Arduinoでパーマカルチャー

  • 投稿公開日:2021年8月27日
  • 投稿の最終変更日:2021年8月27日
  • 投稿カテゴリー:Make
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身近なところから始めるパーマカルチャー

現代社会はとにかく物質に頼りすぎる。なんでもたやすく手に入るし、気に入らなければすぐに捨てる。それでは地球の資源はすぐに枯渇するし、ごみでいっぱいになるのは小学生でもわかる。ではより良い環境を作るにはどうするべきなのか?

自然と人間が搾取し合うことなく、共存できる社会システムを創造を目指して、まずは身の回りでできることから考えてみることにした。

僕は独学でWEBのスキルを身につけたのだけれど、その中で少しはコーディングもできるようになりました。そんな身近なスキルを使ってみようと思いました。都会にいながらもパーマカルチャーは可能。それに気づかせてくれたのはこの本。導入にはとても良いのでオススメです。結局買いましたが、図書館にもありました

具体的に言うと、今回試してみたかったのはArduinoまたはRaspberryPiを使った色々な作業の自動化。

ゴールは、育てているメダカの池(ビオトープ)から水を組み上げ、その水で作物を育てること。メダカのフンや水草の栄養が行き渡った水により、無農薬・肥料のいらない水を与えることが可能。

育った作物は僕が食べ、余剰物をメダカに与える。こうすることで循環したエコシステムを作り出す。

僕はプログラミングは初心者、機械工作は小学生以下のレベルなので、ステップに分けて作っていくことに決めた。

STEP1:メダカの水を時間制限で毎日決まった時に与えるようにしたい (←今回はここまで)

STEP2:土壌センサーを使い、水が乾いたら自動的に与えるようにする

STEP3:ソーラーを組み込み、完全に自動化する

EX:雨水も無駄にせず、メダカの池に入れるような仕組みを作りたい

マイコンの選択

こういったプロジェクトは検索するといくらでも出てくる。

今回参考にしたのはこちらhttps://www.instructables.com/Arduino-Plant-Watering-System/

ただし、電子工作なんてしたこともない僕には、人気の2機種のうち、どちらを選んでいいのかもわからなかったと言う状況。以下に調べた内容をまとめる

ArduinoRaspberry Pi
・使用できるプログラミング言語は、C++に似たArduino言語
・PCとArduinoを接続することでプログラミング可能
・エンジニアだけでなくアーティストの作品制作にも使用されている
・制御など単純で高速な処理や、リアルタイム性を保証したい処理は、Arduinoが向いている
・電子部品を取りつけたシングルボードコンピュータ
・OSが搭載されている
・単体でPCとしても使える
・搭載されているOSは、Raspbianと呼ばれるLinuxをRaspberry Pi用にアレンジしたもの
・プログラミング言語は主にPython
・ネットワークを経由での操作や、リッチな表現を行いたい場合は、Raspberry Piが向いている

Arduinoにしました

以下の理由から、Arduinoにしました

  • ArduinoはRaspberry Piと比べて、システム構築が簡単(ArduinoにはOSがない)
  • ArduinoはRaspberry Piと比べて、壊れにくい。ガーデニングに向いてる
  • Arduinoはハード向き
  • Arduino言語覚えるの大変だな、と常々思っていたが、よくよく考えればプログラムはスクラッチから書く予定はない。Pythonの方が慣れているし読みやすいが、元にできるネタが少ないため、ラズパイはもっとプログラムに精通している人の方が良いのでは?(プログラミングは、コピペしてきてちょっといじる、と言うのが最もやりやすいのだと言うことに、ここ数年で気づいてしまった)

電子工作が難しい

そもそも理系落ちこぼれなので、電圧とか電流とかよくわからない。小学生でもわかるような本を探していて、いいものがあったのでここに載せておく。これを読んだらだいぶ参考になった。

リレーが必要であることが判明

ポンプは単純な作りなので、アマゾンで適当なのを買った。繋げてみたらちゃんと水を吸ってくれた。

ただ、問題はこのポンプを制御するところにある。

電圧調整、制御のため→ポンプは9V〜12V必要。

ArduinoはMax5Vのため、直接接続しても動かない。別途電源が必要。

制御する回路と大電流を扱う駆動回路を完全に分離したい→リレーは回路を分断しているため、異なる入力電源を扱うことが出来るらしい。

ちなみにリレーを使えばライブラリがいらない(ライブラリとは、Arduinoにインストールすることで特定の機械を制御できる、プリメイドのプログラム。これまでにやって見た簡単なプロジェクトのLEDライトチカチカやサーボモーターの制御は、ライブラリが必要)

スイッチに入力信号を送る側は、電流を流すだけなので少量で十分なのに対し、スイッチの出力側は、入力側とAC電源などの別電源を切り離して使えるため、大電流が必要な負荷を置くことが出来る。

つまり、小電流で大電流が必要な負荷を制御出来る。

そんなこんなで、リレーを購入した。これが一番厄介だった。

完成図

プログラムは、こんな感じ。プログラムはネットで見つけたこちらを参考にした。5秒水を吸って、5秒待機を繰り返す。

とりあえずは、24時間おきに設定しておくことにする。

完成したのがこちらです

パーマカルチャーとは、暮らし方全体への提案であり、私たちの暮らしのなかでも実践できる。日々の生活における選択、それぞれがこれまでに学んできたスキル(アートや仕事で学んだITスキルなど)の活用。それぞれが少しずつでも動き出せば、この世界は少しずつでも自然との共生に繋がるのでは。

ずっとやってみたかったプログラミングを使った電気工作についても少しは理解が進みました。ラズパイでIoTもやって見たいと思います。

センサーの取り付けなど、続きが出来たらまた投稿します。

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