Article · December 23 doi: 10. 30871/jaic v7 6809 citations read authors




Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish
bet3/9
Sana09.12.2023
Hajmi0,75 Mb.
#114189
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Bog'liq
01#Повторная калибровка модельного емкостного датчика для измерения влажности почвы IoT

II.
 
M
ETHOD
 
This research is quantitative research. Analysis was 
conducted using primary data from gravimetric test 
experiment on soil moisture sensors. Interactive web 
dashboard system compiled using R Software. The steps of 
this research are as follows: 
1) 
Build an Internet of things (IoT) based soil moisture 
sensor. The process of measurement of soil moisture can be 
seen via mobile phone through the Bynk application which is 
connected to the internet. 
2) 
Perform a gravimetric test experiment. Instead of 
using an oven, the soil is dried using 100 ml of 95% alcohol 
for 100 ml of sun-dried soil samples. The number of data used 
in this research is five, which comes from the level of increase 
in water volume. The gravimetric test steps as follows. 

Prepare 1000 ml of dry soil sample in a container 

100 ml of soil sample was taken and then dried using 
100 ml of 95% alcohol. The burning process was 
carried out twice with 50 ml of 95% alcohol each. After 
that, the soil sample was cooled and then its weight was 
measured for Gravimetric Water Content 

The next step is to measure the dry weight of the soil. 

Measure and record soil moisture using an IoT-based 
soil moisture sensor 

Repeat steps c) & d) at increasing levels of water 
volume, namely 100 ml, 200 ml, 300 ml and 400 ml. 

Perform volumetric soil moisture content calculations 
using equations (1) and (2) 
3) 
Modelling the gravimetric test results. Modelling 
process performance evaluation using adjusted R Squares. 
Modelling was carried out using linear and polynomial 
regression model in R stat package [7]. 
4) 
Set up Re-calibration Application. The re-calibration 
application uses the R shiny package in the R application [8]. 
5) 
Assemble a model-based capacitive soil moisture 
sensor system. The model coefficients resulting from the re-
calibration are then programmed into the Arduino. 
A. Gravimetric Test  
Gravimetry is a method of determining soil moisture. The 
soil moisture sensor is calibrated based on gravimetric results 
on soil samples before being installed in the field. After 
weighing the fresh weight, the samples were dried at 105 ºC. 
Soil water content is determined using the equation 
𝜃
𝑔
=
(
𝑚
𝑤𝑒𝑡
−𝑚
𝑑𝑟𝑦
)
𝑚
𝑑𝑟𝑦
(1) 
Where, 
𝜃
𝑔
is the gravimetric soil moisture content, 
𝑚
𝑤𝑒𝑡
and 
𝑚
𝑑𝑟𝑦
is the fresh and dry weight of soil (g). The gravimetric 
soil moisture content was converted to volumetric soil 
moisture content using
𝜃
𝑣
=
𝜃
𝑔
𝑥 𝜌
𝑠𝑜𝑖𝑙
𝜌
𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
(2) 
Where, 
𝜃
𝑣
is the volumetric soil moisture content, 
𝜌
𝑠𝑜𝑖𝑙
and 
𝜌
𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
are soil and water density. 
𝜌
𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
= 1 𝑔𝑐𝑚
−3
. The digital 
value that the sensor observes varies by sensor type. Linear, 
quadratic and exponential relationship patterns can be found 
between the volumetric soil water content and the sensor 
digital value. The greater the coefficient of determination, the 
better the relationship pattern obtained. [9]
Gravimetric test is one of the most frequently used tests in 
soil moisture sensor calibration. The concept of the 
gravimetric test is that the moisture sensor is able to follow 
changes for the increasing of water volume in previously 
dried soil. Some of the studies using the Gravimetric test are 
as follows. 
T
ABLE 
1.
P
REVIOUS RESEARCH ON THE GRAVIMETRIC TEST

Download 0,75 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9




Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



Article · December 23 doi: 10. 30871/jaic v7 6809 citations read authors

Download 0,75 Mb.
Pdf ko'rish