FBTUG-土壤濕度計驗證
編輯歷史
| 時間 | 作者 | 版本 |
|---|---|---|
| 2017-05-01 11:20 – 11:38 | r1068 – r1126 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-05-01 03:50 – 04:11 | r1060 – r1067 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-30 23:59 – 00:49 | r1048 – r1059 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-30 21:46 – 22:41 | r1009 – r1047 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-30 05:49 – 05:58 | r991 – r1008 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-28 22:22 – 22:23 | r987 – r990 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-27 03:48 – 04:48 | r957 – r986 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-27 00:30 – 00:31 | r954 – r956 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-26 22:39 – 23:07 | r924 – r953 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-23 12:00 – 12:23 | r895 – r923 | |
顯示 diff（diff 過大，略過）
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| 2017-04-23 10:05 – 10:13 | r884 – r894 | |
顯示 diff（293 行未修改）
*
在噴水後一段時間內，感測值持續穩定感測中，防水施作 PASS
+ *
+ 驗證十四：上膠後邊界值確認
+ 目的：不之上玩膠後，是否會改變感測器的邊界值
+ 步驟：擦乾後，直接量空氣。因為有發現，感測值還在穩定的變化中，所以量測久一點，順便觀察何時會到穩態，以及過程為何
+
+ 結果：
+ *
+
*
+ 量空氣由 523->566, 約花 40 分鐘才穩定，不知是否膠還需要乾燥之類了。
+ 極值改變，不確定是否跟空氣濕度(87%->60%)有關係。
Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（2 行未修改）
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| 2017-04-23 05:01 – 05:05 | r862 – r883 | |
顯示 diff（281 行未修改）
目的：在設計驗證項目之前，觀察所購買來的土
觀察:
+
+ *
*
+ 驗證十三：土壤感測器防水施作確認
+ 目的：由於感測器不防水，需處理防水，好進行後面實驗
+ 步驟：先將感測器街頭以及電子件的部分，用熱熔膠封死。施作結果如圖
+ 防水沒處理好的話，在持續感測的同時，噴水到植物以及感測器上，會看到感測值異常，到 >800, 且放到水裡時也感覺不到感測變化。經驗上，擦乾等待 > 15 分鐘，感測器值能回到正常。所以驗證方式，就是看噴水過後一段時間內，感測值是否持續穩定，不受影響
+ 結果：
+ *
+ 在噴水後一段時間內，感測值持續穩定感測中，防水施作 PASS
*
+
Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（2 行未修改）
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| 2017-04-22 22:38 – 22:53 | r815 – r861 | |
顯示 diff（277 行未修改）
快速結論：在本實驗中，使用參考電壓，外部供 Relay 店，兩者同時使用，皆無法改善 ADC 穩定性。
- 可能性分析： 電源供應器也似乎不穩定, 或是影響 ADC 原因為雜訊而非電壓影響*Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
+ 可能性分析： 電源供應器也似乎不穩定, 或是影響 ADC 原因為雜訊而非電壓影響*
+ 驗證十二：購買土觀察
+ 目的：在設計驗證項目之前，觀察所購買來的土
+ 觀察:
+
+ *
+
+ *
+ Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（1 行未修改）
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| 2017-04-21 23:42 – 23:50 | r807 – r814 | |
