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ラズパイで
家庭菜園の水やり忘れ防止
さんのみや
自己紹介(おまえ、だれよ)
名前:さんのみや
職業:広島の排気系部品の会社で流体解析エンジニア
年齢:29歳
電子工作・Pythonプログラミングが趣味
「すごい広島 with Python」では、社外の人と情報交換や交流で見識を広げるために参
加
わい
背景・動機:今まで家庭菜園に失敗
水やりを忘れて数々の植物を枯らしてきた・・・
これまで挑戦した野菜・果物
トマト(一個だけ実を収穫) レモン(収穫ならず)
→土壌センサーで土壌湿度を管理し、水のやり忘れを防止して
「なす」を収穫する
今回はなすに挑戦
(一ヶ月ほどで収穫できる・簡単)
通知システムの提案
センサーで土壌湿度をモニター
土が乾いたら、LINEに通知
尚、水やりは自分で行う。
今回用いる「なす」の苗
ラズパイゼロ
LINE通知
土壌センサー
「おっ、土が乾いているぞ、水やりをしないと」
通知システムの説明(土壌センサー)
ラズパイゼロ
LINE通知
土壌センサー
土壌センサーについて
・センサーは腐食しづらく、長期間つかえるもの
・土壌センサーは費用の安い電極方式(アナログセンサ)
電極方式の欠点:電流が流れると腐食する
土壌センサー
さび
さびの膜で土壌の水分を
検知できない
電源
自作土壌センサー
ステンレス用のはんだでステンレス木
工用ネジと銅線を接合 一週間電流を流しつづけた
腐食の対策
常に電流が流れ続ける回路
土 土
測定時のみON
→リレーの役割
測定時のみ電流が流れる回路
測定時のみセンサON/OFFすることで、センサの腐食スピードを低減
ADコンバータ
ADコンバータについて
・ラズパイゼロにはAD変換の機能がないため、
アナログセンサーの電圧を直接読み取れない。
・ADコンバータで、アナログセンサーの電圧を読み取れる
ように離散化
ADコンバータ(MCP3008)
ラズパイゼロと土壌センサーはADコンバータを介して接続
ラズパイゼロ
アナログ値
デジタル値
マルツオンラインより図を
引用
https://www.marutsu.co.j
p/contents/shop/marutsu
/mame/70.html
自作土壌センサー
センサー値を取得・リレーON/OFFのPythonコード
0チャンネルと土壌セン
サーを接続
通知システムの説明(LINE通知の仕組み)
今回用いる「なす」の苗
ラズパイゼロ
LINE通知
土壌センサー
Pythonコード(通知の関数)
・LINE NotifyサービスでAPIのトークンを取得
・requestsモジュールを用いてPOST
土が乾くしきい値の考え方
ナスが枯れそう!黄色信号
ナスがヤバイ!赤色信号
異常なし!青信号
ある晴れた一日の土壌センサー値( 24時間)
1日一回必ず水をあげる状態になるようにしきい値を設定
1Lの水を与えた状態
通知を送るロジック
状態が変化した際に、通知を一回だけ送る
異常なし!
ナスが枯れそう
ナスがヤバイ
通知を送る
通知を送る
状態1
状態2
状態3
通知画面
短い間でしきい値付近をふらつく場合もあるが、実用上問題なし
Pythonコード(main関数)
約1分に一回測定としきい値遷移の判断を行う
関数transition_thresholdでしきい値
遷移の判断・通知を行う
通知システムの説明(ラズパイゼロと接続する回路)
今回用いる「なす」の苗
ラズパイゼロ
LINE通知
土壌センサー
ラズパイゼロと接続する回路をコンパクトにするため自作プリント基板を作成
Fritzingという回路図作成ソフトで回路図・基板パターンを作成
回路図・配線図
ラズパイゼロ
土壌センサー
ADコンバータ
リレー
回路図
プリント基板パターン
完成した装置
A
全体像
5V電源
自作
土壌センサー
(木工用ネジ)
センサーに電流を流し続け
ないようにするリレー
ラズパイゼロ
ADコンバータ
基板
A
View A
完成した装置
室内のラズパイゼロからセンサーの線を伸ばして土壌湿度を測定
まどの隙間からセンサ
の線を伸ばす
まとめ
ラズパイゼロで土壌湿度を監視して、通
知するシステムを作った。
結論 通知システムで土壌湿度を正常
な範囲に保ち、なすは枯れずに順調に
成長した。
Before After
花が咲いたので実が成るま
であと2週間の予定

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