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ITBOX-S-H販売開始

今まで、温度調整ユニットと湿度調整ユニットは、独立していましたが、今回、温度湿度調整ユニットとして、両者を一つにしました。ITBOX-S-Hは、ITBOX-Sに湿度制御機能が付いたものになります。2つのペルチェを独立制御して、それぞれで温度制御と湿度制御を行います。ペルチェによる湿度制御は除湿だけなので、加湿には超音波加湿器を使います。除湿時の温度低下をフィルムヒーターで補います。コントローラはRaspberry Pi 3B+です。WiFi接続で、ブラウザから設定や監視が可能です。

PWM制御可能なデバイスは、(1)温度調整用ペルチェ、(2)除湿用ペルチェ、(3)加湿用超音波加湿器、(4)加熱用ヒーターの4種類です。

基板やファンがむき出しですが、背面にプロテクトガードを取付けることもできます。

湿度50%RHに設定しておけば、ハダニやカビなどの病害虫対策になります。(ハダニやカビは、温度20~30℃、湿度60~80%を好みますが、湿度が60%RH以下では、干からびて死滅します。)

湿度調整可能範囲は、温度26度の時、湿度35%RHから100%RHです。±5.0%RH以内での制御が可能です。

温度や湿度の設定も容易です。開始時間と設定温度、設定湿度を入力するだけです。補間機能で連続的に変化させることもできます。

なお、植物は、土壌湿度70%が最適と言われています。これは、根圏の水分量であり、空気中の湿度とは関係ありません。

ITBOX-S-Hの標準価格は、125,000円(税別、送料別)の予定です。温湿度制御が可能なインキュベータとしては低価格に設定されています。

また、実験目的により、様々なオプションが適用可能です。監視用カメラや各種センサの追加、ソフトウエアの改修などにも対応いたします。

オプションで、フィルムヒーターをPTCヒーターに変更できます。PTCヒーターを使えば、庫内温度を60度まで上げることができます。卵の孵化(37.5度)や、生まれたての雛の育成、細菌の培養(35度±1度)、鶏肉からのキャンピロバクター分離(42度)など、40度近くの温度が必要な場合には、PTCヒーターをご利用下さい。なお、PTCヒーターを使う場合、最大消費電力が増えるので、ACアダプターは、180Wのものになります。

詳しくは、ここから、お問い合わせください。

日長周期、月長周期に対応

LongPeriodSchedule

ITBOXは、今まで、1日、24時間を単位に動作していました。LongPeriodScheduleを使うことで、24時間を超えて、温度プログラムを設定できるようになりました。例えば、20℃一定を30時間、その後、30℃一定を60時間とする周期で温度を制御できました。しかし、アイティプランターの動作は変更できませんでした。また、温度を徐々に変えていここともできませんでした。

そこで、 新機能のLongPeriodControlを開発しました。 LongPeriodScheduleの上位番となりますが、互換性はありません。LongPeriodScheduleでできることは、LongPeriodControlでもできます。

使い方

ここでは、LongPeriodControlの機能や使い方を説明します。

LongPeriodControlのアイコンをクリックすると、LongPeriodControlが起動して、以下のようなメニュー画面になります。

制御項目は、追加して増やすことができます。

開始日と終了日を設定します。これは、長期間栽培の中では、停電などのトラブルで、ITBOXが停止することがあるからです。もし、ITBOXが停止して、再起動すれば、最初からやり直しになって、数カ月分の実験が無駄になってしまうかもしれません。しかし、開始日と終了日を設定しておけば、終了日前に再起動できれば、LongPeriodControlは、続きを実行してくれます。終了日を過ぎれば、最後の設定値のままで動作が継続します。

補間機能

LongPeriodControlは、開始日と終了日の間は、補間を行います。この補間機能により、日長周期、月長周期を作り出せます。

日長周期は、1日24時間内の温度や日射量の変化のことです。これは、cultivationPrgやtempScheduleで設定できます。開始日と終了日の1日の温度や日射量の変化を設定します。丸印が設定点です。設定点が無い時間は、前後の設定点から直線補間を行います。これにより、朝日が登って、周囲が徐々に明るくなり、夕方、徐々に暗くなるといった日射量変化が実現できます。日射量の時間的な変化は、レタスの結球化や開花時期など、植物の状態に影響を与えます。

月長周期は、1ヶ月毎の日射量や温度の変化です。上のグラフの日射量を実現するには、毎月の開始日、終了日を入れてもいいですし、毎年の1月と6月の開始日、終了日を入れても実現できます。