顯示 diff（250 行未修改）
快速結論： 感測值沒受風扇吹的影響，或許下雨濕度高，即使風吹也改變不了濕度
- *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
+
+ 驗證十一：參考電壓與外部供 Relay 電源，確認 ADC 的穩定性
+ 目的：看 ADC 不穩定能否被 外部供 Relay 電，或是使用參考外部電壓來改善
+ 步驟：在不改變土壤感測環境情況下，比對以下感測情況
+ 前四項，都使用外部的電源供應器當供電源以及參考源
+ 1. 非參考電壓，內部供電
+ 2. 參考電壓，內部供電
+ 3. 非參考電壓，外部供電
+ 4. 參考電壓，外部供電
+ 5. 參考行動電源電壓，內部供電
+ 電源供應器型號： DAZHENG PS-1502DD
+
+ 結果：
+ *
+ 外部供Relay電, 5.0V, 使用 0.09A
+ 行動電源當參考電壓，相對不穩定
+ 電源供應器電壓，於使用中與調整時，偶爾看到電壓變動，感覺也不是非常高級的電源供應器
+ 詳細數據參考附件
+
+ 1. 非參考電壓，內部供電：258/275
+ 2. 參考電壓，內部供電：257/271
+ 3. 非參考電壓，外部供電 257/279
+ 4. 參考電壓，外部供電 255/282
+ 5. 參考行動電源電壓，內部供電 252-259/264-268
+
+
+ 快速結論：在本實驗中，使用參考電壓，外部供 Relay 店，兩者同時使用，皆無法改善 ADC 穩定性。
+ 可能性分析： 電源供應器也似乎不穩定, 或是影響 ADC 原因為雜訊而非電壓影響*Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（1 行未修改）
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| 2017-04-21 21:35 – 21:39 | r801 – r806 | |
顯示 diff（241 行未修改）
快速結論： 此 LED 燈，並不會造成土壤濕度的降低。不懂為何客廳的紅白光與清晨的光線能造成濕度的降低，但此 LED 卻不行.難道造成感測值是因為，人有活動時電扇開啟造成？
+
+ 驗證十：看一晚電扇吹著植物，能否改變感測值
+ 目的：持續找出驗證六，影響感測值的因數
+ 步驟：睡前開啟電風扇，持續吹著植物，觀察整晚感測值變化
+ 結果：
+ *
+ 此晚，為雨天
+ 快速結論： 感測值沒受風扇吹的影響，或許下雨濕度高，即使風吹也改變不了濕度
*Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（2 行未修改）
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| 2017-04-20 21:53 – 22:14 | r778 – r800 | |
顯示 diff（195 行未修改）
小區域的變化，可能也滿大的，需要探討
場域情境多元，需多了解
- *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
+
+ 驗證九：證明光照會影響感測值，與有機會能觀察到蒸散作用的延遲現象
+ 目的：確認驗證六中光線會影響濕度，觀察更多相關現象
+ 步驟：每一小時做開關燈切換，使用 24V LED 強力 LED 燈，並將感測值與Relay On/Off 值，每秒做輸出，已掌握確實的開關燈時間，好觀測感測值的變化
+ *
+ Code:
+
+ * int count=0;
+ * int relay=0;
+ *
+ *void setup() {
+ * Serial.begin(9600); // open serial port, set the baud rate as 9600 bps
+ * pinMode(A3,INPUT);
+ * pinMode(4,OUTPUT);
+ * digitalWrite(4,relay);
+ *}
+ *
+ *void loop() {
+ * int val;
+ * float vwc;
+ * int r_old;
+ *
+ * val = analogRead(A3); //connect sensor to Analog 0
+ * vwc = 1-((val-260.0)/(520.0-260));
+ * //Serial.println(vwc*100); //print the value to serial port
+ * Serial.print(val);
+ * Serial.print(",");
+ * Serial.print(vwc);
+ * Serial.print(",");
+ * Serial.println(relay);
+ * delay(1000);
+ * count++;
+ * r_old=relay;
+ * if(count % 3600 == 0 ){ relay=1-relay;}
+ * if( r_old != relay){ digitalWrite(4,relay);}
