Soil Stick ตอนที่ 5.2: เมื่อเซ็นเซอร์อนาล็อก ต่อกันสายเซ็นเซอร์ยาว จะมีผลต่อการวัดไหม?
ตอนที่แล้วเราได้เห็นนอยส์ (สัญญาณรบกวน) ในสายไฟ และวิธีการลดนอยส์กันไปแล้ว [Soil Stick ตอนที่ 5.1: เกิดอะไรขึ้นในสายเซ็นเซอร์ยาว?] นะครับ วันนี้ มาต่อกันที่ตอน 5.2 ว่า การต่อสายเซ็นเซอร์ที่มีความยาวสายระยะต่างๆ มีผลอย่างไรต่อการวัดบ้าง
การทดลอง ผมจะทำ dry test (วัดความชื้นต่ำสุดโดยนำเซ็นเซอร์ไว้ในอากาศ) เก็บข้อมูล ADC, Volt, Moisture level ทุกๆ 1 วินาที เป็นเวลา 100 วินาที และบันทึกผล
ความยาวสายเซ็นเซอร์ ใช้ 6 ระยะความยาวคือ 5 เซนติเมตร, 1.5 เมตร, 3 เมตร, 6 เมตร, 12 เมตร และ 25 เมตร
เตรียมเซ็นเซอร์สำหรับการทดลอง ผมจะประกอบ Soil Stick ใหม่ 1 ชุดให้มีความยาวสาย 25 เมตร เมื่อทำการทดลองเก็บข้อมูลที่ 25 เมตรเสร็จแล้ว ผู้เขียนจะตัดสายของเซ็นเซอร์ตัวเดิมให้เหลือความยาว 12 เมตร และทำแบบเดิมจึนถึงการทดลองสุดท้ายที่ความยาวสายไฟเซ็นเซอร์เหลือเพียง 5 เซนติเมตร
การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ดูได้จาก Soil Stick [ตอนที่ 2: การทดสอบเซ็นเซอร์บนบอร์ด Arduino] นะครับ
ในส่วนของการ Code นั้น…
โค้ดด้านบน ผมได้ทำการทดสอบ dry test, wet test เพียงครั้งเดียวจากการทดลองครั้งที่ 1 ซึ่งในการทดลองครั้งต่อๆ ไปก็จะยังใช้โค้ดเดิมครับ
บันทึกการทดลอง
การทดลองที่ 1: สายยาว 25 เมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 2: สายยาว 25 เมตร ชีลด์
การทดลองที่ 3: สายยาว 12 เมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 4: สายยาว 12 เมตร ชีลด์
การทดลองที่ 5: สายยาว 6 เมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 6: สายยาว 6 เมตร ชีลด์
การทดลองที่ 7: สายยาว 3 เมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 8: สายยาว 3 เมตร ชีลด์
การทดลองที่ 9: สายยาว 1.5 เมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 10: สายยาว 1.5 เมตร ชีลด์
การทดลองที่ 11: สายยาว 5 เซนติเมตร ไม่ชีลด์
การทดลองที่ 12: สายยาว 5 เซนติเมตร ชีลด์
ผลการทดลอง
นำข้อมูล Moisture level จากการทดลองทั้ง 12 ครั้งมาหาค่าทางสถิติ
- Min: ค่าต่ำที่สุดของชุดข้อมูล
- Max: ค่ามากที่สุดของชุดข้อมูล
- Average: ค่าเฉลี่ยของชุดข้อมูล
- Mode: ค่าฐานนิยมของชุดข้อมูล
- Median: ค่ามัธยฐานของชุดข้อมูล
- STDEV: ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของชุดข้อมูล
ค่า Moisture level อยู่ในสเกล 0.0–10.0 (0 คือความชื้นน้อยสุด, 10 คือความชื้นมากสุด)
จากตารางรวมผลการทดลอง ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (STDEV) มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อความยาวสายเซ็นเซอร์มากขึ้น หมายความว่า เมื่อต่อสายเซ็นเซอร์ยาวขึ้น ค่าที่อ่านได้ก็จะกระจายมากขึ้น
ขออนุญาตขยายความเบื้องต้นในส่วนนี้นิดหนึ่งครับว่า การใช้สายที่สั้นกว่า ข้อมูลส่วนเบี่ยงเบน (STDEV) จะมีค่าน้อย และค่าการตรวจวัดจะเกาะกลุ่ม ทำให้สามารถเห็นระดับการตรวจวัดโดยรวมได้เมื่อทำการตรวจวัดอย่างต่อเนื่อง (เพราะจะเห็นการเปลี่ยนแปลงของความชื้นในดินได้ว่า กราฟมีความชันชัดเจน) กลับกัน หากใช้สายที่ยาวกว่า ส่วนเบี่ยงเบน (STDEV) ก็จะมีค่ามาก เมื่อเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง กลุ่มข้อมูลที่ได้จะมีการกระจายมาก ส่งผลให้เห็นค่าการเปลี่ยนแปลงน้อย (เนื่องจากมีความชันไม่ชัดเจน)
จบไปแล้วครับสำหรับการทดลองค่าการตรวจวัดจากความยาวสายที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ดีสิ่งที่ผมอยากสื่อสารมากที่สุด ก็คือ ทุกอุปกรณ์ตรวจวัด มีศักยภาพและข้อจำกัดของตัวเอง ซึ่งผู้ใช้งานจำต้องเรียนรู้และใส่ใจในส่วนนี้ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถเข้าใจความหมายของค่าตรวจวัดที่ออกมาได้ดียิ่งขึ้น
พบกันตอนต่อไปครับ ติดตามผลงานได้ที่
- Facebook fan page: เกษตรไทย IoT
- Medium: AgriThaiIoT
