水耕栽培オアシスシステム~ H2O(Hydro Harvest Oasis) System ~

水温調整ができる水耕栽培ができないかなと考え,今回,以下のようなものを作ってます。

夏場,冬場等,水温が大きく変化することがあるので,それをうまいことコントロールできないかと考え,開発に着手しました。

とりあえずは,プロトタイプ開発ということで,主な材料として以下の内容をそろえました。

             部品名     参考URL個数
岩崎工業 スクリュートップキーパー1500ml 深型 B-2276KNhttps://amzn.to/3zqo1Gz1個
ペルチェ素子 TEC1-12706DC12V 6A (Yiteng)https://amzn.to/3wnyDno1枚
Raspberry Pi 4 Model B 8GBhttps://amzn.to/3glxhUY1個
Raspberry Pi 4 ケース, 超薄型アルミニウム合金ケースhttps://amzn.to/3cCMWwP1個
アルミサークル 0.5mmX100Φ ブラック C-6039 (久宝金属製作所)https://amzn.to/2TpJwXx1個
ADS1115 4チャンネル 16ビット I2C ADC モジュール (HALJIA)https://amzn.to/35elNMs1個
高放熱ギャップ・フィラー 高放熱シート
100mm×100mm×厚さ2mm WW-GAP-B20 (ワイドワーク)
https://amzn.to/3gs3wAE1枚
リレーモジュール (ELEGOO)https://amzn.to/3cFM3Dv1個
水温センサ DS18B20 (DiyStudio)https://amzn.to/3zn9c7A1個
エアーポンプ (Sehrgutjp)https://amzn.to/3cFMMVf1個
温湿度センサ DHT11https://amzn.to/3pN75ph1個
水中ポンプhttps://amzn.to/2SzCpeK1個

開発中のデモ構成写真

【機能】

  • 水耕栽培用の水温調整(ペルチェ素子)
  • 水への酸素供給(エアーポンプ)
  • 水の補給(水中ポンプ)
  • 水温チェック(水温センサ)
  • 温湿度チェック(温湿度センサ)
  • 取得したデータのグラフ化(Raspberry Pi4 Model B)
  • ホームページへの掲載(Raspberry Pi4 Model B)

本内容にてMaker Faire Tokyo 2021に申し込む予定です。

申請が通れば展示したいと考えています。

電子工作:Fish Watcher

新型コロナウィルスも落ち着いてきた今日この頃,今年もMaker Faire Tokyoが開催されることを願い,Maker Faire Tokyo 2020に向けた申し込み用の作品プロトタイプを作ってみました。


【作品の動画説明】


【作品について】

Fish Watcherは,「釣り竿+スマートフォン」,「浮遊する透明ケースに入れたRaspberry Pi zero W+カメラ+リチウムイオン電池」の構成となっています。

スマートフォンは,テザリングにてRaspberry Pi zero WとWifiで接続します。

Raspberry Pi zero Wは,Python Tornade Webサーバーとして,カメラ画像をWebSocketにて配信します。

釣りをしている際に,水中の様子を見られるようにするための作品となっています。

実際のプロトタイプ試作機がこちらになっており,こちらの画像は既に動作していて,Raspberry Pi zero Wについているカメラから釣り竿のリールが映し出されている様子です。

