太陽光とLEDのハイブリッド照明

こんにちは!自作の水耕栽培装置ができないか挑戦中の@Kickchan_tです。

市販の水耕栽培装置を見ていると。。これはもしかしたら作れるんじゃないと思いませんか
実は私たち夫婦も同じように思って実際に自作にチャレンジしてみました

チャレンジの結果・・ 難しいと思っていた水耕栽培もポイントを抑えれば安い市販品だけで簡単に作ることができることがわかりました(◍•ᴗ•◍)♡ ✧*。

でも、そのポイントってなに?? という方が多いと思います。

ご安心くださいませ(〃’ω’)
我が家で大活躍のお手軽な水耕栽培装置の作り方を詳しくご紹介します。

自作で作れる水耕栽培装置の特徴は?

どんな自作の水耕栽培装置ができるのか、写真をご覧ください(ง°̀ロ°́)ง

普通のプラスチックの容器に水耕栽培用のポットが配置されています。本当にこれだけです。作業は鉢を入れるための穴あけのみ。ドリルを使えば簡単に終わります。

ちなみに容器は頑丈なIKEAのTROFASTを使っています。容器を選ぶポイントはのちほどご紹介しますが、水耕栽培だと大量の水を使うので頑丈な容器が必要になるんですねー。これは容器の高さも低いので余分な溶液が必要ないということもあり、本当におすすめです。

自作ならではの工夫あり!4つの大きな特徴があります!

この装置の基本的な機能をご紹介します(〃’ω’)

基本的な機能
  1. 土を本当に使いません。
    • 紹介する方法は水道水 + 液体肥料だけを使用します。土を使いません。
    • 土を使わないので管理が楽です。
  2. 根腐れしないようにエアポンプを使います。
    • 酸素が行き渡らないと、根腐れという症状がおきて植物がうまく成長してくれません。
    • 水耕栽培だとエアポンプを使うか、溶液を循環させます。
    • 今回は簡単なエアポンプを使うことにしました。簡単なので安心してください。
  3. エアポンプの自動制御をします。
    • エアポンプは必須なのですがどうせだったら工夫して運用したいですね。
    • 市販のタイマーを使用して、効率的に運用します。
    • 夜間エアポンプの音が気になるときにはタイマーで切ることもできますよ。
  4. 水のやり忘れを防ぐために自動給水します。
    • 水耕栽培にとっては水量が大事です。
    • 水量が足りていないと。。栄養を補給できないですね。
    • とは言っても水やりはめんどう。。ということで市販の簡単なペットボトル給水機で給水します。

容器の準備と穴あけをします。

ここでの作業は非常に単純です。フタ付きの容器を準備して穴をあけるだけです。

できた穴に栽培用のポットを入れれば準備完了です。野菜がスポンジを土の代わりにし成長します。養分は溶液に浸った根から吸収しているんです。

水耕栽培用の栽培ポット受けのイメージ

この状態を実現するために容器を作製することになります。流れは単純ですよ(〃’ω’)

容器の作製のながれ
  1. 水耕栽培に適した容器の準備。栽培用のポットを差し込むためにフタが必要です。
  2. 穴あけ作業をもくもくと。。

容器を準備しましょう。おすすめの容器のえらびかた。

容器はフタつきだったらなんでもいいんですが、ポイントがあります。ポイントを押さえて失敗しないようにしましょう٩( ‘ω’ )و

容器をえらぶときのポイント💡
  1. 容器の高さがなるべく低いものをえらぶ
  2. 強度が十分にある

それぞれ説明させてください🙇‍♂️

容器の高さはなるべく低いほうがいい。

水耕栽培装置は文字通り水を使います。でも野菜を育てるのにわざわざ底の深い容器を使う必要はありません。

明らかに溶液が無駄です(×_×;)

容器の高さが低ければ、不要な水の量を減らせます。メンテナンスも楽になるので頭の片隅に入れておきましょう。

水耕栽培の容器の選び方

水耕栽培に使う容器の強度は十分にないと危険!

