WORKS弐

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自動水やり装置を紹介します。(2020年10月製作)


使用したマイコン

秋月電子の「ESP32-WROOM-32E開発ボード」を使いました。2.4GHzWi-Fi、Bluetoothに対応しています。


土壌センサ

秋月電子で販売している「DFRobotの静電容量方式の土壌水分センサ」を使いました。熱収縮チューブを使ってセンサのコネクタ部を保護しました。


測距センサ

水供給タンクの水位を測定するためにレーザー測距センサモジュール(ToF)を使用しました。
秋月電子で販売している「STマイクロ社のレーザー距離センサVL53L0X」を使用した小型レーザー測距モジュールです。最大200cmまでの距離を計測でき、I2Cでデータのやりとりをします。



制御回路

ボリューム、温度センサ、土壌センサ、タクトスイッチ、スピーカ、測距センサ、RGBフルカラーLED、液晶ディスプレイ、SSR回路などが組み込まれています。SSRは水やりポンプをON/OFFするためのものです。他にステッピングモータのドライブ回路が組み込んであり、金魚などの「自動餌やり装置」に転用が可能となっています。

自動みずやり装置回路図

給水ポンプ

DC12Vの小型ポンプを使用しました。amazonで購入しました。給水ポンプを12VのACアダプターで駆動しています。このAC電源をSSRでON/OFF制御しています。

灌水ノズル

給水ポンプをチューブで接続して、先端に灌水ノズルを取り付けました。このノズルはamazonで購入しました。つまみを回すことで散布量が調整できるようになっています。

液晶ディスプレイ

白色抜き文字表示LCDモジュール、16×2行(白色バックライト付)を使用して、装置の動作状況を表示しています。タンク水位、温度、土壌水分量、水やりの判断となる閾値を表示するようになっています。閾値は回路に取り付けてあるボリュームで設定できるようになっています。


装置の全体構成

水タンクは100均で購入しました。蓋の部分に測距センサを取り付けています。塩ビ透明パイプを取り付け中に水位計測用の浮きをいれています。タクトスイッチのON/OFFで手動で水やりが可能です。(30秒間動作)また、ポンプの水位が25cmを超えると赤LEDが点滅して知らせてくれます。土壌センサの状態はRGBLEDの色で表示しています。水分が20%以下なら赤、40%以下なら黄緑、60%以下なら緑、80%以下なら青で表示します。プログラムで閾値を下回ると1分30秒水やりをするように設定してあります。

自動みずやり装置全体図

「Ambient」 との連携とメール発信機能

装置の動作をチェックするために、IoTデータ可視化サービス「Ambient」を使いました。簡単な設定でセンサの状態をブラウザで確認することができます。この装置では、室温や水分センサの値を表示しています。その他、水やりポンプが動作した際には、メールを発信するようにプログラムしています。