お風呂場での実験では,ケースが水上を移動し,それに合わせてスマートフォンの水中動画も動くことが確認できました。


【Fish Watcherの応用】

カメラが無線化となったことから,カメラの位置を色々と変えられる。

のうぐらぼの作品への適用としては,Maker Faire Tokyo 2018,2019で紹介した鳥獣ジャマー用のカメラを無線化するなどを考えている。

画像を受信する側がPC等で,ある程度の処理性能がある機器であれば,物体認識処理をすることもできるので,他の用途としても使えそう。

実際に,鳥獣ジャマーで使用していた学習済みモデルを使い,Raspberry Pi zero Wから送られてくる画像を用いて,物体認識をさせてみました。

カクカクの動きですが,物体認識できていることが確認できました。


【まとめ】

・Fish Watcherにより,カメラの無線化を実現。

・お風呂場の実験では,それなりに動画を確認できた。

⇒釣りでの実験は後日実施。

・PC等で動画を取得すれば,物体認識処理を入れたシステムの構築ができる。

⇒いろいろな用途として使えそう。

・動画の描画速度の改善は今後の課題。


とりあえず,非常事態宣言が解除されたので,近いうちにFish Watcherを使って釣りをしに行きたいと思います。

Maker Faire Tokyo 2019 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2019/08/04

Maker Fiare Tokyo 2019の二日目(2019/08/4)も鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園(Vermin Jammer + IoT Vegetable Garden)を展示しました。

二日目も展示を見に来ていただけるお客様が多く,またIBM Cloudに代わるよいものなどの紹介もあり,来年に向けて調べていきたいと思いました。

「のうぐらぼ」の展示をご覧いただいた皆様,出展にあたり,ご協力いただいた会社同僚,関係者の皆様,本当にありがとうございました。m(_ _)m

来年は,農業の工作にもつながる,釣り関連の電子工作などができたらいいなと考えてます。

いろいろと調べなければ...

Maker Faire Tokyo 2019 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2019/08/03

Maker Fiare Tokyo 2019の初日(2019/08/3)にて,鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園(Vermin Jammer + IoT Vegetable Garden)を展示しました。

展示物をご覧いただいた皆さまありがとうございました。

今年は,昨年の開発物(鳥獣ジャマー)にIoT家庭菜園(IBM Cloudに温度,湿度,土壌湿度の各センサ情報を送って,グラフ表示)と異常検知時のBluetoothによるLED電球の操作処理を展示物として揃えた。

結果としては,昨年同様にたくさんの人に来ていただき,また,色々な情報を得ることができた。

まずは初日ですが,一日お疲れさまでした。また,同僚の3名にはご協力いただき,本当に感謝です。

とりあえず,本日の締めは,肉を食って終わりました。

明日も東京ビッグサイト西3,4の I-08-04 のうぐらぼ/NogueLabにて, 鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園 を展示しておりますので,お近くにお寄りの際は,見に来てください。よろしくお願いいたします<(_ _)>

電子工作:鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園

鳥獣ジャマー( Maker Faire Tokyo 2018の展示物 )に温湿度センサ,土壌湿度センサ,IBM Cloudを用いて簡易的な状態を管理できるデモを作成した。

図1 鳥獣ジャマ+IoT家庭菜園ープロトタイプ

①ノートパソコン OR Raspberry Pi3: 全体の処理はPythonで行い,OpenCVの画像処理による鳥獣の検知,シリアル通信にて,各種センサ情報を取得,取得したセンサ情報,鳥獣の検知情報は,IBM Cloudに送信する。

②野菜:家庭菜園で育てる野菜。

③温湿度センサ:DHT11 temperature and humidity sensor module。

④土壌湿度センサ:YL-69 soil moisture sensor。

⑤鳥獣除け:畑では水を撒く装置を使うが,今回のデモでは,MABUCHI RF-500TB ソーラーモーター02を使用。

⑥BLE電球:異常検知時のお知らせ,また,室内の場合は,LEDで野菜を育てるのに使用する。KAWAYOU LED電球を使用。

⑦Arduino:温湿度センサ,土壌湿度センサを操作し,値を取得してシリアル通信にて結果をパソコンへ送信する。

⑧Arduino+MOTOR SHIELD:ソーラーモーターを回すのに使用する。

⑨USBカメラ:野菜の状況を監視するために使用する。ELP Webカメラ 1MP 防犯カメラ 屋外 防水 カメラUSB 720P H.264 赤外線ナイトビジョン USBドームカメラを使用。

⑩IBM Cloud:各種センサ情報,異常検知情報を収集し,状態を監視することができる。


鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園のプロトタイプの動作状況は,動画1の実験動画のようになっている。


