Arduinoで植木鉢などの水やりを自動化したい – その1 – ポンプ

Arduinoで植木鉢などの水やりを自動化したい。

水をバケツか何かの容器に入れておいて、そこから一定量の水をくみ上げて、毎日決まった時間に室内の植木鉢などに水を供給したい。

水をくみ上げるポンプをいくつかAmazonで中華製の安いものを探して買ってみた。

AC100Vで動作するポンプで、大きい方が7Wという仕様のもので、小さい方が3Wという仕様のものだ。

流し台のそばで、AC100Vにつないで試運転がてら動作確認をしてみた。

AC100Vのコンセントの電源をつなぐと水を出す出し口(?)から噴水のように水を吹き出した。
ここにホースとかチューブあるいはパイプ配管などをつないでやれば、水をくみ上げて植木鉢などに供給するのはできそうだ。

あと、AC100Vの他にDC電源で動くポンプも見つけたのでついでに買ってみた。(買ったけど今回は使わない)


こちらはUSBコネクタで5Vを供給して動かすというものだ。(DC3.3V~DC9Vを供給してもいい)


こちらはDC6VからDC12Vで動作して、電圧によってポンプの出力の強弱をつけることができるようだ。

原理としては、例えばプロペラ状のスクリューを水中で回転させれば水をスクリューの後方に勢いよく流すことができるのに似ている。モーターの回転運動でスクリューや水車のような機構で水に勢いをつけて水圧を発生させて吹き出したりくみ上げる仕組みになっている。あるいは水車を使った発電の逆の原理だと考えてもいいだろう。

水を伝えるホースとかチューブをどうするのかちょっと悩んだ。(パイプ加工は面倒で難しいので最初から除外した)
水道で使うホースは太すぎる。
エアー機器用のホースを流用することにした。ホームセンターでエアホースを切り売りで買ってきた。

ポンプの水の出し口にホースをつないで動かしてみた。無事、水がホースから出てくる。

そのまま植木鉢などに注ぐのだと水が集中してしまうので、如雨露(じょうろ)やスプリンクラーのように散水したい。

自由樹脂というお湯で変形する樹脂粘土を使って砲弾型の樹脂の塊の部品を作って、ホースの先を塞ぐフタにする。

フタをした部分の近くのホースの側面に、小さい穴を10カ所くらい空けた。
キリのようなとがった工具で穴を空けたのだけど、穴が小さすぎてホースの材質の弾力でふさがって水が出てこない。
細めの半田ごてを使って、熱でホースの樹脂を溶かして穴を空けてやった。

この写真だと出力の弱い方のポンプをつないでいるのであまり水が噴き出さないが、出力の大きい方のポンプだとスプリンクラーのように勢いよく水が噴き出した。

あとは、AC100V用のリレーをつないで制御して、毎日決まった時刻になったら何秒間かポンプを動かすようにすればいいと思う。
AC100V用のリレーは買ってあって、Arduinoにつないで動かすのを試してみている。
Arduinoとリレー等をシリアル通信で制御するためFirmataを使ってみる
(他にも出来合いの商品で、スマホやPCから制御できるリレーのWeMoやその類似の商品を使うという手もある)

ポンプの制御は、水耕栽培用キットの水の自動補充にも使えるかもしれない。

室内での栽培で、LED照明で育てているので、照明のON/OFFの制御もついでにArduinoのリレー制御でやってみるつもりだ。

あと、できれば植木鉢などの中の土の水分の量(湿度)によって、水やりの量を制御できたらいいのかもしれない。
まずは制御できなくても、土の水分の量(湿度)の記録のログだけでも取ってみたいと思う。

続く。

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