水耕栽培は水を大量に使います。プラスチックの容器にたぷたぷになるまで水を入れるんです。そのうえ穴あけなんて。。

もし、強度が弱い容器を使うと。。

Warning ! 強度が弱い容器を使ったら。。
  • 水の重量に耐えられずに壊れてしまい、水浸しに。。
    • 水は意外と重さがあります。スーパーで水はあまり買いたくないですよね。。
    • 室内が水浸しになると損害が大きくなります。家電だと最悪ですね。。
  • 穴あけ加工に耐えれない。
    • 水耕栽培用の鉢を入れるためにフタには無数の穴をあけます。普通の容器はそのために設計されていません。。
    • 穴を開ければ開けるほど全体の強度は下がりますね。ペラペラな強度が弱いものは耐えられません。

始めたばかりの頃は100円均をまわってみたんですが、どれもペラペラでした。。安物買いの銭失いになりそうだったので買いませんでした。。

ちゃんとした強度があるものを選びましょう

ちなみにおすすめの容器は?

なかなか探していた容器が見つからなかったので、わたしが見つけたフタ付きの容器をご紹介しますね。IKEAのTROFASTです。こちらは先ほどの条件も満たしますし、何よりもおしゃれなのでおすすめです。

参考にしてください🙇‍♂️

容器のフタに穴をあけましょう。

容器を選んだので次は栽培ポットを入れるための穴あけ加工です。開ける穴のサイズは栽培ポットに合わせて作ります。

今回はアマゾンで買える水耕栽培ポットを使います。繰り返し使えるのでいい買い物だと思います。

 

このポットのために用意した容器のフタに穴を開けます。こんな感じでスポっと入ります。

自宅で水耕栽培装置を作っている様子。穴を開けて水耕栽培ポットを設置

栽培ポットの端がフタに引っかかっている感じです。

水耕栽培用の栽培ポット受けのイメージ

言うのは簡単ですが、プラスチックに穴を開けることになるので何かしら工具を使わないといけないいけません。一番簡単なのは電動ドリルを使った方法かな。。と思っています。一例をご紹介しますね。

まずは開ける穴のサイズを決めよう。

今回の水耕栽培装置はアマゾンで簡単に手に入る栽培ポットを使います。

こちら測ってみたところ内径が22mmで外径が32~33mm程度でした。ということで22mm以上32mm未満のサイズを狙って穴を開けることになります。強度を重視すると22mmより少し大きい程度を狙うことになります。

水耕栽培用ポットのサイズを測定している様子

穴あけ作業をしましょう。数が多いと大変なのでドリルがあったほうがいいかも。

それでは穴あけ作業です。

穴あけ作業は色々方法があると思いますが、重要なのは円形の穴をサイズを調整しながらどう開けるかです。

私はテーパーリーマーという工具を使ってあけました。テーパーリーマーはぐりぐり徐々に穴を開けていくので微調整がすごい簡単にできます。本来はアルミも加工できるみたいなのでプラスチックのフタなんて簡単に貫通できます。

テーパーリーマで穴あけをしている様子。

電動のものはこちらです。こちらは中心位置を開けるためのパンチもついているので便利ですね。

基本的な機能は完成しました。スポンジ培地で野菜を育ててみましょう。

実はこれで基本的な水耕栽培装置の作製は終わりです。。!

今まで準備した容器でどうやって水耕栽培できるのかご紹介します!

水耕栽培ではスポンジを土の代わりに使います。この画像は実際の栽培の様子を写真で示しています。

水耕栽培では本当に水だけでできる。土の代わりにスポンジを使います。

水耕栽培の大きなメリットである土を使わない野菜の栽培は、スポンジを使うことですごい簡単に実現できます。

私は本当に農業は素人で、野菜の栽培経験がありません。。そんな私でもスポンジで実際に育てることができました。植物は生命力が高いです。根が張れればすくすく育ちますよ(°̀°́)

私のオススメは水耕栽培用のスポンジを使う方法です。

家庭用のスポンジを使ってもいいとは思いますが、水耕栽培用のスポンジをオススメする理由があります。

水耕栽培用のスポンジの使用をオススメする理由
  • 自分で切る必要がない。家庭用のスポンジをハサミできるのは手間ですし、毎回少し危険です。
  • サイズが均一。自分で切る場合にはサイズがバラバラになります。
  • 数の割に安いです。大量生産の恩恵ですかね。
  • 水耕栽培専用なので、切り込みがあり使いやすいです。

