greentam 님의 블로그

녹소토 + 펄라이트편에 이어 이번에는 동생사 + 펄라이트로 해보았습니다. 이 두 흙을 고른 이유는 동생사와 펄라이트가 습도에 따라 변화가 매우 다르므로, 두 흙을 부피 기준으로 반씩 섞었을 때 어떻게 행동하는지 궁금하기 때문입니다.

아래의 그래프는 측정결과를 나타냅니다. 흙의 무게는 각 흙을 부피기준 50%씩 섞어서 약 110g입니다. (동생사 ~ 73g , 펄라이트 ~ 37g) x는 상대 습도 (%), y는 센서의 값입니다.

사진 설명을 입력하세요.

데이터를 보니 몇 개의 점들이 다른 점들에 비해 많이 낮게 나온게 보입니다. 측정할 때 3개의 화분을 준비했는데 그 중 한 화분에서는 흙이 잘 배합되지 않아서 그런 모양입니다. 그러니까 펄라이트가 센서에 좀 더 많이 배치된 모양입니다.

위의 데이터를 동생사처럼 sigmoid함수로 fitting한 결과가 아래의 결과입니다.

Fit equation은 아래와 같습니다.

그러니까 보라색 실선이 측정한 결과를 fitting한 결과이고, 보라색 점선이 동생사, 펄라이트 결과를 가지고 절반씩 비중을 두고 합산한 결과입니다. 두 선이 좀 차이가 많이 나 보입니다. 만일 아래에 처진 점들이 없다면 보라색 실선이 점선과 비슷해 보였을 것 같네요.

일단 결론은 "흙이 잘 배합되어 있다면 측정결과와 합산결과가 비슷할 것 같다"입니다.

흙의 배합에 좀더 신경을 써서 좀 더 데이터를 모아 봐야 겠습니다.

지난번글에서 예고했듯이 두 종류의 흙이 섞인 복합흙에서의 센서값을 조사해 보았습니다. 총 7종의 흙 중에서 센서의 값이 가장 큰 녹소토와 가장 작은 펄라이트를 골라서 섞었습니다.

그 흙들은 밀도가 매우 달라서 녹소토가 펄라이트에 비해 약 2.6배 무겁습니다. 그래서 부피 기준으로 절반씩 되도록 섞어주었습니다. (녹소토 214g + 펄라이트 82g = 총 296g) 만약 무게 기준으로 절반씩 섞으면 펄라이트가 훨씬 많이 섞여서 순수한 펄라이트와 비슷해집니다. 그래서 부피 기준으로 절반씩 섞어야 흙을 혼합했을때 절반씩 섞인 것으로 보입니다.

아래는 상대 습도의 변화에 따른 센서값의 변화입니다.

여기서 X는 상대 습도 (혼합흙의 무게 대비 투입한 물의 양), Y는 센서의 값입니다.

지금까지 7종류의 흙에 대해서 습도센서에 대한 calibration을 해보았습니다.

각각의 흙에 대해서 상대습도, x(%) 대비 센서값(y)을 나타내는 식을 구하였고 그 결과들은 아래와 같습니다.

휴가토: y=13.62*x +702.01

녹소토: y = 17.68*x + 1065.60

펄라이트: y = 3.91*x + 803.11

코크피트: y = 6.66*x + 955.49

동생사: y = 1045.70/(1 + exp(-0.18*(x-26.52)) )+799.78

피트모스: y = 6.19 * x +1010.46

적옥토: y = 0.48*x^2 -2.25*x+748.72

이제 각 식을 그래프로 그려보면 아래와 같습니다.

일단 눈에 띄는 것은 동생사는 특이하게 S자형으로 보인다는 것이고, 피트모스와 코크피트는 비슷한 경향을 보입니다. 이 두 흙은 생김새도 비슷합니다.

그 다음 적옥토는 2차곡선 모양으로 높은 습도에서 값이 빠르게 올라갑니다. 그 외 나머지는 직선으로 변화합니다. 가장 값이 큰 것은 녹소토, 가장 낮은 것은 펄라이트 입니다.

그럼 이 다음에는 2가지의 흙이 섞여 있을 때는 어떻게 되는지 보도록 하겠습니다.

오늘은 휴가토를 이용해서 센서 calibration을 해보았습니다.

먼저 아래는 휴가토 사진입니다. 흙이라기보다 작은 돌멩이처럼 보입니다.

즉, 센서값 y를 알면 상대습도 x를 알수 있습니다.

마찬가지로 녹소토에 대해서도 센서 캘리브레이션을 해봤습니다.

아래는 녹소토 사진입니다. 녹소토의 경우 물을 뿌렸을 경우, 물을 상당히 잘 흡수하는 것을 볼수 있습니다. 습도가 80%에 가까워도 화분 밑으로 물이 새어 나오지 않는 것을 볼수 있습니다.

아래는 흙의 질량에 대비한 투입한 물의 상대적 비율과 센서 값 사이의 상관 관계입니다. 녹소토의 경우 동일 습도에서 피트모스 등에 비해 데이터의 분산이 비교적 적은 것을 볼수 있습니다. 흙의 질량은 약 185g입니다.

역시 위의 데이터를 linear fit하면 아래의 결과가 나옵니다.

Fitting결과는,

이며, x는 습도 (%), y는 센서의 값입니다. x와 y를 뒤집으면,

위와 같습니다.

펄라이트는 하얀색의 작은 돌덩이로 구성된 흙입니다. 입자 사이에 빈 공간이 많아서 투수성이 좋을 것 같습니다.

사진 설명을 입력하세요.

다른 글과 마찬가지로 물을 투입하면서 센서 값의 변화를 기록해 보았습니다. 흙의 질량은 약 50g 정도이고 가로축은 흙의 질량 대비 투입한 물의 질량을 퍼센트로 나타낸 값입니다.

입니다. x는 수분의 양, y는 센서의 값입니다.

이 식을 x에 대한 식으로 바꾸면,

따라서 센서의 값 y를 알면 상대 습도 x의 값을 알수 있습니다.

안녕하세요 그린탐입니다

오늘은 코크피트로 실험해 보았습니다. 트레이와 화분 무게를 제외한 순수한 코크피트의 무게는 약 40g입니다. 코크피트의 특징은 넣어주는 물의 양이 많아지면 물이 흡수되는 대신 화분 바닥의 구멍으로 물이 그대로 빠진다는 것입니다. 흘의 무게 대비 약 80% 습도에서 물이 바닥으로 흐릅니다. 피트모스와 달리 부피가 줄어들지 않는 모습입니다.

흘의 물을 주면서 센서의 값을 측정하고 아래의 결과를 얻었습니다. 이번에도 가로축은 상대 습도 (흘의 무게 대비 투입항 물의 질량)입니다.

위의 결과를 직선으로 fit할 경우 아래의 결과를 얻습니다. x는 흘의 질량대비 물의 질량, y는 센서 값입니다.

Fit 결과는

이고 x는 상대습도, y는 센서의 값입니다. 위 식을 뒤집으면,

입니다. 즉, 센서 값 y를 넣으면 상대습도 x를 알수 있습니다.