greentam 님의 블로그

용량성 토양습도 센서 회로 동작원리

"아두이노를 이용한 토양습도 센서"편에서 용량성 습도센서의 사용법에 대해서 설명했습니다. 그럼 이 센서의 회로는 어떻게 생겼고 어떻게 동작하는 걸까요?​아래의 그림은 용량성 토양습도센서의 회로도와 동작원리입니다.(출처는 https://thecavepearlproject.org/2020/10/27/hacking-a-capacitive-soil-moisture-sensor-for-frequency-output/ 입니다.) ​이 회로는 3부분으로 구성되어 있습니다. 맨 왼쪽은 square pulse (사각형 연속 펄스)를 발생하는 부분이고, 가운데 초록부분은 이 파형을 삼각형으로 변환하고, 맨 오른쪽은 삼각형의 모양에 맞추어 삼각형의 꼭대기 값에 해당하는 전압을 발생하는 부분입니다. TLC555는 일정한 시간..

아두이노를 이용한 토양습도 센서

안녕하세요 그린탐입니다. 토양습도를 측정하는 센서는 여러 종류가 있는데요, 그 중 제가 사용하는 것은 용량성(capacitive) 측정센서입니다. 이말이 무슨 말이냐면, 전극이 두 개가 있고, 두 전극 사이에 어떤 물체가 있으며, 그 물체의 유전율(dielectric constant)에 의해서 전극들사이의 전기용량(capacitance)이 결정된다는 뜻입니다.  그럼 전기용량은 뭐냐고 물어보시면, 쉽게 얘기해서, 어떤 물체가 담고 있을 수 있는 전자의 갯수가 많으냐 적으나입니다. 전자의 갯수가 많으면 용량이 크고, 적으면 용량이 작습니다. 그럼 이게 토양 습도와 무슨 관계냐?, 흙 속에 습기가 많으냐 적으냐에 따라서 흙 속에 저장될 수 있는 전자의 수가 달라진다는 얘기 입니다. 그런데 토양은 그 종류가 ..

토양습도 센서 교정 5(피트모스편)

지난 시간에 이어서 피트모스를 가지고 좀 더 많이 측정하여 아래의 그래프를 얻었습니다. 화분에 담긴 피스모스의 양은 약 66g입니다. 적옥토와 달리 대체로 선형적으로 나옵니다.  마찬가지로 chatgpt에 선형함수로 fitting을 해달라고 하니까,y=9.37x+1010.46 으로 나옵니다. 여기서 x는 투입한 물의 양(g 단위)이고 y는 센서의 값입니다.  이것을 다시 x와 y를 뒤집으면, x=(y−1010.46)/9.37입니다.즉 센서값 y를 알면 피트모스 내 상대습도 x를 알수 있습니다.​

교정1편(적옥토편)과 같은 방법으로 피트모스를 이용하여 측정해 보았습니다.피트모스는 물을 뿌리면 부피가 줄어들고, 적옥토에 비해서 상대적으로 더 많은 물을 흡수하는 성질이 있습니다. 흙의 무게보다도 더 많은 양의 물을 흡수하는 것을 볼수 있습니다.또한 물을 추가하면서 화분 아래로 새어나오는 물이 없습니다. 사용한 흙의 무게는 62g이었습니다. 투입한 물(g)누적 물의 양(g)상대 농도(%, 흙 질량대비)센서 000114014142313301024401490153965측정 불량216096187622821322096 위 데이터를 그래프로 그려보면 아래와 같습니다.적옥토에 비해서 시작값이 높고, 대체로 선형적으로 올라가는 것을 볼수 있습니다. 좀더 데이터를 추가하도록 하겠습니다.