庭の水やりで身近なIoTを体験、自動水やりシステムの構築 〜給水ポンプの取付〜：名刺サイズの超小型PC「ラズパイ」で遊ぶ（第42回）（2/2 ページ）

ラズパイを使って土中の水分量をもとにした水やりシステムを構築します。

[岩泉茂，ITmedia]

　ではまず、ラズパイからポンプをコントロールできるか、テストプログラムで試します。以下のようにnanoなどで記述してください。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from gpiozero import Motor
from time import sleep
motor = Motor(forward=4, backward=14)
while True:
    print("forward")
    motor.forward()
    sleep(2)
    print("stop")
    motor.stop()
    sleep(2)

pumptest.py

　これを「pumptest.py」などの名前で保存したら実行してみましょう。

$ python pumptest.py

　ポンプが回る音が聞こえたでしょうか。2秒間隔で回ったり止まったりします。テストが成功したら、最後のプログラムを組み上げることにしましょう。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import subprocess
import smbus
from gpiozero import MCP3002
from gpiozero import LED
from gpiozero import Motor
Vref = 3.3 # 基準となるラズパイの電圧
led = LED(25) # LEDをGPIO 25（22番ピン）に接続
motor = Motor(forward=18, backward=23) # モーターをつないだGPIO
i2c = smbus.SMBus(1)
addr = 0x3e # AQM0802のアドレス
# AQM0802の初期化
def_command = 0x00
def_data = 0x40
def_clear = 0x01
display_On = 0x0f
LCD_2ndline = 0x40 + 0x80
# 値の最大値と最小値
dry = 270
water = 119
interval = (dry - water) / 3
wet = water + interval
lbdry = dry - interval
# AQM0802の関数
def command( code ):
        i2c.write_byte_data(addr, def_command, code)
def writeLCD( message ):
        mojilist=[]
        for moji in message:
            mojilist.append(ord(moji)) 
        i2c.write_i2c_block_data(addr, def_data, mojilist)
 
def init_lcd ():
        command(0x38)
        command(0x39)
        command(0x14)
        command(0x73)
        command(0x56)
        command(0x6c)
        command(0x38)
        command(def_clear)
        command(display_On)
init_lcd()
writeLCD("Joutai:")
try:
    while True:
        pot = MCP3002(channel=0)
        hum = round(pot.value * Vref * 100,1)
        if (hum < dry and hum > lbdry):
            command(LCD_2ndline)
            print("Dry")
            writeLCD("Dry     ")
            led.on()
            motor.forward()
            time.sleep(5)
            motor.stop()
            time.sleep(5)
        elif (hum > wet and hum < lbdry):
            command(LCD_2ndline)
            print("Wet")
            writeLCD("Wet     ")
            led.on()
            time.sleep(0.5)
            led.off()
            time.sleep(0.5)
        elif (hum > water and hum < wet):
            command(LCD_2ndline)
            print("very Wet")
            writeLCD("very Wet")
            led.off()
        time.sleep(10)
except: KeyboardInterrupt
command(def_clear)
subprocess.call('clear')

clematispump.py

　プログラムは「clematispump.py」のような名前を付けて保存します。これで乾いていると水を差し、十分に湿ったら給水を止めるシステムが出来上がりました。水については30行目の「time.sleep(5)」で調整します。今は5秒間水を流すような設定です。これはそれぞれの環境で変えてください。ちなみにこの1サイクルは10秒間隔で動かしています。これもそれぞれの環境に応じて変えてください。

　なお余談ですが、ポンプのテスト時には動作音がしたものの、実際に給水しようとホースを取り付けてもくみ取ってくれません。粗悪品を手に入れたのかと思いましたが調べてみると、水通しが必要な模様。ポンプごとバケツに入れて動作させたらしっかりと吸水しました。新しいポンプをポチる前に、こういったことがないか気をつけましょう。

完成したシステム

実際に作ってみた様子。エアコンのホース穴にコードを通して、家の中でラズパイを置き、観測する仕組みだ

　最初はなんとか給水を自動化できないかと考えてスタートしたシステムですが、意外と時間がかかりました。このほかにもラズパイを使って作ることができるIoTシステムはあるかと思います。何かまた見つけたら、ここで紹介しようと思います。