動画1 鳥獣ジャマー+IoT家庭菜園

【開発言語】

Python:全体の処理、画像処理,シリアル通信,IBM Cloudとの通信にて使用。

Visual C#:BLE電球の操作に使用。

C言語:Arduinoのプログラムにて使用。


【成果】

Maker Faire 2018では動体検知処理を入れていたが,今回はそれを抜き,物体の認識処理のみで大体の検知はできることを確認した。

各種センサ情報,異常検知情報をIBM Cloudにアップし,サイト上で状況を確認できた。


【今後の作業】

  • ⑦,⑧の無線化(Bluetoothによる無線化)
  • 現在はノートPC上での動作のため,Raspberry Pi3への移植
  • 実際に野菜を育て

【その他】

Maker Faire Tokyo 2017で展示した植物生育診断装置の改良に着手したいなと思う今日この頃。

トリリオンノードが売り出されたら各種装置の小型化を目指したい。


Maker Faire 2019に通りました。8/3,8/4に展示する予定です。

Maker Faire Tokyo 2018 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2018/08/05

Maker Fiare Tokyo 2018の二日目(2018/08/05)にて,昨日に引き続き,鳥獣ジャマー(Vermin Jammer)を展示しました。

初日に引き続き,二日目も沢山の人に来ていただけました。展示をご覧いただいた皆様ありがとうございました。

図1 二日目設置完了(朝飯中)

図2 説明している様子

 

昨年度の作品「植物生育診断装置(LED誘起蛍光法)」の続きを覚えていて見に来てくれた方もいましたが,2018年は鳥獣ジャマーに注力してしまったので,手についてない状況で申し訳ありませんでした。

2017年,2018年の作品まとめなども含めて後日,現状について情報をアップできたらと考えております。しばしお待ちいただきたく,よろしくお願いいたします。

また,展示してました資料は下記のURLからダウンロードできます。

鳥獣ジャマー(Vermin Jammer)

http://nogue-lab.com/paper/MFT2018_paper.pdf

Maker Faire Tokyo 2018 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2018/08/04

Maker Fiare Tokyo 2018の初日(2018/08/4)にて,鳥獣ジャマー(Vermin Jammer)を展示しました。

展示物をご覧いただいた皆さまありがとうございました。

昨年度に引き続き,農業における問題を色々聞かせていただき,大変ためになりました。

  • カラス,鳥各種,いのしし,しか,あらいぐま,たぬき,ハクビシン,猫,etc
  • あらいぐまを捨てる人問題

また,最新の技術をご存知の方からは色々なご助言をいただき,今後の改良につなげていきたいと考えております。

  • 野生動物の学習データをクラウドから提供しているサービス
  • 今更SSD,もっとよい技術あるので,そっちを使っては?(YoLo関連,SSD動向,etc)

 

図1 鳥獣ジャマー(Vermin Jammer)の展示

図2 説明している様子

 

動画 展示物の紹介

2018年8月5日も展示しておりますので,ご興味のある方は展示物を見ていただけると幸いです。

電子工作:鳥獣ジャマー

農作物等の鳥獣被害に対して,OpenCVを用いて動体検知をして,散水機等で追い払うシステムを作れないかなと考え,図1の構成にて,プロトタイプを作ってみた。

図1 鳥獣ジャマープロトタイプ

①ノートパソコン or Raspberry Pi3:Python,OpenCVにて画像処理,シリアル通信を行い,動体検知,動体を脅かすモノの操作を行う

②Arduino uno rev3:シリアル通信にて送られてきたメールに従い,トリガの操作を行う。プロトタイプでは,サーボモータ(SG90)を操作し,スポンジボールガンの引き金を引く

③USBカメラ:動体を取得するためのカメラとなる

④動体を脅かすモノ:プロトタイプでは,サーボモータ(SG90)にて,スポンジボールガンを放つ。(最終的には,散水機等を作成し,鳥獣に水をかけ脅かすなどをしたいと考えている)