開始日と終了日の間の時間は、開始日設定値と終了日設定値とで直線補間を行います。

開始日の日射量(点灯時間、照度)から始まり、終了日の日射量(点灯時間、照度)に変化していきます。これにより、徐々に短日化したり、徐々に長日化することができます。

設定方法

まず、栽培プログラムと温度プログラムを設定します。栽培プログラムは、アイティプランターの1日の照明制御や給水制御を行うものです。具体的には、点灯時刻、消灯時刻、光強度(PWM値)、ポンプ動作時刻、ポンプ動作時間(秒)が設定できます。温度プログラムは、1日の温度の変化を設定します。

次に、栽培プログラムと温度プログラムを開始日と終了日に対して割り当てます。これにより、1日を超えた動作の設定ができます。

より正確には、開始日の0:0:0から始まり、終了日の0:0:0に終わります。つまり、開始日 2018/09/03 とし、終了日 2018/0904とすると、2018/09/03の1日だけの動作が設定できます。開始日と終了日が同じ場合には何もしません。また、現在日が、終了日よりも進んでいる場合にも、何もしません。動作させるには、終了日は、必ず、現在日よりも進んでいなければなりません。

また、温度や照明時間の補間は、開始日と終了日の間で直線補間されます。開始日と終了日では、温度や照明時間は、設定値と同じですが、開始日と終了日の中間では、保管された値になります。LongPeriodControlによって、補間される値は、設定温度、PID値、点灯時間、消灯時間です。光強度(Duty)は、PWM値(0%から100%)で変わります。点灯時間と消灯時間の間の光強度は、itplanterControl.jsにより、設定値が補間された値に変わります。

cultivationPrgで、Dutyの設定を、

7:00     0
12:00  90
19:00   0

とした場合、補間がなければ、12時にPWM 90%で点灯し、19:00に消灯します。補間があった場合には、7:00から徐々に明るくなり、12時で最大のPWM 90%の明るさになり、その後、徐々に暗くなり、19:00で消灯します。補間があった場合には、従来とは動作が異なるのでご注意ください。

上のグラフは、15時点灯、15時30分にPWM90%、16時に消灯の実行結果です。直線的に、照度が変化していることがわかります。

従来と同じような動作にするには、

6:59     0
7:00     90
12:00  90
18:59   90
19:00   0

とします。これで、7時から19時まで、PWM 90%で点灯します。itplanterControl.jsの更新が10分毎なので、最大10分の誤差が生じます。

温度は、開始日の温度設定から、終了日の温度設定へと、徐々に変化していきます。また、開始日の栽培プログラムから終了日の栽培プログラムへと徐々に変化していきます。また、アイティプランターのLEDの明るさは、1日を通して、10分毎に、徐々に変化します。10分毎に変化するというのは、~/Node/itplanterControlで、10分毎に、アイティプランターの設定を書き換えているからです。

これにより、春夏秋冬の温度や日照時間、夏至、冬至を再現できます。温度プログラムと栽培プログラムが分離しているので、夏至の日長周期で、冬場の温度環境を再現するようなこともできます。

Raspberry Piの設定

アイティプランターの照度の補間変化は、 longPeriodControlが行っています。longPeriodControlは、Raspberry Piで実行しているJavaScriptです。

pi@ITBOX-SW:~/src/ITBOX $ cat /etc/systemd/system/longPeriodControl.service
[Unit]
Decription=The longPeriodCOntroller

[Service]
Type=simple
Environment=LANG=C
ExecStart=/home/pi/src/ITBOX/longPeriodControl.js
ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}
KillSignal=SIGINT
PrivateTmp=true
Restart = always

[Install]
WantedBy=multi-user.targe

アイティプランターの照度の補間変化を行わない場合には、以下のオプションを設定してください。

ExecStart=/home/pi/src/ITBOX/longPeriodControl.js -ni

システムの仕組み

coderのLongPeriodControlで設定した情報は、

/home/coder/coder-dist/coder-base/LongPeriodControl/saveLongPeriodControl.txt

に書き込まれます。このファイルが書き換わった時に、常駐デーモンの longPeriodControl.js がファイルを読み込み、以下の2種類のファイルを更新します。

(1)栽培プログラム設定用のファイル( /home/coder/coder-dist/coder-base/config/saveITPController.txt )を書き換えます。

このファイルが書き換わると、常駐デーモンのitplanterControl.js が、情報をアイティプランターに送信します。

(2)温度プログマム設定用のファイル( /home/coder/coder-dist/coder-base/config/saveTempController.txt )を書き換えます。