+ *}
+ *
+ 輸出格式（感測值,濕度,Relay On:1/Off:0）：
+ Apr 20 13:44:31 291,0.88,0
+ Apr 20 13:44:32 290,0.88,0
+
+ 結果：
+ *
+ 觀察： 開燈與關燈的 ADC 差異為 13, 可能是系統附載變化，造成感測值改變。開燈的那一個小時內， ADC 都是恆定的，表示照燈並不能增加蒸散作用。此觀察與驗證六：觀察一晚水分散失的情況，現象不同。
+
+ 快速結論： 此 LED 燈，並不會造成土壤濕度的降低。不懂為何客廳的紅白光與清晨的光線能造成濕度的降低，但此 LED 卻不行.難道造成感測值是因為，人有活動時電扇開啟造成？
+
+ *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（1 行未修改）
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| 2017-04-20 11:51 – 12:04 | r711 – r777 | |
顯示 diff（166 行未修改）
*
快速結論：停水後五秒就快進入穩態，估計在一分鐘內已經穩定
- *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
+
+ 驗證八：實際農場觀察土壤濕度的一些一般情境
+ 目的：觀察一些正常農場情境，會感測到的值
+ 步驟：到處看哪些情況適合量
+
+ 時機點為中午一點多，剛下過雨的午後
+
+ 由於快速量測的結果，並沒有當場紀錄，以下的紀錄為事後回憶的摘要，數值也有可能是錯誤的。只是提供一點概念性的觀察結果
+
+ 在一點積水的土裏：289(89%)
+ 在積水的水裡：289(89%)
+
+ 在滿水的土壤，同一個地方量測得到約兩個值 288(89%), 310(81.2%) 附近。
+ 即使同一區塊，土壤硬度也不同，可能跟土壤硬度有關係
+
+ 在塑膠布下 430(35.5%), 旁邊有下到雨的 303(84%)
+
+ 在堆高約 10 公分土的菜園裡，量測到約
+ 上層：380(54.6%)/中間：360(62.2%)/下層：340(70%)
+
+ 山壁上的一公尺高的小土丘
+ 高度
+ 上層：380(54.6%)
+ 中間：350(66%)
+ 下層：300(85.1%)
+
+ 快速結論： 架高土的菜園，水分跟深度的關係，直得觀察
+ 小區域的變化，可能也滿大的，需要探討
+ 場域情境多元，需多了解
+ *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（1 行未修改）
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| 2017-04-20 00:24 – 01:27 | r690 – r710 | |
顯示 diff（147 行未修改）
Apr 19 12:14:09 299
Apr 19 12:14:10 298料
+
+
+ 驗證六：觀察一晚水分散失的情況
+ 目的：基本了解水分散失的情況
+ 步驟：一整晚持續感測，記錄值
+
+ 結果：
+ *
+
+ 快速結論：一晚約散失 3%, 散失集中在有光照的情況（日光也算）。似乎土壤水分散失跟蒸散作用有關係，而也可以被感測發現
+
+ 驗證七：在感測器附近澆水
+ 目的：觀察澆水時感測值，與澆完水後感測值多久會穩定，會穩定在哪
+ 步驟：在感測器附近澆水，瞬間水是滿出來，只澆一瞬間
+
+ 結果：
+ *
+ *
+ 快速結論：停水後五秒就快進入穩態，估計在一分鐘內已經穩定
*Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（2 行未修改）
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| 2017-04-19 12:03 – 12:51 | r505 – r689 | |
顯示 diff（83 行未修改）
快速結論：重複誤差可達 10%
+ 障礙排除-RPI 中讀取莫名其妙換行
+ 問題：在RPI 中，用 cat /dev/ttyACM0 讀取，會莫名其妙換行，容易影響之後的處理。狀況如下：
+ cat /dev/ttyACM0
+ 297
- 考資料
+ 298
+
+ 298
+
+ 用 hexdump 檢查輸出為何，發現似乎
+ d 0a -> ca aat /dev/ttyACM0 | hexdump -C
+ 00000000 32 39 32 39 38 0a 0a 32 39 36 0a 0a 32 39 37 0a |29298..296..297.|
+ 00000010 0a 32 39 37 0a 0a 32 39 37 0a 0a 32 39 37 0a 0a |.297..297..297..|
+ 00000020 32 39 37 0a 0a 32 39 37 0a 0a 32 39 37 0a 0a 32 |297..297..297..2|
+ 00000030 39 37 0a 0a 32 39 36 0a 0a 32 39 37 0a 0a 32 39 |97..296..297..29|
