토양 습도센서 교정 14 (동생사 + 펄라이트 편 2)

 

지난번(동생사 + 펄라이트 편)에 이어서 좀 더 데이터를 수집해 보았습니다. 지난번 글의 데이터를 보면 다른 데이터에 비해 좀 낮게 나오는 것들이 있었고, 그 원인으로 흙이 균일하게 배합되지 않은 것을 원인으로 들었습니다.

 

그래서 이번 실험에서는 좀 더 흙이 균일하게 잘 배합되도록 좀 더 긴 시간을 두고 저어서 균일하게 배합하였습니다. 아래는 이전 실험의 데이터와 합친 결과입니다.

 

 

이번에 얻은 데이터들은 이전의 위쪽의 데이터들이 집중된 곳에 더해졌고, 아래쪽에 위치한 데이터들은 더 이상 추가된 데이터가 없습니다. 즉, 이것이 의미하는 것은 아래의 처진 데이터들은 흙이 불균일하게 섞여서 나타난 결과로, 동생사와 펄라이트가 균일하게 섞여 있으면 나타나지 않을 값들입니다. 그래서 아래쪽의 처진 데이터들을 제거하고 나머지만 표시하면 아래와 같습니다.

이제 이 결과로 동생사 흙과 같이 sigmoid함수로 fit을하면 아래와 같이 나옵니다.

fit 결과는 아래와 같습니다.

 

여기서 x는 상대습도(%), y는 센서 값입니다.

이제 이 그래프를 이전 동생사, 펄라이트의 식들과 비교해 보겠습니다.

이번 측정 결과의 fit 함수는 보라색 실선, 그리고 동생사식과 펄라이트식을 0.5씩 가중평균하여 계산한 식은 보라색 점선으로 표시됩니다. 그러니까 순수한 동생사, 펄라이트 결과에서 예측한 결과(점선)과 실제 측정한 결과(실선)가 비슷한 sigmoid 함수 경향을 보입니다. 하지만 좀 차이가 있습니다. 예를 들어 센서값이 1200이면 예측한 습도는 30%라고 나오지만 실제로는 45%입니다.

 

어떤 이유로 이러한 차이가 나오는지는 아직 알수 없습니다. 부피 기준으로 흙을 반씩 섞는것이 예측식을 계산할 때 가중치를 0.5씩 놓는 것과 달라서 차이를 만드는 것 같습니다. 그래서 가중치를 달리하면서 계산한 것을 그려본 것이 아래의 그래프입니다.

 

예를 들자면, 0.3 & 0.7은 동생사식에 가중치 0.3, 펄라이트식에 가중치 0.7을 두고 합한 결과라는 의미입니다. 보다시피, 가중치를 바꾸어도 각 식의 변곡점의 위치(약 50%)가 측정결과(약 70~80%)와 일치하지 않습니다.

 

아무래도 흙을 섞을때 반씩이 아니라 달리 섞어야 변곡점의 위치가 비슷할 것 같습니다. 또는 섞는 비율 외 뭔가 다른 원인이 더 있을 수도 있으나, 현재로서는 그것이 무엇인지 잘 모르겠습니다.

 

어쨋든 "섞인 흙의 경우, 순수한 흙들의 측정결과들로부터 센서의 값을 어느 정도 예측해 볼수 있으나, 좀 오차가 있다"가 이번 글의 결론입니다.