LEDテープを使って水耕栽培装置を自作しました。見た目よりも価格重視で組み立てます

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 水耕栽培もとい、家庭菜園をしていると冬は暇です。寒さのせいで植物の成長は遅く、また種を蒔いてもまず発芽しません。そこでこの閑散期を利用して、室内で育てるための水耕栽培装置を自作することにしました。

 もちろん作らなくても、このような栽培装置は市販されています。ネックは価格で、なんと数万円もします。もしこれで元を取ろうとすると、効率良く育てても数年かかってしまいそうです。もし自分で作ることができたら材料費(と手間)だけでよいので、より低コストで運用できるでしょう。

 ウェブで画像検索すると、栽培装置はライト部分さえ作ってしまえば、あとは適当な箱を用意すればできそうです。最初は光源としてLED電球を考えていました。しかしさらに調べると「LEDテープ」なるものを発見しました。この商品は自由な長さに切って光らせることができるので、明るさの調節がしやすそうです。

 この記事ではLEDテープを使って水耕栽培装置を作ってみます。初めての試みなので、とりあえず形にして、実際に使っていく中で徐々に改良を施したいと思います。それでは通販で材料を集めましょう。

 

 

 

 

用意する部材
  • LEDテープライト
    5050 白色光 300連/5m 一般防水仕様(IP65) 
  • ACアダプター
    12V 2A
  • 伸縮チューブ
    幅10mm
  • 接着剤
    セメダイン スーパーX クリア
  • アルミ板
    縦300mm 横170mm 厚さ1mm
  • 配線コード
    被覆が赤色と黒色のもの(0.5sq)
  • 半田
    スズ60% 鉛40% 線径1.0mm ヤニ入り
  • デジタルコンセントタイマー
  • 発泡スチロール箱
  • DC電源コネクター
  • 両面テープ
  • 幅10mm 厚さ1mmのアルミ平棒
  • ホットメルト接着剤
  • 発泡スチロール箱

 

使用する道具
  • 半田ごて
  • カッター
  • ライター
  • グルーガン
  • 3Dプリンター

 

作り方
  1. LEDテープを長さ25cm×5本に切る
  2. 接点上にある防水被覆を取り除く
  3. 接点に配線をはんだ付けする
  4. はんだ付けした部分に接着剤を盛る
  5. 伸縮チューブを通し、熱で収縮させる
  6. DC電源コネクターを取り付ける
  7. LEDテープをアルミ平板に貼り付ける
  8. 5をアルミ板に貼り付ける
  9. LEDテープ、ACアダプター、デジタルコンセントタイマーをつなぐ
  10. 発泡スチロール箱に設置する
  11. 完成

 

作り方の解説

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 LEDテープとはLED素子などを幅10mmほどの基板に載せたもので、テープの様に曲げられるのが特徴です。写真のようにリールに巻かれており、商品によっては電源ケーブルも付属しています。

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 コンセントに繋げて光らせてみました。今回はこのLEDテープを使って水耕栽培装置を作ります。

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 用意したLEDテープはLED素子が1mあたり60個あり、さらに基板にはシリコンが盛られている防水仕様の「5050」の 白色光です。最初は非防水でも良いかと考えたのですが、結露や葉が触れることによるショートが起きそうなので防水型に決めました。

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 ここからは作り方となります。LEDテープ1本だけだと光量が足りないので、5本を直列に繋いで光らせます。
 まずはLEDテープを25cmの長さに切ります2つ上の写真を見てもらうと分かるのですが、切る場所は決められており、ハサミマークがあります。マークの場所で切り離します。

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 次に接点を覆っているシリコン皮膜をカッターで剥がします。

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 ここに配線をはんだ付けします。私は分かりやすい様にプラスは赤色、マイナスは黒色の線を使いました。配線は0.5sqを使いましたが、少し曲げにくかったので0.2sqでも良かったかもしれません。

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 この状態では非防水ですので、防水処理をします。はんだ付けした部分に接着剤を塗り、すぐに伸縮チューブを被せます。

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 この部分をライターで炙って伸縮させれば防水処理の完成です。はみ出た接着剤は拭き取っておきましょう。この作業をはんだ付けした全ての部分に行います。
 今回使った接着剤は、シリコン樹脂も着けられる高性能なものを選びました。もし手に入らない場合は、ホットメルト樹脂と伸縮チューブでも事足りると思います。

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 5050のLEDテープは明るい代わりに、発熱量が多いです。そこで放熱性を上げるために、アルミ板に貼り付けます。しかし防水処理した場所の盛り上がりや配線のテンションにより、末端が浮き上がってきてしまいました。

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 浮き上がりを解決するために、ちょっとした加工を施します。適当な長さに切ったアルミの平板にLEDテープを貼付けます。

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 これらを両面テープでアルミ板に貼り付ければOKです。放熱性が少し犠牲になった代わりに、無理な力が掛からなくなりました。
 がしかし、私の作業ミスにより、時間が経過すると再びLEDテープの端が浮くようになってしまいました。しかし今回は端から1cmくらいでしたので、「押さえ」を作って浮き上がりを防止します。