タネをスポンジ培地に植えましょう。タネを置いて水に浸すだけです。

ついでにどうやってスポンジ培地で発芽させるかをご紹介します。参考にしてください🙇‍♂️

スポンジ培地を浸すことができる容器を用意します。

適当なトレーを用意して十分に水を張ります。そこにスポンジを切り離して水につけます。

手で押して完全に空気を抜く。

スポンジは苗の培地となります。水が行き渡っていないとタネが発芽しませんので、十分に空気を抜きましょう😄 手で押しつぶすと空気がしっかり抜けます。スポンジが水に浮かないことを確認しましょう💡

スポンジにタネをまきます。

水耕栽培用のスポンジ培地にはちゃんと切り込みがあります。その切り込みにタネを入れるとバランスよく種まきできます。

スポンジが乾かないようにひと工夫。柔らかいトイレットペーパーでおおいます。

タネの表面が乾かないようにトイレットペーパーでおおいます。トイレットペーパーの一部が水に浸りますと吸水性が良いため全体に行き渡ります。結果として培地全体を浸すことができます。

浸すと、、

苗が成長したら栽培ポットに入れます。あとはこれを作った水耕栽培装置に入れれば完成です。

さきほど蒔いた種は1週間もすると芽を出してきます。ある程度成長して根がでてきたら作成した水耕栽培装置に動かしましょう。

用意した栽培ポットにスポンジに入れましょう。ピンセットを使うと簡単です。

水耕栽培に最適なポットとスポンジを紹介している画像。

 

これで完成です!お疲れ様でした!

余裕がある場合にはぜひこれからご紹介するエアポンプやLED照明を使った水耕栽培をおすすめします。

成長を促進するためにエアポンプを導入しましょう。

そもそもエアーポンプの役割ってなんでしょうか??
エアーのポンプなので空気を送ることが目的です。空気が必要な理由を考えてみましょう。

野菜にも酸素が必要。窒息して根腐れしちゃいますよ!

野菜も成長するために酸素が必要です。
根から酸素を吸収しているので根がちゃんと酸素を吸収できる状態なのかが重要になります。

水耕栽培を考える前に土壌栽培の状態を考えてみましょう( ಠωಠ)

土壌栽培の通常の状態は?

土壌栽培だと水耕栽培とは違って土で栽培します。当然ですね。

植物はその土の隙間に入り込んだ酸素を吸収しています。空間があるので根が酸素に触れることができるんです。

適切な土壌の状態なので根が十分酸素を吸うことができ根腐れが起きていない様子。

土壌栽培で水をやりすぎてしまったら?

土壌栽培だと土の隙間に入った空気から酸素を取り込むことがわかりました。

もし、水をやりすぎてしまったらどうなるでしょうか?

土の隙間がなくなって、空気が隙間にはいれなくなっちゃいます(×_×;)
水のやりすぎで根腐れしてしまう原因について説明した画像

土壌栽培だと水をやりすぎると根が酸素を吸えなくなり”根腐れ“という状態になります。
根腐れすると野菜がちゃんと育ちません。。

水耕栽培だとどうすればいい?ここでエアーポンプの登場です。

野菜の水耕栽培でも同じことが起きます。もし水耕栽培で根までたっぷり水につけてしまうと土壌栽培の水のやりすぎと同じ状態になってしまいます。。

水耕栽培はエアーポンプを使って酸素を供給しよう!