⑤動体:デモでは,熊のぬいぐるみを動かしているが,最終的には,あらゆる鳥獣,虫等を学習データを用いて検知したいと考えている。


鳥獣ジャマーのプロトタイプの動作状況は,動画1の鳥獣ジャマープロトタイプ実験動画のようになっている。

動画1 鳥獣ジャマープロトタイプ実験動画

今回開発したプログラムは,Pythonで作成した。

Pythonでは,OpenCVを使用し,以下のフローにて処理を行っている。

  1. USBカメラの画像を取得
  2. 動体の輪郭を抽出
  3. 輪郭の面積が一番大きく,一定以上の大きさ場合,輪郭の重心を表示
  4. ターゲットの中心の赤枠内に,輪郭の重心が表示されたのをトリガとし,スポンジボールを発射する

【成果】

結果として,動画にあるように,動体を検知し,スポンジボールを当てることができた。


【今後の作業】

今後は,以下の点を改善したいと考えている。

  • 自宅の庭で,散水装置を作り,プロトタイプと組み合わせる
  • 猫を鳥獣対象とし,猫の画像にて学習を行い,猫の場合のみ散水する

【その他】

今年度のMaker Faireはこの内容と昨年度展示した魚キャッチセンサーの無線版,植物生育診断装置を改良したもので申請してみたいと考えてます。


※5/31に申請が通りました(*^▽^*)

MFTokyo2018に向けてしっかりと作りこんでいきたいと思います。

貸し農園探し諦める

デジタルな農具を作るにあたり,実際に畑をやってみないと本当に必要なモノが見えてこないということで,貸し畑を調べてみた。

とりあえず,適当に調べて出てきたのが

全国70農園展開中!【シェア畑】

便利なサイトで,地図上から貸し農園を確認することができる。

しかし,現在住んでるあたりにあるかなと調べたが,近くにない...

他のサイトも探してみたが,近くは埋まっていたりしてない。

老後の楽しみでやっている人多いんだろうなぁ。

引っ越すわけにもいかないから,家のちっちゃい庭でやるしかないか...

除草剤撒いてしまって庭の土はダメな状態なので,プランターでなんとかするしかないな。

猫の糞害もあるので,その辺も考慮しながらチャレンジしてみるかな。

 

Maker Faire Tokyo 2017 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2017/08/06

Maker Fiare Tokyo 2017の二日目(2017/08/06)にて,昨日に引き続き,植物生育診断(LED誘起蛍光法),魚キャッチセンサー無線版を展示しました。

本日も沢山の人にお越しいただくことができました。

本展示をご覧いただいた皆様ありがとうございました。

また,ご協力いただきました同僚の皆さまには心より御礼申し上げます。本当にありがとうございました。

本展示で説明させていただいた内容,いただいたご意見,今後の予定等は,後日まとめて記事として載せる予定です。しばらくお待ちください。

また,展示してました資料は下記のURLからダウンロードできます。

植物生育診断装置(LED誘起蛍光法)

http://nogue-lab.com/paper/MFT2017_paper1.pdf

魚キャッチセンサー無線版

http://nogue-lab.com/paper/MFT2017_paper2.pdf


以下,二日目の様子を写真でアップ致します。

①二日目の展示の準備完了

②本日は魚キャッチセンサー無線版を載せてみました。釣り竿にデバイスを取り付けた様子(本来はリチウムイオン電池を取り付けるのですが,申請してなかったので,有線で給電しています)

③説明している様子

④説明している様子

⑤説明している様子

⑥会社の同僚が来てくれました。

⑦同僚から差し入れまでいただきました。ありがとうごじます。おいしくいただきました。

⑧マイクを持って説明させていただきましたが,すごい噛みまくりました。恥ずかしかった。

⑨大量の荷物を持って撤収

⑩また来年も参加できるよう頑張っていきたいと思います。