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 写真のような押さえ棒を3Dプリンターで作成しました。

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 これをホットメルト樹脂でアルミ板と接着します。もう浮き上がることはないでしょう。
 今回の栽培装置は試作と言うことで、何かあっても改良できるよう簡単にバラせるようにしています。もしその必要がなければ、アルミ板に直接LEDテープを貼り、両端をホットメルト樹脂で固めれば、もっと簡単に作れますね。

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 このままでは電気を送れないので、配線にDC電源コネクターをはんだ付けします。

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 そしてDC電源コネクター・ACアダプター・コンセントタイマーをそれぞれ接続します。
 今回用意したACアダプターは12V 2Aのものです。何AのACアダプターを使うかは計算して導き出します。5050(300連/5m)のLEDテープは電圧12Vで、1mあたり14.4W消費します。光らせる長さは1.25mなので、計算すると電流は14.4W×1.25m/12V=1.5Aとなります。これに安全係数1.2を掛けた電流値以上のものを使います。今回は家にあった12v 2AのACアダプターを使っています。

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 電源を入れると、かなり明るく光ります。中央部の真下5cmの位置で照度を測定したところ、約5000lxでした。トマトのような強い光を必要とする野菜は難しそうですが、レタスなどであれば栽培できそうな明るさです。
 試運転として数時間連続点灯したところ、触れないほどではないですが、アルミ板が温かくなります。箱の中のような密閉した空間で使うのではなく、少なくともLEDテープを付けた反対の面は外側に出していた方が良さそうです。ちなみに12時間点灯した際の電気代は4.5円でした。

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 最後に、作ったライト部を乗せる容器を用意します。私の場合は光を反射しそうな発泡スチロール箱の中にプラスチック容器を入れ、その上に乗せました。これで栽培装置の完成です。
 通信販売で格安品を集めたので、材料費は5000円もしなかったです。一番高価だったのはコンセントタイマーとACアダプターで各1500円でした。LEDテープは5m800円の格安品を購入し、実際に使ったのは1m強、つまり200円ほどです。市販の水耕栽培装(1〜3万円)と比べると見た目はかなり簡素ですが、必要な機能はあるはずです。 次の記事ではこの装置を使って、実際にリーフレタスを栽培します。

 

次の記事:
自作した水耕栽培装置で栽培実験!リーフレタスの「ちりめんしちゃ」を育てます

 

参考サイト

akiba LED ピカリ館 special contents
http://www.peace-corp.co.jp/akibaled/index.html

 ここのコラムを一通り読めば、LEDテープについての知識が揃います。私のような初心者にとって、非常にありがたいサイトです。

 

使用した部材・道具の紹介

 今回、栽培装置の作成に使った部材や道具を紹介します。コメントも書いておきますので、購入する時の参考にしてみて下さい。

 

・LEDテープ 5050 白色


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この栽培装置を作るまでLEDテープと呼ばれる製品があるとは知りませんでした。はんだ付けをする必要があるので敷居が高いですが、挑戦してみてはいかがですか?自分でできることの幅が広がりまよ。

  

・半田ごて
 【プレスト No.984-01】


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本当は温調機能がある半田ごてがほしかったのですが、5000円と高く断念しました。代わりに2000円ほどの白光 プレストを選びました。実際に使ったところ、難しい作業をしない私にとってはこれで十分でした。

 

・ACアダプター 12V 2A


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今回使ったACアダプターは2Aのものです。これはLEDテープの長さや種類によって変わります。その都度計算をして最適なものを使いましょう。 

 

・アルミ板(厚さ1mm)


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アルミ板は厚さ1mmのものを購入して、具合の良いサイズに切りました。この厚みならばカッターで何回か切り込みを入れて折り曲げれば切断できます。断面はヤスリがけをして滑らかにしておきましょう。

 

・接着剤
 【セメダイン スーパーX クリア】


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LEDテープの防水被覆であるシリコンゴムは普通の接着剤では付きません。しかしこの「セメダイン スーパーX クリア」はそれを接着することができます。白色もありますが、今回は光が通るように透明を使いました。

 

・デジタルコンセントタイマー
 【リーベックス 節電エコタイマーET55D】


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コンセントタイマーにはアナログ式とデジタル式があります。レビューを見るとアナログ式は時間のズレが大きいらしいので、今回はデジタル式を購入しました。

 

・グルーガン
 【SK11 ピタガン GM-100】


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グルーガンで押し出すホットメルト樹脂は、加熱すると溶けて、冷めると固まるノリみたいなものです。強力に接着するわけではないので、仮止めや後で取り外したい時に使うと良いでしょう。

 

・3Dプリンター
 【Ender-3 Pro】


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トラブルを解決するため、押さえ部品を3Dプリンターで作成しました。3Dプリンターはなければないで、どうにかなります。でもあるとあるで便利です。