大学校及び設置科 東北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 ◆機械技術:計測制御応用実習、機械加工、センシング応用実習など◆電気・電子技術:コンピュータシステム技術、実装設計・製作、CAD/CAM技術など◆情報技術:画像計測システム、コンピュータ制御プログラミング技術、計測制御システム構築応用実習など
課題に取り組む推奨段階 ◆機械技術:計測制御応用、3次元CADによる設計などを習得した段階◆電気・電子技術:電子回路技術、CAD/CAMを用いた実装技術などを習得した段階◆情報技術:コンピュータ制御プログラミング技術、計測制御システム構築応用実習など習得した段階
課題によって養成する知識、技能・技術

◆機械技術:プラスチック射出成形機による部品製造の量産効果を理解します。◆電気・電子技術:組込みシステムにおけるハードウェア、ソフトウェアの役割について理解しまし。◆情報技術:GUIアプリケーション開発等の実践力を身に付けます。

製作の目的と概要

野菜や植物の生育には、日光と温度、水分そして肥料が必要です。今回私達は、ハウス栽培において、発熱パネルを地中に埋め、植物の成長に適した地温に調節することで、早く安定的に育てる栽培方法の開発を行うことにしました。さらに、栽培には土を温めることだけではなく光と水が不可欠であることから、これらの制御を行う総合管理システム開発も目的としました。
本テーマでは発熱パネル(アグリヒーター)を最大限に活用し、野菜や植物の生育に適した光と水を制御して作物を安定して栽培できるシステムの開発を目指しました。

成果

システムをハウス内に設置し実験を行いました。ハウスの規模は約20×5[m]です。実験では各種センサBOXからの情報をもとに各装置を動作させました。2種類のセンサBOXから、各種センサ情報と組込みカメラの画像を無線で送信し、PC側で受信できることを確認しました。また、LAN通信による室内監視用カメラの画像送信の確認と、照度・温度センサの情報をもとに照明装置とアグリヒーターを制御することができました。また、地中用センサBOXの防水・防湿試験を行った結果、内部への水分の侵入が無く、問題なく動作しました。しかし、筐体の蓋がアルミニウム製であるため、電波が吸収されZigBee®の通信距離が短いことが分かりました。これについては、今後筐体の改良などを行う予定です。
1日ではありますが、ハウスに設置して野菜、植物の育成に必要な温度・水分・光の3要素の機器を制御することができました。また、各種センサ情報と画像の取得、保存をして過去情報として閲覧することができました。図1は製作したアグリヒーター応用システムの構成図です。
アグリヒーター応用システムの開発(H22)の画像1
図1 システムの構成図