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植物工場制御工学学習システム

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農業 × 制御技術の学習カリキュラム
この教材は「農工連携」をテーマとして開発しました。農業に関連した情報環境や制御システムの構築に携わる方に対して、制御システムの考え方、センサー類の選定やネットワークに関する技術教育を体系的に学べる学習カリキュラムです。
  • ICTや制御技術の導入のために、農業従事者・農業関連サービス従事者を対象とした制御技術実習カリキュラム
  • 丁寧に解説されたテキストと実験を映したムービー解説
  • 電気の知識およびPLC、マイコン制御、ネットワーク技術を学べる

商品仕様

商品名 植物工場制御工学学習システム
型番 AKM-1502
AKM-1502-01
AKM-1502-02
AKM-1502-03
製造者 株式会社アドウィン
サイズ アルミフレーム架台 W700×D500×H1400(mm)
栽培槽 W530×D365×H160(mm)
液肥槽 W530×D365×H160(mm)

ラインアップ

型番 商品構成 価格
AKM-1502 植物工場制御工学学習システム 基本セット(装置一式) 700,000
AKM-1502-01 No.1 入門編(PLC制御) 200,000
AKM-1502-02 No.2 基本編(マイコン制御+PCアプリ) 200,000
AKM-1502-03 No.3 応用編(カードPC+ネットワーク制御) 200,000

各部名称

No. 名称 仕様
a :液肥ポンプ
b :灌水ポンプ
c :クーラーポンプ
電源:AC100V
ポンプ動作電圧:DC12V 1.1A
最大吐出量(0m)約12L/分
LEDライト 電源:AC100V
R(赤)G(緑)B(青)各々の光量を調節可
6W×20チップ=120W
25cm位置で20000Lx 相当
水位センサ(栽培槽) 電源:DC2.7~3.3V
測距範囲:4~50cm
応答速度 40ms
水位スイッチ(液肥槽) 使用電圧 最大 AC100V/DC100V
フロートスイッチ
取り付け方向により液位上昇でON,下降でON
水温センサ B特性 抵抗値(25℃):10kΩ±1%
使用温度範囲:-50~+110℃ SEMITEC/103AT-2
湿度センサ 電源:DC5V
測定範囲湿度0~100%
応答速度 5sec
電磁弁 電源:AC100V
NC(通電時開)形
作動圧力差範囲 0~5MPa
オリフィス径 φ3
ヒーター 電源:AC100V
定格消費電力 120W GEX/SH120
クーラー 電源:AC100V
ペルチェ式
定格消費電力 245W
適合水槽 水量60L以下 淡水・海水用
PLC 電源:AC100V
PLC制御ソフトウェア -
USB接続
マイコンボード
電源:DC5V
入力 最大20ピン
出力 8ピン(オープンコレクタ出力)
入出力兼用 最大16ピン
DCモータユニット 電源:DC5V
RaspberryPI 電源:DC5V
GPIO:40ピン(UART,SPIを含む)
キーボード USB接続
日本語JISキーボード
マウス USB接続
液晶モニタ 電源:AC100V
HDMI入力つきモニタ
1280×800
WEBカメラ Raspberry Pi 用
静止画解像度: 2592×1944

カリキュラム(No.1 入門編 / PLC制御)

STEP タイトル 内容
はじめに
1 電気の基本1 スイッチとLED の点灯回路
2 電気の基本2 直列回路と並列回路
3 電気の基本3 ポンプの制御 磁気リレーの利用
4 電気の基本4 ポンプの制御 自動注水自己保持回路の利用
5 電気の基本5 無接点リレーの利用
6 PLCの利用1 ポンプの制御 – 入力と出力の切り分け
7 PLCの利用2 ポンプの自動注水
ポンプの自動注水(応用課題)
8 PLCの利用3 植物への定期灌水
植物への定期灌水(応用課題)
9 PLCの利用4 送風ファンのPWM制御
送風ファンのPWM制御(応用課題)
10 PLCの利用5 温度測定とヒーター制御
11 PLCの利用6 温度制御 – オン・オフ制御
12 PLCの利用7 温度制御 – PID制御
13 PLCの利用8 温度制御 – クーラーの利用
14 PLCの利用9 水位の測定と排水バルブの制御
15 PLCの利用10 LEDライトの制御
LEDライトの制御(応用課題)
16 PLCの利用11 湿度の測定

