大学校及び設置科 中国職業能力開発大学校生産システム技術系
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 電子:マイコン制御、センサー、デジタル回路、通信、安全衛生など 情報:プログラミング、通信、ネットワーク技術など
課題に取り組む推奨段階 応用課程2年(応用課程1年で標準課題の単位を修得後)
課題によって養成する知識、技能・技術

電子:企画開発力、回路設計・製作・組立・調整技術、通信技術、プログラミング技術、報告書作成、発表などの実践力 情報:企画開発力、通信技術、ネットワーク技術、プログラミング技術、検証技術、報告書作成、発表などの実践力

製作の目的と概要

わが国の施設栽培は、単棟の小型ビニールハウスを主体として発展してきており、1棟の平均面積は、欧米のそれに比べると極めて小さく生産性も低い状況にあります。特に施設内部は、温度、湿度、CO2濃度、日照、施肥、収穫等きめ細かな管理が必要です。また、植物にとっては快適ですが、人間には不適な作業環境になりやすく、働くものにとっては労働環境という面からも施設の改善が強く望まれています。
本開発課題では、温室内で、各種センサー・制御機器をネットワーク接続し、集中管理する温室環境コントローラーの開発を行いました。開発にあたっては、労働環境の改善、 既存設備を利用しコントローラーの増設のみで利用が可能なこと、高齢者でも容易に利用が可能なことを目的とし、実用的な製品の開発に取り組みました。

成果

実際の温室を想定し、本開発の実験用のためにミニチュア温室を製作しました(写真1)。内部には、照明、ヒーター、加湿器、屋根開閉モーター、換気扇、循環扇を設置し、制御部により各機器のON/OFF制御を行います。また、センサーユニットを内部に二台設置し、監視部と無線通信を行っています(図1)。
ヒーター、加湿器、循環扇、換気扇、屋根開閉の制御については、動作時刻、目標値の設定に対して正常に動作しました。照明については、暗期中断、間欠照明、日照時間の3つの制御パターンで制御することができました。また、温度、湿度、CO2、照度のセンサーデータの変化をグラフにより可視化したので、農家の人でもわかりやすく状態を確認できると思います。今回は安全上の問題からCO2については制御対象から削除しました。CO2制御以外の温室環境コントローラーの機能については、目標とした機能を満たすことができました。
温室環境コントローラーの開発(H20)の画像1
図1 温室環境コントローラーの構成
温室環境コントローラーの開発(H20)の画像2
写真1 制御部(左)とミニチュア温室