💡やること

ADコンバータであるMCP3002を使って、土壌湿度センサー(YL-69)からデータを取得します。
水分によってセンサーの抵抗が変わり、電圧が変化します。
電圧（アナログの値）を取得することで土壌の湿度を知ることができます。

🏁デモ

🔧パーツ一覧

接続図

ピンの接続

💻環境

開発環境

• ラズベリーパイ
  • Linux rpi 5.10.17-v7l+ #1403 SMP Mon Feb 22 11:33:35 GMT 2021 armv7l GNU/Linux
• Python
  • Python 3.7.3 (default, Jan 22 2021, 20:04:44)

ラズベリーパイの設定

本デバイスは、SPI通信を使って制御します。
SPI通信を使用できるように設定する必要があります。
SPIの有効化は、以下のコマンドから実施できます。

$ sudo raspi-config

• Interface Optionsを選択
  • 
• SPIを選択
  • 
• "はい"(or "Yes")を選択
  • 
• これで有効化されます（1回行えばOKです）

モジュールのインストール

apt

pigpioライブラリは、Raspberry PiのGPIOを制御するためのライブラリです。
以下のコマンドは、はじめてインストールする場合のみ必要です。

$ sudo apt install pigpio
$ sudo service pigpiod start
$ sudo systemctl enable pigpiod.service

pip

Pythonに関するモジュールをインストールします。

$ python3 -m venv env
$ source env/bin/activate
(env) $ pip install pigpio
(env) $ pip install gpiozero

📝手順

1秒ごとに、MCP3002からの出力値を取得し、乾燥しているかを判定します。

コード

from gpiozero import MCP3002
from gpiozero.pins.pigpio import PiGPIOFactory
from time import sleep

DRY_THRESH = 0.75

def main():
    # 初期化
    Vref = 3.3
    factory = PiGPIOFactory()
    adc_ch0 = MCP3002(channel=0, max_voltage=Vref, pin_factory=factory)

    while True:
        # MCP3002からの出力値と電圧値を表示
        val = adc_ch0.value
        if val > DRY_THRESH:
            print(f'土壌が乾燥しています。 - value:{val:.2f}')
        else:
            print(f'土壌が湿っています。 - value:{val:.2f}')
        sleep(1)
    return

if __name__ == "__main__":
    main()

実行手順

(env) $ python yl69.py
土壌が乾燥しています。 - value:0.98
土壌が乾燥しています。 - value:0.98
土壌が湿っています。 - value:0.63
土壌が湿っています。 - value:0.58

🔎ポイント

ADコンバータ - MCP3002

ラズベリーパイには、ADコンバータが搭載されていません。
電圧などのアナログな値を計測するためには、外部デバイスを利用する必要があります。
MCP3002は、2CHのアナログ入力のある10bit SPI接続ADコンバータです。
モジュール(MCP3002)からは、0.0～1.0で取得できます。

土壌センサー(YL-69)

YL-69は、水分の状態によって抵抗が変わるセンサーです。
水分が多い環境下では抵抗が上がり、乾燥すると抵抗値が下がります。
今回のシステムでは、抵抗が上がると、MCP3002から取得される電圧が下がります。
センサー自体の精度は高いものではないので、利用環境に合わせて、閾値を見直す必要があります。

センサーの状態	プログラムの出力値
	"土壌が湿っています。 - value:0.63"
	"土壌が乾燥しています。 - value:0.98"

さいごに

この記事も含め、ラズパイの活用方法を

https://zenn.dev/kotaproj/books/raspberrypi-tips

としてまとめ中です。