植物用LEDをRaspberry PiのPythonプログラムからで制御する方法

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今回はRaspberry Piを使って植物用LEDを制御する方法について解説します。植物の自動栽培にぜひ活用してみてください。

また、植物の自動栽培について以下の記事でまとめていますので、あわせてご覧ください。

目次

Raspberry Piとは

ラズベリーパイ(Raspberry Pi)はイギリスのラズベリーパイ財団が教育用に開発したボードコンピュータです。

最新のRaspberry Pi 4では、ARMアーキテクチャを採用したBroadcom製の高性能SoC BCM2711を搭載しており、1.5GHzで動作するARM Cortex-A72が4コアとマイコンボードの中では非常に高速な処理能力を持っています。また、ユーザーがアクセス可能な40ピンのGPIOも搭載しており、外部ハードウェアを制御することが可能です。

詳細なスペック等は以下の記事で解説していますので、あわせてご覧ください。

植物用LEDとは

植物用LEDは植物の成長や開花を促す波長の光を出すことができるLEDです。

赤色やオレンジ色の光は周波数が低く、波長が長いため赤外線に近い光です。一方、青色や紫色の光は周波数が高く、波長が短いため、紫外線に近い光です。

植物が行う光合成は、太陽光の光エネルギーを使って炭水化物を合成する生理的プロセスです。植物用LEDでは、植物が光合成をおこなうのに適した周波数の光を出すことができるようになっています。

今回はフィリップ製の植物用LEDを用意しました。

【日本正規品】フィリップス製ライトレシピ搭載 Grow USB Luminaire 白

こちらが購入したフィリップスのLEDのパッケージです。
LEDの長さは45cmで私が製作する室内プラントに使うには十分な長さでした。また重量も非常に軽く、高い場所への固定も簡単に行えるのでおすすめです。

こちらがLEDの本体です。
電源をRaspberry Piから制御したかったため、タイマーなどが付いておらず、スイッチがモーメンタリタイプでないものを選びました。

電源はUSBコネクタから供給します。

システム構成

植物用LEDをリレーに接続するためのケーブル

サンワサプライ USBケーブル TK-USB2N

フィリップスのLEDをリレー回路に繋ぎ込むため、市販のUSB Aメスコネクタで片側がバラ線のケーブルを購入しました。

こちらがケーブルです。片側がバラ線になっているため、電源とGNDの線のみを使ってリレーに接続します。

電源をリレーに接続するためのケーブル

ウインドアバフト USB 電源用 2芯ケーブル 100cm 2ワイヤ ケーブル電源ケーブル専用 加工用USBケーブル USBワイヤーライト LEDテープ 接続用 電子工作用 USB 2芯ワイヤー

ここからは電源側をリレーに接続するための部材を紹介します。

まずは電源をブレッドボードの回路に接続するための端子台です。
自宅にあった余っていた電子工作用の端子台を使用しました。

こちらは電源をリレーに繋ぎ込むためのUSB Aオスで片側がバラ線のケーブルです。
バラ線側の電源とGNDをはんだ上げをしてブレッドボードの端子台に接続します。(直接リレー回路の端子台に繋いでも問題ありません)

電源はスマホなどの5Vの充電器を流用して使用します。

リレー回路

今回使用するリレー回路については以下の記事で詳しく解説しています。

システム全体の構成

こちらが今回のシステムの全体像です。

一番奥に写っているのが植物用LEDです。
写真中央のリレー回路を通して左下の電源に繋がっています。このリレー回路を右側の黒いケースに入っているRaspberry Piから制御します。

作成したソースコード

こちらが今回作成したPythonのソースコードです。

内容はシンプルでGPIO5番ピンをリレー回路に接続し、点灯時は3.3V、消灯時は0Vを出力しているだけです。

import pigpio
import time

#使用するピン番号を指定
pin1 = 5 #GPIO23番ピンを指定

pi = pigpio.pi()
pi.set_mode(pin1, pigpio.OUTPUT)  #リレー制御用のピンを出力ポートに設定

while True:
    pi.write(pin1, 0) #リレーON
    print("relay on")

    time.sleep(3) #3秒停止する

    pi.write(pin1, 1) #リレーOFF
    print("relay off")

    time.sleep(3) #3秒停止する

動作確認

こちらが先ほどのPythonコードを実行した動画です。

仕様通り、Raspberry PiのPythonプログラムからLEDを点灯、消灯できることが確認できました。

まとめ

今回はRaspberry Piを使って植物用LEDを制御する方法について解説しました。

植物用LEDを使用することで、直接日光が当たらない室内でも植物を育てることができるようになりますので、ぜひ活用してみてください。

また、以下の記事で効率的にPythonのプログラミングスキルを学べるプログラミングスクールの選び方について解説しています。最近ではほとんどのスクールがオンラインで授業を受けられるようになり、仕事をしながらでも自宅で自分のペースで学習できるようになりました。

スキルアップや副業にぜひ活用してみてください。

スクールではなく、自分でPythonを習得したい方には、いつでもどこでも学べる動画学習プラットフォームのUdemyがおすすめです。

講座単位で購入できるため、スクールに比べ非常に安価(セール時1200円程度~)に学ぶことができます。私も受講しているおすすめの講座を以下の記事でまとめていますので、ぜひ参考にしてみてください。

それでは、また次の記事でお会いしましょう。

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