遠隔水やりアプリ

開発背景

私たちは「家庭で植物を育てたいが、つい水やりを忘れて枯らしてしまう」という課題に注目しました。植物を育てたいというニーズは多くある一方で、

• いつ水をやればよいかわからない
• 水の適切な量が判断できない
• 忙しくて水やりの習慣が定着しない

といった理由から、断念してしまう人も少なくありません。そこで、誰でも簡単に植物の管理ができる「遠隔水やりアプリ」の開発を目指しました

設計と実装

本アプリには、次のような機能があります。

• 土壌の乾燥度センサと連携し、水やりの適切なタイミングを判定する機能
• ボタンひとつで適量の水を自動で与える機能
• 水やりの履歴（日時や量）を記録・表示する機能

使用した機器は以下のとおりです。

• Raspberry Pi
• 土壌センサー
• ポンプ（モーターとホース）
• モータードライバ TA7291P
• 電池

実装の概要

このレポートでは、土壌水分センサーを使った自動水やりシステムの実装について説明します。主な技術要素としては、以下の3点があります。

1. Javaによる時刻取得
2. HTTP通信を利用したモーター制御
3. SPI通信を用いたセンサー値の取得

ログイン情報の記録

システムのアクセスや処理の開始時刻を記録するために、Javaの System.currentTimeMillis() メソッドを使用しました。これはUNIXエポック（1970年1月1日）からの経過時間をミリ秒単位で返すため、高精度の時刻情報を取得することができます。 

モーター（ポンプ）のON/OFF制御

モーターの制御は、JavaプログラムからHTTP経由でPHPスクリプトを呼び出す方法で行いました。処理の流れは以下の通りです。

1. JavaプログラムがHTTPリクエストを送信
2. PHPスクリプトがラズベリーパイ上のシェルスクリプト（例：motor_control）を実行
3. シェルスクリプトがGPIOを制御し、モーターを動作させる

この仕組みにより、遠隔からの水やり制御が可能となっています。

土壌センサーの値取得

使用デバイス

• 土壌水分センサー（電極式）
• MCP3002（10ビットA/Dコンバータ）
• Raspberry Pi（SPI接続）

センサー値の読み取りコード（C言語）

以下は、SPI通信を通じてMCP3002からアナログ値を取得するC言語の関数です。

この関数では、wiringPiSPIDataRW() を使ってSPI通信を行い、2バイトのデータを受信します。その中の10ビットを抽出して、0～1023の値として土壌の湿り具合を判断します。

デモ動画