酸素が足りないのなら酸素を供給してあげればいいんです。水耕栽培をしている人がエアーポンプを使う人が多い理由ですね(◍•ᴗ•◍)♡ ✧*。
水耕栽培でエアーポンプを使うことにより適切に根に酸素を供給している様子。

特に夏はエアーポンプ必須かもしれません。

夏は気温が嫌になるくらい上がりますが、温度が上がると水に溶け込んでいる酸素の量”溶存酸素濃度”がどんどん低下していきます。

このグラフでは横軸が温度で、縦軸が溶存酸素濃度です。温度が上がると溶け込んでいる酸素の濃度が下がっていることがわかりますね。

溶存酸素濃度と温度との関係を表したグラフ

こちらからデータを引用してグラフを作製しました。

夏の間は植物が酸素不足になっているかもしれません。エアーポンプを使えば少しは改善するかもですね。

エアーポンプを選びます。一般的な水槽用のものです。

エアーポンプの重要性がわかったところで早速設置しましょう。水耕栽培用のエアーポンプはないので水槽用のものを使います。

エアーポンプを設置します。逆流しないように少し高めに設置します。

エアーポンプを選んだので次は設置します。

単純にチューブをつないで設置するだけですが、少しだけ注意点があります⚠️

設置の際の注意点⚠️
  1. 溶液が逆流する可能性があるので、容器より高いところにおきましょう。
  2. さらに逆流防止弁をつければ安心できますね。

チューブをつないでいる黒いプラスチックが水の逆流を防ぐための弁です。このように逆流対策はしましたが安全のためポンプは水面より高いところにおきました。


安いので買っておくのをお勧めします。

エアーポンプにエアーストーンとチューブをつなげば完成です。

エアーポンプが準備できたのであとは実際に水耕栽培用の容器に空気を送りこみます。

シリコン製のチューブとエアーストーンを使います。

おすすめの組み合わせ💡
  • チューブはシリコン製のものを使います。劣化が少ないからです。
  • エアーストーンを使うと細かい泡になって容器全体に空気を循環できます。

チューブは切ってエアーポンプとエアーストーンに差し込めば完成です。チューブに伸縮性があるので差し込むだけで大丈夫なんです。

これらを組あせてみた写真がこちらです(◍•ᴗ•◍)♡ ✧*。

ちなみにご覧のとおり3口にしました。なんとなく広く行き渡るようにしたいなと思いまして。。効果はわかりません🙇‍♂️

エアポンプの制御はできる?デジタルタイマーを使いましょう。

野菜を栽培しているだけなので、熱帯魚のようにずっと空気を送り続ける必要はない気がします。

夜間は気温も下がるはずなので溶存酸素濃度も高くなるはずですね。

寝室においてくにはうるさいし。。

といった場合にはデジタルタイマーを活用しましょう。デジタルタイマーはAC電源を設定したスケジュールにしたがってON/OFFできる機械です。

我が家で使っているのは15回分のON/OFFを制御できるものです。

水やりを簡単にしよう。自動給水機のとりつけ方法

水耕栽培をしていると水位の低下が一番の悩みだと思います。水位が下がる原因と下がったままにしておくと何が起きるでしょうか?

水位が下がる原因と水位が下がると起きること

水位が下がる原因💡
  • 野菜が成長するときに吸収します。当たり前ですね
  • 水分は植物に吸収されなくても蒸発により減ってしまいます

夏は水の管理が大変なのに加え、旅行やイベントで家を数日留守にすることも多々あります。水位が下がると何がおきるでしょうか?

水位が下がるとおきること⚠️
  • 根の接触が少なくなり栄養の吸収が遅くなってしまいます
  • 根の短い苗では栄養や水分を十分に補給できず枯れてしまいます

せっかく育てた野菜が枯れてしまうのは悲しいですよね。。気にせず旅行にも行きたいですし、何かしら対策を考えたる必要があります。

水位低下の対策!自動給水がベスト!

アクアリウム用の自動給水機を使う方法が一番簡単です。我が家の水耕栽培器にとりつけた様子です。右側に1.0Lのペットボトルがありますが、ここに溶液が入っています。

自動給水にはニッソー 自動給水器水足しくんを使いました。簡単に自動給水を実現できます。

自宅の水耕栽培装置に自動給水装置を取り付けた様子

溶液を入れるタンクはペットボトルです。ニッソー 自動給水器水足しくんを取り付けています。ここに飲み終わったペッドボトルを差し込んでいます。

自作の水耕栽培装置に自動給水機を取り付けた様子。水たしくんを使用している

水たしくんを使うメリット💡
  • 自動給水が本当に簡単にできます
  • 1Lのペットボトルが使えるので水耕栽培であれば夏でも結構持ちます。私の感覚だと夏でも1週間もちます。
  • 溶液のタンクとしてどこでも手に入るペットボトルが使えます。
  • 価格も安く、失敗しても問題ない値段です。

