考リンク

以上

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