+
+ st
+ 檢查 tty 的設定，發現 icrnl 開啟ty -F /dev/ttyACM0 -a
+ speed 9600 baud; rows 0; columns 0; line = 0;
+ intr = ^C; quit = ^\; erase = ^?; kill = ^U; eof = ^D; eol = <undef>;
+ eol2 = <undef>; swtch = <undef>; start = ^Q; stop = ^S; susp = ^Z; rprnt = ^R;
+ werase = ^W; lnext = ^V; flush = ^O; min = 1; time = 0;
+ -parenb -parodd -cmspar cs8 hupcl -cstopb cread clocal -crtscts
+ -ignbrk -brkint -ignpar -parmrk -inpck -istrip -inlcr -igncr icrnl ixon -ixoff
+ -iuclc -ixany -imaxbel -iutf8
+ opost -olcuc -ocrnl onlcr -onocr -onlret -ofill -ofdel nl0 cr0 tab0 bs0 vt0 ff0
+ isig icanon iexten echo echoe echok -echonl -noflsh -xcase -tostop -echoprt
+ echoctl echoke
+
+ st
+ 將 tty , icrnl 關閉ty -F /dev/ttyACM0 -icrnl
+
+ st
+ 檢查設定是否被引用，確認ty -F /dev/ttyACM0 -a
+ speed 9600 baud; rows 0; columns 0; line = 0;
+ intr = ^C; quit = ^\; erase = ^?; kill = ^U; eof = ^D; eol = <undef>;
+ eol2 = <undef>; swtch = <undef>; start = ^Q; stop = ^S; susp = ^Z; rprnt = ^R;
+ werase = ^W; lnext = ^V; flush = ^O; min = 1; time = 0;
+ -parenb -parodd -cmspar cs8 hupcl -cstopb cread clocal -crtscts
+ -ignbrk -brkint -ignpar -parmrk -inpck -istrip -inlcr -igncr -icrnl ixon -ixoff
+ -iuclc -ixany -imaxbel -iutf8
+ opost -olcuc -ocrnl onlcr -onocr -onlret -ofill -ofdel nl0 cr0 tab0 bs0 vt0 ff0
+ isig icanon iexten echo echoe echok -echonl -noflsh -xcase -tostop -echoprt
+ echoctl echoke
+
+ ca
+ 實際檢查輸出，有作用t /dev/ttyACM0 | hexdump -C
+ 00000000 32 39 39 0d 32 39 37 0d 0a 32 39 38 0d 0a 32 39 |299.297..298..29|
+ 00000010 38 0d 0a 32 39 38 0d 0a 32 39 39 0d 0a 32 39 38 |8..298..299..298|
+ 00000020 0d 0a 32 39 38 0d 0a 32 39 36 0d 0a 32 39 38 0d |..298..296..298.|
+ q^[[A00000030 0a 32 39 37 0d 0a 32 39 38 0d 0a 32 39 38 0d 0a |.297..298..298..|
+
+ 考資
+ ts 的安裝方式
+ sudo apt-get install moreutils
+
+ 長期觀測技巧
+ ssh 登入 RPI, 執行掛機指令，即使登出還會一直執行
+ nohup cat /dev/ttyACM0 | ts >> tee humidity.txt &
+ 會持續寫入 humidity.txt 這些資料，時間為 GMT+
+ Apr 19 12:14:07 298
+ Apr 19 12:14:08 298
+ Apr 19 12:14:09 299
+ Apr 19 12:14:10 298料
*Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
（2 行未修改）
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| 2017-04-19 04:54 – 04:58 | r462 – r504 | |
顯示 diff（16 行未修改）
* delay(1000);
*}
+
+ 取資料技巧