カリキュラム(No.2基本編 / DCサーボ制御)

STEP タイトル 内容
1 概要
2 動作環境
3 実習装置 パーツ構成
4 実習装置 各部名称
5 最終課題「サーボ機構」
6 開発環境の構築
実習 01 デジタル出力1 VCS アプリからLED を点灯・消灯する
実習 02 デジタル出力2 実習01 のコード分割記述+ LED 点灯パターン変更
実習 03 デジタル出力3 LED を自動点滅させる
実習 04 デジタル入力1 SW の状態をLED に反映する
実習 05 デジタル入力2 実習04 + VCS 画面へフィードバック
実習 06 アナログ入力1 ポテンショメータVR1 の角度を10 ビット[0 ~ 1023] 表示
実習 07 アナログ入力2 実習06 +入力値を[0 ~ 100] に変換+プログレスバー表示
実習 08 PWM 出力1 ポテンショメータの角度によってモータ回転数を可変
実習 09 PWM 出力2 実習08 + モータを正転・逆転させる
実習 10 PWM 出力3 実習09 + PWM 周波数を調整する
実習 11 アナログ入力 ポテンショメータVR2 の入力値を補正する
実習 12 ON-OFF 制御 入力ダイヤルの矢印角度に、出力矢印角度を追従させる
実習 13 P 制御 入力ダイヤルの矢印角度に、出力矢印角度を追従させる
実習 14 PI 制御 入力ダイヤルの矢印角度に、出力矢印角度を追従させる
実習 15 PID 制御 入力ダイヤルの矢印角度に、出力矢印角度を追従させる

カリキュラム(No.2基本編 / 植物工場制御)

STEP タイトル 内容
1 概要
2 装置簡易図
3 装置外観の各部名称
4 マイコンボードの準備
5 入出力機器構成
6 入力機器のしくみ
7 サンプルソース
実習 01 デジタル出力1 ポンプ駆動
実習 02 デジタル出力2 栽培槽への定期灌水
実習 03 デジタル入出力 液肥槽への自動給水
実習 04 アナログ入力1 水温取得
実習 05 アナログ入力2 湿度取得
実習 06 アナログ入力3 水位取得
実習 07 アナログ入力+デジタル出力 水位制御
実習 08 PWM 出力1 風量調節
実習 09 PWM 出力2 ヒーター調節
実習 10 アナログ入力+ PWM 出力1 加熱ON-OFF 制御
実習 11 アナログ入力+ PWM 出力2 加熱PID 制御
実習 12 アナログ入力+ PWM 出力+デジタル出力 加熱PID +冷却ON-OFF 制御
実習 13 シリアル通信 光量調節

カリキュラム(No.3応用編)

STEP タイトル 内容
1 システムの目的と構成 温度監視システムの図示
2 Raspberry Piの基本1 設定と基本的な操作
温度の読み取り
3 Raspberry Piの基本2 ウェブサーバの立ち上げ
ウェブサーバの表示
4 PHPの基本1 PHP によるウェブページ表示
クラスの利用
5 PHPの基本2 データ送信
PHP によるデータ処理
6 SQLの基本 データベースの基礎
SQLの使用法
7 SQLの基本2 PDO によるデータベース操作1
8 SQLの基本3 PDO によるデータベース操作2
9 ウェブページの応用 JavaScript によるグラフ表示
10 PHPの応用1 メールの送信
11 PHPの応用2 PHP によるデータ通信1
12 PHPの応用3 PHP によるデータ通信2
13 PHPの応用4 カメラ画像の送信

セット内容

実習ユニット
一式
学習テキスト
  • No.1 入門編 / PLC制御
  • No.2基本編/DCサーボ制御/植物工場制御
  • No.3応用編
1
学習DVD
  • No.1 入門編 / PLC制御
  • No.2基本編/DCサーボ制御/植物工場制御
  • No.3応用編
1