2021年4月11日 / 最終更新日時 : 2021年4月12日 Mayuge Raspberry Pi

Raspberry Piで土壌水分センサーを使った観葉植物の水分量を判定

Raspberry Piで土壌水分センサーを使った観葉植物の水分量を判定するPythonプログラムとその様子について投稿します。

この投稿で紹介しているRaspberryPiはRaspberry Pi3 B+を使っています。

アナログ信号をデジタル信号に変換するMCP3008は専門学校で購入した「OSOYOO(オソヨー) Raspberry Pi 学ぶ電子工作キット 」に入っているものを使っています。
土壌水分センサーはamazonで購入しました。先端が２つに分かれているやつです。

土壌の水分量を判定するプログラム

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

def readadc(adcnum,clk,mosi,miso,cs):
    if adcnum >= 0  and adcnum <= 7:#読み込むチャンネルが0～7の場合
        GPIO.output(cs,GPIO.HIGH)
        GPIO.output(clk,GPIO.LOW)
        GPIO.output(cs,GPIO.LOW)

        cmdout=adcnum
        cmdout |=0x18
        cmdout <<=3
        for i in range(5):
            if cmdout & 0x80:
                GPIO.output(mosi,GPIO.HIGH)
            else:
                GPIO.output(mosi,GPIO.LOW)
            cmdout <<=1
            GPIO.output(clk,GPIO.HIGH)
            GPIO.output(clk,GPIO.LOW)
        adcout=0
        for i in range(11):#MCP3008の10ビットとヌルビットを足した１１
            GPIO.output(clk,GPIO.HIGH)
            GPIO.output(clk,GPIO.LOW)
            adcout <<=1
            if i>0 and GPIO.input(miso)==GPIO.HIGH:
                adcout |=0x1
        GPIO.output(cs,GPIO.HIGH)
        return adcout#0～1023の値を返す
    
    else:#読み込むチャンネルが0～7に無ければ-1を返す
        return -1

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

spiclk=11
spimosi=10
spimiso=9
spics=8

GPIO.setup(spiclk,GPIO.OUT)
GPIO.setup(spimosi,GPIO.OUT)
GPIO.setup(spimiso,GPIO.IN)
GPIO.setup(spics,GPIO.OUT)

try:
    while True:
        value=readadc(0,spiclk,spimosi,spimiso,spics)#valueに0～1023の値がくる   value　入力される値
        print(value," ",end="")
        if value >= 480:
            print("水分が少ないです")
        elif value >= 360 and value < 480:
            print("水分がやや少ないです")
        elif value >= 240 and value < 360:
            print("水分がやや多いです")
        else:
            print("水分が多いです")
        sleep(3)#3秒間隔
except KeyboardInterrupt:
    pass
GPIO.cleanup()

import RPi.GPIO as GPIO

from time import sleep

def readadc(adcnum,clk,mosi,miso,cs):

if adcnum >= 0 and adcnum <= 7:#読み込むチャンネルが0～7の場合

GPIO.output(cs,GPIO.HIGH)

GPIO.output(clk,GPIO.LOW)

GPIO.output(cs,GPIO.LOW)

cmdout=adcnum

cmdout |=0x18

cmdout <<=3

for i in range(5):

if cmdout & 0x80:

GPIO.output(mosi,GPIO.HIGH)

else:

GPIO.output(mosi,GPIO.LOW)

cmdout <<=1

GPIO.output(clk,GPIO.HIGH)

GPIO.output(clk,GPIO.LOW)

adcout=0

for i in range(11):#MCP3008の10ビットとヌルビットを足した１１

GPIO.output(clk,GPIO.HIGH)

GPIO.output(clk,GPIO.LOW)

adcout <<=1

if i>0 and GPIO.input(miso)==GPIO.HIGH:

adcout |=0x1

GPIO.output(cs,GPIO.HIGH)

return adcout#0～1023の値を返す

else:#読み込むチャンネルが0～7に無ければ-1を返す

return -1

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

spiclk=11

spimosi=10

spimiso=9

spics=8

GPIO.setup(spiclk,GPIO.OUT)

GPIO.setup(spimosi,GPIO.OUT)

GPIO.setup(spimiso,GPIO.IN)

GPIO.setup(spics,GPIO.OUT)

try:

while True:

value=readadc(0,spiclk,spimosi,spimiso,spics)#valueに0～1023の値がくる value　入力される値

print(value," ",end="")

if value >= 480:

print("水分が少ないです")

elif value >= 360 and value < 480:

print("水分がやや少ないです")

elif value >= 240 and value < 360:

print("水分がやや多いです")

else:

print("水分が多いです")

sleep(3)#3秒間隔

except KeyboardInterrupt:

pass

GPIO.cleanup()

判定をするプログラムはこちら「RaspberryPiでMCP3008と土壌水分センサーを使った水分量の測定」で紹介したプログラムに判定する条件を追加したものになります。

判定する条件については

1週間と２日水をあげていない状態で測定すると479～482だったので、

480以上の値を最も水分が少ないとしています。

その後、たっぷりと水をあげた状態で測定すると236~238だったので

240より小さい値を最も水分が多いとして、４段階に判定条件を分けました。

以下が４段階に分けた値とprint文で表示する文字列になります。

480以上　”水分が少ないです”
360以上～480未満　”水分がやや少ないです”
240以上～360未満　”水分がやや多いです”
240未満　”水分が多いです”

判定までの間隔は３秒間隔で行っています。

※1週間と２日にした理由は、ローズマリーの葉っぱの先端が水分不足で曲がってきたのが1週間と２日だったのでその日数で測定しました。

水分量を測定している様子↓

実際に観葉植物の土で判定プログラムを実行

ローズマリーとは違う観葉植物で行います。

判定プログラムを実行した様子↓

この観葉植物には２日前に水をあげたので”水分がやや多い”が表示されました。

カテゴリー: Raspberry Pi

土壌の水分量を判定するプログラム

実際に観葉植物の土で判定プログラムを実行

RaspberryPiでMCP3008と土壌水分センサーを使った水分量の測定

Raspberry Piで温度と湿度、明るさ、土壌水分などをまとめて測定してからLINEへ送信