防犯カメラシステムの自作②～Raspberry PiへのPoE HATのセットアップ～

　本投稿は，「防犯カメラシステム with Raspberry Pi」（←開発がすべて完了したら「開発物」にページを作成する予定）に関する投稿です．Tipsでの投稿は，内容ごとに分け，下記の通り分割して投稿してゆきます．

①Reolink社製カメラ「RLC-1212A」の挙動確認
②Raspberry PiへのPoE HATのセットアップ（本投稿）
③VPNを用いたリアルタイム映像視聴の環境構築
④クラウドストレージへの動画ファイルの自動アップロード
⑤クラウドストレージへの動画ファイルの自動アップロード+α（予定）
⑥ウォルボックス内環境に対する温湿度センサとファン制御の実装（予定）

　本投稿では，「防犯カメラシステム with Raspberry Pi」に向けて，Raspberry PiにPoE給電とデータ転送が可能な環境を構築する方法を説明する．
　使用したRaspberry Piは，Pi 4 Model B 8GBである．OSは，Raspberry Pi OS（64bit）において執筆時点で最新バージョン（Debian 13 Trixieがベース．Release Date: 18 Jun 2026）を用いています．

1. 本投稿で使用するもの

　筆者が自作しようとしている防犯カメラシステム全体ではなく，本投稿で扱った機材のみを，以下にあげる．

Raspberry Pi 4 Model B 8GB
microSDカード 64GB（class10，UHS-1/U3，最大読込100MB/s）
- Raspberry Piに差して使用．Raspberry Piのイメージファイル等を保存する
Waveshare社製 PoE HAT（B）[1]
Raspberry Pi 4 Model B用のヒートシンク
PoEスイッチングハブ：TPLINK社製 TL-SG1005
LANケーブル×1本
- ハブ―Raspberry Pi間の接続に使用（Raspberry Piへの給電目的，インターネットへの接続はRaspberry Piの無線LAN接続）

2. ヒートシンクの取り付けとアイドリング時のCPU温度

　Pi4の熱対策を何もしていない場合，アイドリング時でもCPU周辺が触れないぐらい高温になり．これまで筆者は，Pi4を扱うときは，CPUの上に10円玉を乗せながら使用していた．
　これに対し，屋外に常設した運用を想定している「防犯カメラシステム with Raspberry Pi」を作成するにあたり，熱対策を施すことにした．
　ヒートシンクの取り付け（図1）と，第3章にて後述するPoE HATに搭載されているファンが稼働した状態とでの，アイドリング時のCPU温度は，およそ35.5℃であった（室温23℃）．

図1　CPU・RAM・USBコントローラ・イーサネットコントローラの4箇所にヒートシンクを取り付けた様子

　第3章で説明するPoE HATのセットアップを行うと，PoE HATのOLRDにCPU温度が表示される．PoE HATのセットアップをする前にCPU温度を測定したい場合は，ターミナルを起動し下記コマンドを実行することでも可能である．

vcgencmd measure_temp

3. PoE HATのセットアップ

3.1　初回の通電時の様子

　新規でRaspberry Pi OSをSDカードに書き込み，HATを装着した状態で，Raspberry PiとPoEスイッチングハブとをLANケーブルで接続するだけで，Raspberry Piは機動した．また，HATのファンも回転した．
　なお，Raspberry Piをシャットダウンしても，Raspberry PiのボードやHATには通電されているため，ファンは回転したままであった．
　PoE HATを装着した状態であっても，通常のUSB Type-Cを用いた給電でRaspberry Piの起動はでき，HATの稼働も可能であった．

　HATにはFANに対する物理スイッチがある（図2）．スイッチの意味は下記の通りである．第3.2節で後述する，デモコードを用いたファンの制御を実行するまでは，物理スイッチを “EN” にしておき，発熱を軽減する様にしておくことを勧める．

EN：通電と共に自動で回転する
P0：プログラムによる制御

3.2　ファンの制御

　この第3.2節では，デモコードを用いたファンの制御を行う．そのため，図2に示したファンの物理スイッチを， “P0” にされたし．

　PoE HATファンの制御やOLEDの表示には，I2Cが用いられている．そのため，まずはRaspberry Piの「設定＞Control Center＞インターフェイス」から，I2Cの機能を有効にする（図3）．

　デモコードの実行は，PoE HATの公式サイト[1]にて公開されている，Pythonを用いた手法を使用する．ターミナルにて下記コマンドを実行し，デモコードをダウンロードと，ダウンロードしたZipファイルの解凍を行う．

wget https://files.waveshare.com/wiki/PoE_HAT_B/PoE_HAT_B_code.zip
unzip -o PoE_HAT_B_code.zip -d ./PoE_HAT_B_code

　上記コマンドを実行すると，「home/<your_username>」のディレクトリに，解凍されたフォルダPoE_HAT_B_codeが作成される．<your_username>は，各自のRaspberry Piのユーザ名である．

　解凍したフォルダ内「PoE_HAT_B_code/python/examples」にある，main.pyを実行する．これにより，CPUの温度が何℃以上になったらファンを回転開始するかを，Pythonプログラムで制御できるようになる．main.py内に記述してある関数POE.POE_HAT_Display()の引数に記述された数値が，そのファンを回転開始する温度を表す．デフォルトでは43℃以上になったらファンが回転開始するよう設定されている．
　デモコードを実行すると，ファンの回転だけでなく，OLEDにIPアドレス・CPU温度・ファンのON/OFF状態の情報が，自動で表示される（図4）．

3.3　Raspberry Piの起動と共にファン制御の自動実行

　第3.2節までの内容では，Raspberry Piを起動するたびに手動でmain.pyを実行する必要がある．そこで，Raspberry Piのサービスファイルを作成し，自動実行の命令を記述する．
　まずはじめに，ターミナルで書きコマンドを実行し，サービスファイルを作成する．

sudo nano /etc/systemd/system/POE_OLED_Python_Service.service

　作成したサービスファイルに，Raspberry Pi起動時の処理内容として下記を記述する．<your_username>の部分は，各自のRaspberry Piのユーザ名に書き換えされたし．

[Unit]
Description=POE OLED Python Service
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/<your_username>/PoE_HAT_B_code/python/examples/main.py
WorkingDirectory=/home/<your_username>/PoE_HAT_B_code/python/examples
StandardOutput=journal
StandardError=journal
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

　サービスファイルの作成／編集を行ったら，ターミナルで下記コマンドを実行し，systemdに設定変更を再読込させる．

sudo systemctl daemon-reload

　そして，下記コマンドを実行することで最新のサービス定義が反映され，Raspberry Piを起動するたびに，main.pyが自動で実行され，PoE HATのファン制御とOLED表示が自動化される．

sudo systemctl enable POE_OLED_Python_Service.service
sudo systemctl start POE_OLED_Python_Service.service

参考文献

PoE HAT (B) – Waveshare Wiki, Waveshare, https://www.waveshare.com/wiki/PoE_HAT_(B), (参照2026-8-1).

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