greentam 님의 블로그

제가 호야 카르노사 작은 화분2개를 가지고 있는데 작년 10월말부터 지금까지 습도센서를 이용해서 주기적으로 물을 주고 있습니다. 11월 초에 찍은 사진은 아래와 같이 2개 모두 건강합니다.

그런데 위쪽 화분(사진1)은 12월 경부터 시들시들하더니 잎이 하나씩 떨어지기 시작했습니다. 아래의 사진3은 같은 화분(사진1의 화분)을 1월 25일경에,  사진4는 오늘 (3월2일) 찍은 사진입니다.

습도센서의 값이 일정 수준으로 내려오면 그때마다 물을 주곤 했으니 물이 부족해서 시든것은 아닙니다. 무언가 다른 원인때문입니다. 반면 사진2 화분은 아래 사진 처럼 여전히 건강합니다.

식물 초보인 저는 무슨원인으로 이렇게 된 것인지 알수 없습니다.

여기서 드는 생각은 다음과 같습니다.

• 식물의 건강은 물주기만으로 충분하지 않으며 토양, 양분, pH, 일조량, 공기 온습도 등의 다른 요소도 중요하다.
• 따라서 식물 관리는 센서만으로는 부족하며 이상이 있을 경우 전문가(혹은 진단 서비스 등)의 도움이 필요하다.

하지만 습도센서의 기록을 보면 시드는 증세와 관련이 있어보이는 점이 있습니다.

아래 두 그래프에서 위의 것은 건강한 화분(사진2)의 것이고 아래의 것은 시든 화분(사진1, 3, 4)의 것입니다. 물을 주기 위한 습도 하한값은 임의로 제가 약 1000정도로 놓았습니다. 그래프의 값이 갑자기 뛰어오르는 시점이 제가 화분에 물을 준 시점입니다.

두 화분 모두 습도의 기록은 작년 10월말 부터입니다. 위쪽 화분(사진2 화분)의 기록을 보면 습도의 상승/하강 주기가 약 9일 정도로 현재까지 비교적 일정한 편입니다. 그러나 아래쪽 화분(사진1 화분)의 경우 11월의 기록을 보면 물을 준 직후 습도의 하강이 비교적 완만하다가 최근에는 하강속도가 매우 빠른 것을 알 수 있습니다. 그래서 아래쪽 화분의 경우 습도를 빨리 감소시키는 어떤 원인이 있는 것 같습니다. (중간의 그래프(11월20일 ~ 12월 18일)가 이상한 것은 실수로 다른 데이터와 섞여서 그렇습니다.)

결론적으로 식물의 상태와 관수 직후의 토양습도 하강률 간에 어떤 상관관계가 있는 것 같습니다. 그래서 하강률이 식물의 건강상태 확인의 지표 중 하나가 될 수 있을 것 같습니다. 다만 여전히 1월 경에도 11월 기록과 하강률이 비슷하므로 식물이 매우 좋지 않은 상태가 되어서야 하강률의 변화가  나타나는 것 같습니다.

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.

동생사의 경우에는 적옥토처럼 초기에 습기를 머뭄고 있다가 전부 방출하면 그 이후부터는 습도가 빨리감소합니다.

위 그래프에서 가로축은 시간이며 단위는 1 시간입니다. (총 155시간 측정)

15 ~ 85시간까지 비교적 고습을 유지하다가 빠르게 감소하고나서 106시간부터 다시 완만히 감소하는 모습입니다.

피트모스는 물을 잘 흡수하고, 물이 흡수되면 부피가 줄어드는 특성이 있습니다.

그리고 시간이 지남에 따라서 습도가 천천히 일정하게 줄어드는 경향이 있습니다.

위의 그래프에서 가로축은 시간으로 1이 한 시간입니다. (총 311시간 측정 기록)

위에서 보이듯이 감소율이 일정해 보입니다. 중간에 변화가 심한 것은 센서가 흔들려서 값이 갑자기 바뀐 탓입니다.