【電子工作】農の自動化は難しく無い【プログラミングを覚えると世界が広がります】

こんにちは無色の畑です。

農業で栽培に関わる装置を作り自動化をしたいが何から始めたら良いか分からないので教えてほしいとか、1人農業なので時間が無い作業を効率化する装置で自動化したい。
あとお勧めの自作装置とかあれば教えて欲しいという人向けの記事です。

結論からいくと電子工作とプログラミングを学ぶ事で、ある程度の物は製作可能です。※エンジン系は省きます。

プログラミングも敷居が高そうに見えますが基本文法だけでも覚えておくと何とかなります。お勧めする自作装置は温度計です。

★自己紹介
38歳で会社が潰れ失業
会社務めは疲れたので自分で事業を作り収入を得る生活を始める。その後、電子工作を始め環境測定装置や自動給水装置などをつくりました。
作業の時間短縮にも繋がっています。

それでは進めていきたいと思います。

①自動化装置製作に必要なスキル

自動化装置製作に必要なスキルを解説します。

1-1　電子工作で電気の知識を深める

電子工作で基本的な電気の知識を深める事ができます。

電気設備で使われる物は電子工作に使われる物と同じで、大きさなどが違うだけだからです。

具体的に説明します。
電子工作では3.3vとか5ｖの電気（電圧）を使います。この電圧で使われる部品は大きな制御系の部品と同じです。モーラーなどの駆動系の部品は12vとか24ｖの電圧を使用します。
これを制御する部品も低い電圧の部品となり電子工作レベルで作る自動化装置も同じという事になります。

自動化する場合マイコンが必要となります。
マイコンとは指示を出したり処理したりする電子部品です。

マイコンには色々な種類がありますが

・aruduino
・ラズペリーパイ

がおすすめです。

参考書籍もたくさんあります。

これ1冊でできる！Arduinoではじめる電子工作超入門　改訂第3版

これ1冊でできる! ラズベリー・パイ超入門改訂第5版 Raspberry Pi 1+/2/3(B / B+)/Zero/Zero W対応

これ以外の部品でトランジスタとか抵抗とかありますが電子工作をやって行くうちに覚えるので大丈夫です。
電子工作は最初LEDを光らせたりする簡単な物から作り始め、最後にマイコンを使用した物を製作する流れが良いかと思います。

1-2　プログラミングの知識があると世界が広がる

プログラミングの知識があると繰り返す作業を自動化する事ができ時間短縮ができます

このプログラミングの知識があるとaruduinoやラズペリーパイなどのマイコンを使う事ができ自分が思うように動かす事もできます。

具体的に説明します。
プログラミング言語はたくさんありますがマイコンに適した言語があるので紹介します。

・aruduino　→C言語など
・ラズペリーパイ　→Python言語など

プログラミングは繰り返す動作を自動化したり決まった時間で動かしたり、条件を設定して動かしたりする事が可能です。
プログラミングは覚えるのが大変と思いますが基本文法だけなら3ヵ月もあれば覚える事ができます。

私は38歳の時にC言語をパソコン教室で学びました。
その時教わった事は自分でネットで調べる事が重要との事でした。検索すれば答えが出てくるのでそれをコピペしたり少し変更したりします。それを続けていくとプログラミングスキルが上達します。
パソコン教室に通って教えて貰う事は少なく自分で調べたりする時間の方が多かったです。

この基本文法を覚えると他の言語もだいたい同じなので以外と覚えるのも苦ではありません。エクセルでのプログラミングもできるようになるので是非プログラミングにチャレンジしてみてください。

12歳からはじめるゼロからのC言語ゲームプログラミング教室

プログラミングはオンライン学習サイトが分かりやすいのでおすすめです。
基本の部分は無料で学べるのでお得です。

②おすすめはwifi温度計

ビニールハウスで温度管理を温度計などで管理している場合は、WIFIを利用した温度計がおすすめです。

wifiに対応させる事でインターネットに繋ぐ事ができます。それにより温度が高くなったらメールなどでお知らせしたりする事ができます。
自動開閉装置が付いていない連棟ビニールハウスは温度を知らせてくれるWIFI温度計は活躍するかと思います。
※自宅から近い又はWIFIの電波を受信できる場所での運用となります。

具体的に説明します。
WIFI温度計について解説します

下の画像は試作機3号↓

wifi温度計の構造は次の通りです。

・マイコンはESP32　　https://amzn.to/2W5E6Om（Amazon）
・温湿度計はBME280　　https://amzn.to/2pJcItx （Amazon）

・ユニバーサル基盤　https://amzn.to/31EcQYL （Amazon）
・電線　https://amzn.to/2BwUaPQ （Amazon）
・ジャンパーピン
・抵抗10kΩ

・電源ACアダプター9v
・電源モジュール3.3v・5v

・単三乾電池3本　https://amzn.to/33XObjp （Amazon）
・三端子レギュレータ3.3ｖ　（TA4803S・コンデンサ2つ）

・単三乾電池3本　https://amzn.to/33XObjp （Amazon）

以上の構成でWIFI温度計ができます

組み立てだけでは動かないのでプログラムを書き込む必要があります。
温度計などはソースコードがネットで公開されているのでそれをコピペするだけです。あとはIPアドレスとかルーターのパスワードを入力するだけで動きます。グラフを表示させるWEBサイトを利用してスマホで温度確認とかも可能になります。過去のデータもエクセルファイルでダウンロードできるので分析などに利用できます。

さらに機能を追加してリアルタイムで処理をする事もできます。

例えば

・設定した温度になったら他の設備を動かしたり
・送風機やカーテンの開閉など

費用に関しては市販の環境制御設備の1/10以下で同じような物（それに近い物）を製作可能となります。故障時も部品交換だけなので安くつきます。

電波が届かない場所でWIFIを利用する場合は格安SIM+中古スマホを使う事でどこでも使用できます。