greentam 님의 블로그

지난번 녹소토 + 펄라이트 글(습도센서 교정 12)에서 두 흙을 반씩 섞었는데, 이번에는 7:3(부피기준)으로 섞었습니다. 그래서 이번 측정 결과는 지난번 5:5결과 보다는 순수한 녹소토 쪽에 좀 더 가깝게 나타날 것으로 예상했습니다. 아래는 측정 결과 입니다. 혼합 흙의 무게는 약 150g이었습니다.

대체로 직선으로 잘 분포하고 있습니다. 위의 데이터를 fit한 결과는,

여기서 x는 상대습도(%), y는 센서의 값입니다. 이식을 뒤집으면,

이렇습니다.

그럼 이전의 순수한 녹소토, 순수한 펄라이트, 그리고 이 둘을 5:5로 섞은 결과와 비교해 보겠습니다.

순수한 녹소토: y = 17.68*x + 1065.60

순수한 펄라이트: y = 3.91*x + 803.11

5:5 측정결과: y = 10.47*x + 791.88

7:3 측정결과: y = 14.43*x + 713.45

5:5 가중예측식: 10.79*x + 934.36

7:3 가중예측식: 13.55*x + 986.85

위의 식들로 그래프를 그려보면 아래와 같습니다.

가로축, x는 상대습도(%), 세로축, y는 센서값입니다.

빨간색은 순수한 녹소토, 파란색은 순수한 펄라이트입니다.

보라색 실선은 녹소토와 펄라이트 식으로부터 반씩 가중평균한 식(예측식)이고, 보라색 점선은 측정결과입니다.

마지막으로, 녹색 실선은 녹소토와 펄라이트 식으로부터 7:3로 가중 평균한 식(예측식)이고, 녹색 점선은 측정 결과입니다.

그래프를 보면 녹색과 보라색 모두 예측한 값(실선)과 측정값(점선)이 약간씩 그러나 일정하게 차이(같은 센서값일 경우 습도가 약 10 ~ 15%정도의 차이)가 나는것을 볼 수 있습니다. (차이가 어디에서 올까요?) 그러니까 예측식을 사용하면 실제 습도보다 약 10% ~ 15정도 적게 예측합니다.

그리고 예측한 대로 7:3으로 섞은 결과(녹색)가 순수한 녹소토(빨강)에 좀 더 근접하는 것을 볼 수 있습니다. 그러니까, 혼합 흙의 경우 좀더 비율이 높은 종류의 흙 쪽으로 식이 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 다음 번에는 거꾸로 3:7로 한번 더 해보도록 하겠습니다.

그래서 결론은, 가중평균한 식이 측정결과와 좀 차이가 있지만, 어느 정도 예측에 사용할 수 있겠다입니다.

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.

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.