このファイルが書き換わると、常駐デーモンのtempController.jsが、温度制御を更新します。

上記、2種類のデーモンが動作しているかどうかは、CoderのserverCheckで見ることができます。

roorから始まる1行(プロセス)が表示されていない場合には、常駐デーモンが停止しています。Startボタンを押すと開始され、プロセスが表示されます。どうしても、動作しない場合には、ITBOXを再起動してみてください。

 

 

 

 

植物バイオのための小型インキュベータ登場

最近、ゲノム編集技術が発達して、植物のゲノムを修正して、多様な機能を付加した植物が作れるようになってきました。せっかくゲノム編集した植物は、継代栽培して種を増やしたいですね。しかし、ゲノム編集した植物は、屋外で栽培することはできません。必ず、室内栽培しなければなりません。

従来から、人工気象室とかインキュベータと呼ばれる栽培装置が販売されてきました。人工気象室は、大掛かりな装置であり、広い設置場所が必要ですが、栽培できる株数は多くはありません。また、研究用途に設計されていて、価格も高額なので、大量栽培には向いていません。

各社からLEDを使った家庭用水耕栽培装置が販売されていますが、温度調整機能を持ったものは稀で、価格も高額です。安価な家庭用水耕栽培装置に温度調整機能を付加すれば、バイオ研究室で植物栽培に使えます

MITでもOpen AGプロジェクトが提唱され、Food Computersの作り方が公開されています。しかし、このFood Computerは、温めるためのヒーターはありますが、冷却のためのクーラーが付いていません。また、加湿器は付いていますが除湿機はついていません。高温多湿な日本には向いていない仕様となっています。また、部材費だけで20万円ほどします。

株式会社アイティプランツでは、室内栽培装置アイティプランターに温度調整機能を付加するための温度調整キット(ITB-K60-F)を開発しました。低価格で、小型、積重ね可能で、省スペースな空調ボックスです。量産品の部材を利用して価格を抑えた組み立てキットです。自分で組み立てるので、修理やカスタマイズも容易にできます。株式会社アイティプランツが販売するアイティプランターは、USB接続で栽培プログラムを設定できる唯一のLEDプランターです。

アイティプランター

ITBOX-L本体のボックスには、市販のカラーボックスを利用しているため、外観はインテリアと同じです。外部から光が入ってくるのを防ぐために、のぞき窓もありません。ボックス内に配置されたカメラから中の様子を観察します。また、このボックスは、積み重ねができるので、床から天井までボックスを積み重ねることができます。天井までの高さが2mあれば、5台のボックスを積み重ねることができます。

ITBOX-Lの特徴は、温度を制御して植物を栽培するだけでなく、WiFi でインターネットにつなげて、ブラウザから操作することができることです。コントローラーには、RaspberryPi3を採用し、ペルチェをPID制御します。温度、湿度、気圧センサーや照度センサー、ペルチェ素子の温度を測定するセンサー、赤外線カメラ(オプション)、IRライト(オプション)を搭載し、素早く設定した温度に到達します。温度設定も、分単位で目標温度を設定できます。指定の時刻に写真を自動撮影できます。毎日の温度、湿度などの変化は全て記録されます。

また、付属のアプリは、全て、ソースコード付きです。必要に応じて改変が可能なので、研究機関には最適です。コントローラーの内容は、iTelepassと同等です。アイティプランターの制御もできます。LEDライトの設定、アイティプランター内のセンサー情報の収集カメラ撮影などです。

紹介ムービーをごらんください。

植物インキュベータの比較

市販されている植物インキュベータとの比較表があります。

組織培養

本インキュベータの組織培養での利用方法について説明いたします。

機器構成

本インキュベータの機器構成について説明いたします。

温度調整性能

本インキュベータの温度調整機能について説明いたします。

LED放熱対策

温度調整の妨げとなるLED ライトの放熱対策について説明いたします。

ペルチェ凍結防止対策

最大パワーで連続的に冷却するとペルチェが凍結することがあります。ペルチェ凍結防止策について説明いたします。

組立キット内容

組立キットの内容について説明いたします。

組立て方

本キットの組み立て方について説明いたします。

装置仕様

本キットの主な仕様を説明いたします。

アクセスポイントへの接続方法

本キットの導入時のWiFiアクセスポイントへの接続方法について説明します。

ブラウザからの利用方法

ブラウザから、様々なアプリが利用できます。

展示会情報

本キットの実物展示情報です。

購入方法

本キットの購入について説明いたします。

お問い合わせ

お気軽にお問合せください。

NEW

新しく、試験管培養用の空調キット(ITB-S)を開発しました。アイティプランターに直接、温度調整機能を付け加えられるので、非常に低価格です。こちらをご覧ください。