スマート家庭菜園の実証実験開始です

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8月末に決断してから、寝る間も惜しんでスマート家庭菜園用のモジュールの開発を続けました。
ようやくです、ようやく日の目を見るときが来ました。
勢いで作ったのもあって、もしかしたら不具合があるかもしれませんが、それもやってみなきゃ分からないものです。
いろんなしがらみはガンガン進めてから考えることにしました。

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全体像

まずはメインの全体像をお見せしましょう。
スマート家庭菜園メインコントローラ
1本のポールに色んなものを付けています。
メインのデータロギング・制御部、バルブコントローラ、照度センサそれからコンセントやホースなどなど。
結束バンドで無理やり付けてるのでちょっとダサいですけど、ネジにしちゃうとそれはそれであとが面倒になりそうだったので極力結束バンドで締め付けています。

土壌環境用のセンサは数m先の土にぶっ刺しています。
センサの設置
雑草が生えてたり、適当感があふれるのは我慢してください。
もう少ししたらこのあたりも整備します。

というのもお盆休みにレンガで花壇風の仕切りを作ったものの土は入れ替えてません。
ほぼ荒れ地みたいなところで花や野菜を育てるというワイルドにもほどがある家庭菜園になってしまっているので、そのあたりは今後少しずつ家族に相談しながら改善していく予定です。

メインコントローラ

スマート家庭菜園メインコントローラ
メインコントローラは外見はとてもシンプルに仕上がりました。
屋外なので当たり前ですが、耐候・防水仕様です。
ケースから出ているケーブルは電源とRS-485しかありません。
これには私も自画自賛です。
ラベルも自作です、実はここに結構力を入れましたw

中身はデータロガー基板に必要なところだけ実装したものが入っています。
屋外環境データロガーのベース基板

I2Cの延長とかいらないですし、雨センサは以前作ったところから取得すればいいということで結構中身はスカスカです。
といっても、制御はこちらのほうが複雑で、RS-485 (Modbus/RTU) の制御が入っています。
Modbus/RTUが難しくて、一時期諦めそうになりましたが、なんとか形になったので嬉しいです。

バルブコントローラ

バルブコントローラ
メインコントローラが土壌水分量などのデータを取得し、その状況に応じて電磁弁を開閉するコントローラです。
あえて分けたのは、今後バルブコントローラだけが増えていく可能性を考えているからです。

こちらはModbus/RTUのスレーブとして働きますので、マルチドロップ接続で増設可能です。
といっても、これ1台4つのバルブを動かせるという、明らかにオーバースペックなんですけどね。
中心についているボタンは1回押しで1番の電磁弁の手動開閉、2回押しで2番の電磁弁の手動開閉、という感じに手動操作もできるようになっています。
なるべく小さくしようとしたらこうなっちゃいました。

電源・バルブ

ホースや電磁弁
電源は一応屋外用の12V電源を使っています。
どれほどの防水性能があるかは分かりませんが、雨が降っても動いているのでとりあえず使えそうです。

電磁弁はAmazonで買った安いものです。
やすいので結線部がどう見ても防水仕様ではありません。
なのでテープをぐるぐる巻きにしてしのいでいます...

地味に頑張ったところ

地味に頑張ったのは電源やホースを地中に埋めて延長したことです。
電源と給水ホースの延長
わざわざPF管に入れて埋設しました。
そこまでしなくてもいいんですけどね。
でもやっぱり地上を通るのは踏まれたり、直射日光で劣化したりするのでなるべく土中を通したかったのです。
アースが取れないのが残念なんですけどね...

実験の状況

とありえず、土壌環境などのデータは取れるようになりました。
環境データの取得
といっても現状活用できているのは土壌水分量くらいです。
水分量が時々急に上昇しているのは水をやっているからです、うまく行っている証拠です。
地温やpHやECも監視して、とりあえずは植物が育ってくれるようにお世話してみようかと思います。


ここまで長ったらしく書いてきましたが、そもそも私にはガーデニングや農業の知識がこれっぽっちもありません。
水やりの基準や肥料・酸度の目安もまったく決まっていません。
ただ、とりあえずデータは取れていますので、これからノウハウを貯めていこうかなと思います。

幸運にも母がガーデニングに少し詳しいので色々聞いています。
結構適当な感じではあるのですが、育っているものはちゃんと育っているので、それはそれでノウハウとしてデータ化できたらいいなと思っています。

スマート家庭菜園の実証実験開始です

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