+ 做這樣實驗，常會希望知道量測的時間，一般在控制器中取得真實時間不容易。真的把時間輸出，其他處理程式又會造成困擾。目前這樣的處理，簡單又方便
+
+ 取得 Serial 輸出，補上時間
+ cat /dev/cu.usbmodem1421 | ts
+ 參考輸出
+ 4 19 12:54:47 268
+ 4 19 12:54:48 268
+ 4 19 12:54:49 268
+ 4 19 12:54:50 269
+
+ 單取出數值部分
+ cat d.txt | awk '{print $4}' > d1.txt
+
驗證ㄧ：基礎校正-量空氣
目的：取得基本校正時的部分參考值
（55 行未修改）
|
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| 2017-04-19 00:52 – 03:28 | r3 – r461 | |
顯示 diff FBTUG-土壤濕度計驗證
- 感測器
+ 感測器-Arduino 電容式土壤濕度傳感器
+
+ 參考 Arduino Code
+ *void setup() {
+ * Serial.begin(9600); // open serial port, set the baud rate as 9600 bps
+ * pinMode(A3,INPUT);
+ *}
+ *void loop() {
+ * int val;
+ * float vwc;
+ * val = analogRead(A3); //connect sensor to Analog 0
+ * //vwc = 1-((val-261.0)/(523.0-261));
+ * //Serial.println(vwc*100); //print the value to serial port
+ * Serial.println(val); //print the value to serial port
+ * delay(1000);
+ *}
+
+ 驗證ㄧ：基礎校正-量空氣
+ 目的：取得基本校正時的部分參考值
+ 步驟：在空氣中量
+ 結果：
+ 快速結論：觀察五分鐘，數值穩定在 523 (522-527)
+ 參考溫度： 25.5C, 參考空氣濕度：86.7%
+ *
+
+ *
+
+ 驗證二：基礎校正-量水
+ 目的：取得基本校正時的部分參考值
+ 步驟：在水中量，觀察 5 分鐘
+ *取自來水，由於未來深度不見得足夠，所以以感測器建議最淺深度來實驗。讓水抵達 Capacitive 的 e 這個字母
+ 快速結論：觀察五分鐘，數值穩定在 261 (260-264)
+
+ *
+
+
+ *
+ 驗證三基評估鹽度對感測的影響目的：取觀察鹽度是否能影響感測
+ 步驟：在水中量，觀在目前實驗二中約 200cc 的水中，加入約 10g 的鹽，持續監測感測值是否有被影響*觀察：一加入時 數值由 260->254, 後續再檢查是否因為感測深度被影響，過程中由於溶解太慢，有攪拌程序，攪拌程序約影響數值 2-3，攪完後數值穩定到253, 差異並不明顯，實驗完成時，所加入的鹽幾乎已經全部溶解。
+ 為確認一開始降到 254 並非為深度改變所影響，於實驗結束後試著調整深度，看深度改變的影響範圍。發現深度須改變將近一公分才能將 254 調整至 260, 所以排除深度改變造成的影響快速結論：觀加入鹽，即使並未完全溶解，能改變 數值 6左右（約2.3%）, 雖然鹽慢慢溶解，增加了鹽度，但鹽的濃度幾乎並不太影響之後的感測值
+
+
+
+ *
+
+ 驗證四：土壤亂量觀察
+ 目的：在盆摘中亂量，觀察一下
+ 步驟：用跟實驗二相同的量測深度，在小盆摘各部分量測，看是否土壤濕度有均勻。
+ 本盆摘於昨天做實驗時，有小區域澆水測試，經由一天，不知土壤濕度是否均勻
+ 觀察：
+ *
+ *
+ 快速結論：量測深度的誤差，土壤密合，區域等變化，可能影響 2
+ %, 需加以控制
+
+ *參
+
+ 驗證五：同一區塊量多次，是否能取得相同的感測值
+ 目的：觀察實驗的可重復性特性
+ 步驟：選定一個區域，由於同一個地方，每次插下去量，土壤密合度會被改變，做一點簡單的混合，然後多次量測
+
+ 結果：
+
+ *
+ *
+
+ 快速結論：重複誤差可達 10%
+
+
+ 考資料
+ *Capacitive Soil Moisture Sensor SKU:SEN0193
+
+
+ *驗證相關 Raw Data
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| 2017-04-19 00:52 | r2 | |
顯示 diff（3 行未修改）
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| 2017-04-19 00:52 | r1 | |
顯示 diff FBTUG-土壤濕度計驗證
+
+ 感測器
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| 2017-04-19 00:51 | r0 | |
顯示 diff-
+ FBTUG-土壤濕度計驗證
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