ガーデニング?果樹園?IOT融合のお話


ガーデニング

題名をみても何のことか?分かりませんが、自宅で去年からLemonを栽培しています。
しかしですよ、去年はLemonの葉っぱにチョウチョが卵を産んで1日で葉っぱがなくなり
花どころじゃなかったですね。結局2年目ですが、実がつくこともなく、木だけで冬を越しました。

もう枯れてしまったかな?と、一応水をやっていたら目が出てきて葉っぱがでたので
いったん、水をちゃんとやる事にして、今年もチョウチョが卵を何回も産んで
駆除してを繰り返している日々でございます。

ちょっとみないと、3匹位孵化して食べにかかっていた事もありました。
毎朝朝食を食べた後に、確認するようにしています。


そこで、自宅をよく開ける事もあるので、水やりが結構キモになってくると思っています。
去年は、陶器の自動水やり機をつかっていたのですが、陶器部分が目詰まりを起こすと
たわしでガリガリこすっても、もう駄目になっちゃうのでこれはNGで、電動ポンプで
くみ上げて定期的に水をあげる装置を最近まで使ってました。

これの欠点は、タンクに水がなくなるともはやお手上げ状態になるのと、バッテリーが単4電池4本で
いつなくなるか?全く予想出来ない点です。1ヶ月持つときもあれば、すぐ切れる時もあるという感じです。
最大の欠点は、タンクに容量が限られているという点ですね。

これを打破する為に、最近水道直結の水やり機を採用して、数日運用したのですが
どうも、これはこれで、接続部がネックで上手く行かず、今パーツを頼んで調整を試みます。

ついでに、最近雨が多いですよね?

そうなんですよ。水も雨の日はあげなくていいと思いますし、日々の自動水やりって足りてるのか?
不足しているのか?全く分からないんですよね。

よって、こんな時どうすればいいのか?ドラえもんに聞いたんですよ。
ドラえもん!!何か良い道具ないって?w

ドラえもんがだした、道具はこれでした。

土壌センサー!です。

これは、上記図3の部分がセラミックになっており、ここを土に刺すことによって
土の水分量をサンプリングして、CloudにアップしてスマホやPCからいつでも水分量が確認できるという奴です。

現在キャリブレーション中ですが、こんな感じで既に植木鉢に搭載されて、水分量をサンプリングし始めています。
基本的に、100%の位置を覚えさせて、0%の位置を覚えさせて、その値から100%から0%を算出する感じです。

少しやり方を書いておくと、デバイスの水検知部をカップにいれた水の中に沈めます。
センサー部がセラミックになっているので、少し給水に時間がかかります。
そこででてきた、LOWデータ値を100%として、まずは登録させます。
つづいて、実際に土にさして、水分量をどんどん抜いていきます。

24時間経過をみて、この時点で水やりをしないと行けないポイントを見定めて
そこを0%の値としてLOWデータを記録します。
それによって、100%から0%の指標としてCloudにアップされます。
0%もうすこしなので、そろそろ遠隔で散水を始めるか?とか

水分量がおおいので、遠隔で水路を閉じて水やりをスキップするか?とかができる用になります。

水やりについて

ついでに、最初に書いた自動水やり機ももう1段かませて、それがwifiに接続されて、外からでもいつでも
蛇口を開けられる状態にします。下記の様な仕組みを想定してます。

散水タイマーがいまいち接続がわるいので、下記のように接続を改善します。

植えている物

・Lemon    比較的寒さに弱い?
・パパイア     寒さに弱い
    寒さに強いけど、暑さに弱い
・ミラクルフルーツ 寒さに弱い

夏は、とりあえずくるみは日陰に入れてやり過ごし、冬は外に出しておいても大丈夫かなと思っています。
その他の南国系の奴は、温室を用意してそこに格納しようと思っています。

温室化計画

設計的には下記の図を予定してます

基本的に温室だけでは、夜間だと15度を阻止できないと思うので、
ヒーターを入れてそれをIOTで制御する方向性で考えています。

1.分電盤を取り付けて100vを温室のそばに用意する。
2.ヒーター制御ユニットを使って、250wの対流式ヒーターを制御する
  13度点火 18度停止 10度以下アラーム発報設定よ予定
  常時ヒーター制御コントローラーで把握温度をウォッチングする
3.温室内の温度と湿度を管理する為に、IOTを設置して気象観測ユニットに接続してCloudに展開
4.土壌センサーを使って、各植木鉢の水分量をCloudに展開し把握する
5.温室内の照明は、ソーラーLEDの蓄電池に日中チャージして夜間自動点灯で夜間ライトアップを行う

暖かい日は、日中ヒーターがOFF状態で節電になるし、雨や雪の日は、ヒーターが24時間稼働するかもしれません。
その辺りの管理を全て、IOTで行って自動運転が出来れば最高かなと思っています。

下記が温室用にテスト運転中のIOTデバイスから出力されるデータをグラフ化したものです。

冬手前に温室を用意するので、それまでは、特に使う用途もないんですが、いったんオンラインのままで
つかおうかと思っています。

温室は下記を予定

分電盤は下記のレイアウトで依頼済み

USBは、散水タイマーをwifiから制御するデバイスの電源確保の為、USB出力を1つ取り付ける
コンセントを設置してもらって、2口で対応予定です。上についてるのが、そこからヒーターに出力して
温度により自動的にON・OFFとなるコンセントです。右にサーミスターを接続するジャックがあります。

照明およびライトアップ用の機材はこれ

これ2つ用の機材ですが、そこをあえて、1つにすることで、ソーラーパネルが1つ用より大きい事で
蓄電池にたまる容量を増やして、消費を2つから1つにすることで、朝まで点灯してても
残容量が0にならずに行ける感じを想定しています。

あえて、温室に2つLEDをつけてもいいですけどね。ただ、そんなに明るくしてても
何をする別けでもないので、1つでエモい感じにしておきたいと思います。
電気代もいらないのがいいですね。

だいたい、この辺りまで考えましたので、後は実際に秋口までに作ってしまって
運用を開始できたらと思います。

といっても、梅雨で雨に当たりすぎて、根腐れっていうのもいやなので
早々に温室はたててしまうかもしれませんね。ヒーター類は後で考えるとして。

今日は、ガーデニングとIOTの融合のお話でした。


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