[RaspberryPi][Ruby]ADコンバータ+土壌湿度センサー+Rubyで土壌の水分を計る

#はじめに

育てている盆栽の水やりのタイミングを見える化したかったので、ラズベリーパイ、ADコンバータ、土壌湿度センサーを使って、Rubyで土の中の水分を計測します

#電子部品

• Raspberry Pi 2 B
• ADコンバータ 秋月電子で購入
• 土壌湿度センサー aitendoで購入

＊aitendoで購入したのはコンパレータモジュール(YL-38)と土壌湿度プローブ(YL-96)
＊コンパレータモジュール(YL-38)にはデジタル出力が付いているが、数値の計測はできないみたいなので、アナログ出力を使って、ADコンバータを通して計測していく

#ラズベリーパイの環境

Raspbian GNU/Linux 8
ruby 2.1.5p273

#参考

• Raspberry Pi + ruby + pi_piper + MCP3208でSPI通信 / アナログ入力
• PI-IO
• raspberrypi.stackexchange.com

#計測
##1.ラズベリーパイでSPI通信の準備

デフォルトだとラズベリーパイのSPI通信がオフになっているので、有効化する

cmd

sudo /usr/bin/raspi-config

設定画面を立ち上げて、「9 Advanced Options」を選択、その次のメニュー選択で「A6 SPI」を選択する
その後、再起動

再起動後、lsコマンドで確認する
/dev/spidev0.0と/dev/spidev0.1が表示されればOK

cmd

ls /dev/spi*

＊参考などの他の情報にはブラックリストファイルを開き、spi-bcm2708を有効化すると書いてあるが、必要がなくなったみたい(raspberrypi.stackexchange.comや「spi_bcm2708' no such device」で検索)

##2.計測部品の接続

ブレットボード、ジャンパピンを使ってラズベリーパイ、ADコンバータ、土壌湿度センサーを接続していく。
接続はPI-IOとRaspberryPi GeekのGPIOピン配置を参考に接続していく

ADコンバータのCH0と土壌湿度センサーのアナログ出力を繋げる

##3.必要なgemのインストール

RubyでGPIOを操作するライブラリ「pi_piper」をインストールする

cmd

gem install pi_piper

##4.pi_piperを使ってセンサーの値を取得する

Raspberry Pi + ruby + pi_piper + MCP3208でSPI通信 / アナログ入力のコードを基にコーディングした

ruby

#!/usr/local/bin/ruby
require "pi_piper"

RESOLUTION_AT_12BIT = 0b111111111111.to_f.freeze

PiPiper::Spi.begin do |spi|
  loop do
    _, center, last = spi.write [0b00000110, 0b00000000, 0b00000000]
    center = center & 0b00001111
    center = center << 8
    value =  center + last

    moist_value = RESOLUTION_AT_12BIT - value
    puts "#{moist_value}"

    sleep 0.1
  end
end

pi_piperからGPIOを使おうとするとroot権限が必要なので、rootユーザで実行する

cmd

root@raspberrypi:/home/pi/work# ruby bonsai.rb 
#水分が多いほど値が大きくなる
209.0
209.0
210.0
208.0
209.0
209.0
2.0
0.0
0.0

#その他

値の取得箇所のコードはもう少し勉強して検証したい。
また、盆栽は屋外にあるので、無線で値を取得したい。