水足しくんを少し改造するのも◎

ちょっとぐらぐらするようだったら工具を使ってしっかり固定するのもありです。加工がしやすいので余裕があればカスタマイズすることをお勧めします💡

  • まず端っこ。干渉するので切っちゃいます。
  • 内側にも突起があるのですが、私の容器だと干渉しちゃうので切っちゃいます。

水足しくんをこれから改造する設計画像。

外側をぎこぎこ切る。

ここは地道な作業です。丈夫なので少し骨が折れます😲
水足しくんをカスタマイズしている画像

内側を切る。

内側を切るのものこぎりでも良いのですが、家にせっかくルーターがあったのでそれで切っちゃいます。
水足しくんを改造中。

切断完了

切り終えました。キレイに切れた気がします😊
水足しくんをカスタマイズしている画像

固定のために穴あけ

固定する部分を切ってしまったのでネジとかで固定する必要があります。接着剤でもいけるかもしれません。今回はネジで固定することにしたので、穴あけを行います。
水足しくんを水耕栽培の容器に取り付けている様子

ついに完成。ガッチリ固定できましたよ。

ネジで固定しました。割とすっきりしましたね。固定が不安定だなと思ったら試してみるのもありかと思います!
水足しくんを取り付けた様子。

ところで原理は?

ペットボトルを逆さに固定しているので水がどばどば出てきちゃいそうですが実際にはそんなことはありません。実は水が押し戻されているんです。空気の重さである大気圧が押し戻しているんです。
供給先の水位が下がると、ペットボトルの口と水面に隙間ができるので水面からの大気圧が伝わらなくなって(1)供給先に水が流れ込みます。するとまた(2)水位が上がってペットボトルの口を塞ぎ、(3)大気圧が伝わるようになって水が止まる。ということなんですね。

余裕がある人は追加の機能をプラス。LED照明も導入しましょう。

余裕がある人はLED照明をプラスしましょう(*´罒`*)ニヒヒ

太陽 + LEDのハイブリッド運用で成長促進間違いなしです。

水耕栽培に太陽とLED照明を使うハイブリッド照明を導入。成長が促進される。

太陽+LEDのハイブリッド運用
  1. 発育促進のためにLED照明を導入します。
  2. 太陽光もちゃんと利用できるようにします。

普通はLED照明を入れるとLED取り付け板が光を遮ってしまいます。でもLEDをアクリル板に取り付けてしまえばどうでしょう??

アクリルは透明なので太陽の光も通します
LED + 太陽光のハイブリッド運用ができます。

野菜の成長が期待できるLED + 太陽光のハイブリッド育成。導入を考えてみるのもいいかもしれません。

LED照明回路の自作

室内での栽培では日光が入りにくいというのもあり、人工的に光の補助をしてあげる必要があります。ただ室内であれば電気は潤沢にあるので夜も照らすことができるというメリットがあります。照明にあたってはLEDを使いますが、ここではLED回路を自作した例をご紹介します。こちらは電気を使うので自己責任でお願いします。

LED照明の駆動

Raspberry PiでLED照明を駆動する方法についてご紹介します。お手軽装置なのでプログラムもシンプルにしています。

LEDの駆動 パルス駆動

実はLEDを常時点灯しなくても植物は育つのです。電気代を節約しつつ植物の成長も止めない制御方法についてご紹介します。

LED照明の取り付け

LEDが点灯するようになったので、お手軽装置に取り付けます。アクリル板を使って太陽光も取り込みつつ、光が差し込まない夜間はLEDの照明で常時成長を促すことができるようにします。

まとめ。

LEDを使わなければ必要な加工は穴泣け加工くらいという、非常に簡単なシステムを紹介しました。穴あけも非常に簡単な方法を紹介したので工作未経験の方でも導入できると思います。初期費用はかかりますが、結構栽培できるので意外とお得ですよ😁

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はげみになります♡(人>ω<*)