2.3.§ SEN0193 tuproq namligi sensori kalibrlash va ma'lumotlarni qayta ishlash algoritmi
Olingan qiymatlar tuproq namligi sifatida ko'rsatilishi kerak, bu tizimni kalibrlash orqali amalga oshirilishi mumkin. Tuproqning har bir turi uchun kalibrlash maqsadga muvofiqdir, chunki tuproqning zichligi va tarkibi tuproq turiga va joylashishiga qarab farqlanadi. Ushbu maqolada kalibrlash qum misolida ko'rib chiqiladi. Avvalo, siz x sensori o'qishida minimal va maksimal qiymatni aniqlashingiz kerak. Qum uchun bu mos ravishda 310 va 580 ga aylandi. 580 qiymati bilan - tuproq mutlaqo quruq, 310 qiymati bilan - tuproq namligi qiymati 100% ni tashkil qiladi. Olingan ma'lumotlarning tuproqning haqiqiy namligiga bog'liqligi to'g'ri qiymatlarni olish imkonini beradi.Sensorni kalibrlash uchun qalay shisha, qumning quruq namunasi ishlatilgan, tarozi va pech. Qalay stakan tortildi, unga quruq qum namunasi quyildi, qayta tortish o'tkazildi, shundan so'ng namuna namlik sensori bilan o'lchandi. Keyin suv qo'shildi, stakan tortildi va sensor bilan o'lchaniladi. Ushbu protseduralarning barchasidan so'ng, stakan 10 daqiqa davomida pechga qo'yildi, keyin o'lchovlar takrorlandi.
2-jadval.
Qabul qilingan ma'lumotlarga misol
Daraja
signal
|
Vaqt
|
Og'irligi
og'irliklar, g
|
311
|
14:03
|
650,75
|
312
|
14:16
|
649,95
|
400
|
14:31
|
644.15
|
400
|
14:44
|
637.05
|
402
|
14:59
|
630.45
|
436
|
15:13
|
621.60
|
448
|
15:26
|
611.25
|
460
|
15:41
|
597,90
|
494
|
15:53
|
590.15
|
516
|
16:05
|
582,85
|
538
|
16:18
|
576,70
|
560
|
16:32
|
568,54
|
Shundan so'ng, Excelda bir qator o'lchangan va haqiqiy qiymatlar bilan jadval yaratildi. Shuningdek, o'lchangan qiymatlar jadvali yaratildi va FORECAST funktsiyasi qo'llanildi. Bu funksiya mavjud qiymatlardan kelajakdagi qiymatni hisoblaydi yoki bashorat qiladi. Bashorat qilingan qiymat - berilgan x qiymatiga mos keladigan y qiymati. x va y qiymatlari ma'lum; yangi qiymat chiziqli regressiya yordamida bashorat qilinadi.
Agar x raqam bo'lmasa, FORECAST #VALUE! xato qiymatini qaytaradi.
Agar ma'lum_y va ma'lum_x argumentlari bo'sh bo'lsa yoki bu argumentlardagi ma'lumotlar nuqtalari soni mos kelmasa, FORECAST #N/A xato qiymatini qaytaradi.
Agar ma'lum_x-qiymatlar argumentining dispersiyasi 0 bo'lsa, FORECAST funksiyasi #DIV/0! xato qiymatini qaytaradi.
FORECAST funksiyasi tenglamasi a+bx bunda:
𝑎 = 𝑦 − 𝑏𝑥 (6)
𝑏 =
(𝑥−𝑥)(𝑦−𝑦)
(𝑥−𝑥)
(7)
Bu yerda x va y namunasi O'RTA(ma'lum_x) va O'RTA START(ma'lum_y) degan ma'noni anglatadi.
3-jadval.
Qayta ishlashdan keyingi ma'lumotlar.
Namlik namunasi, %
|
Signal darajasi
|
Vaqt
|
Namuna vazni, g
|
99.6
|
311
|
14:03
|
650,75
|
99.3
|
312
|
14:16
|
649,95
|
66.7
|
400
|
14:31
|
644.15
|
66.7
|
400
|
14:44
|
637.05
|
65.9
|
402
|
14:59
|
630.45
|
53.3
|
436
|
15:13
|
621.60
|
48.9
|
448
|
15:26
|
611.25
|
44.4
|
460
|
15:41
|
597,90
|
31.7
|
494
|
15:53
|
590.15
|
23.7
|
516
|
16:05
|
582,85
|
15.6
|
538
|
16:18
|
576,70
|
7.5
|
560
|
16:32
|
568,54
|
Ma'lumotlarni qayta ishlagandan so'ng, tajribalar davomida olingan qiymatlardan foydalangan holda grafik tuzildi. Ushbu grafikda siz tortilgan namunani quritish paytida sensor ko'rsatkichlari qanday o'zgarganini ko'rishingiz mumkin.
100,0
90,0
80,0
70,0
Namlik, %
60,0
50,0
40,0
30.0
Namlik namuna (qum)
20.0
10.0
0,0
2.3.§ 1-rasm. Vaqt o'tishi bilan namlikning o'zgarishi grafigi
Chunki xom sensorni kuzatish ma'lumotlari faqat 0-580 oralig'idagi qiymatlardir, bu raqamli shaklda qayta ishlangan sensor signalidir. Ushbu ma'lumotlar ekranda Arduino dasturi yoki, masalan, Python dasturlash muhiti yordamida ko'rsatilishi mumkin.
2.3.§ 2-rasm. Xom ma'lumotlar seriyasiga misol
2.4.§ Tinkercad onlayn platformasi orqali tuproq namligini aniqlovchi
loyiha ishlab chiqish
Endi biz eng qulay bo’lgan platforma http://www.tinkercad.com saytidan avtorizatsiyadan o’tib proeyktlar bo’limiga o’tib loyihamizni boshlaymiz:
2.4.§ 1-rasm. Tinkercad platformasida loyiha yaratish
2.4.§ 2-rasm. Individual loyiha yaratish
2.4.§ 3-rasm. Kerakli jihozlar bilan loyiha qurilmasini yasash
Endi esa kod qismini yozib ishga tushirib natijasini olamiz:
2.4.§ 4-rasm. Qurilmani isha tushirish
2.4.§ 5-rasm. Natijani olish
Ilova
/*** 961 - 20 guruh talabasi Sabirov Mahmud ***/
/*** Arduino orqali tuproq namligini aniqlovchi loyiha ***/
/*
# Sensor qiymati
# 0 ~300 quruq tuproq
# 300~700 nam tuproq
# 700~950 suv bor tuproq
*/
int sensorPin = A0;
int sensorValue = 0;
void setup(){
pinMode(sensorPin, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
sensorValue = analogRead(sensorPin);
Serial.print("Moisture Sensor Value:");
Serial.println(sensorValue);
float moisturePercentage;
moisturePercentage= (sensorValue/1023)*100;
Serial.print("Namlik (foizda) = ");
Serial.print(moisturePercentage);
Serial.print("%\n");
if(sensorValue < 300){
Serial.println("Tuproq namligi oz, sug'orish zarur");
}
else if(sensorValue > 300 && sensorValue < 700){
Serial.println("Tuproq namligi normal holatda");
}
if(sensorValue > 700){
Serial.println("Suv haddan ortiq, kamaytirish zarur");
}
Serial.print("\n");
delay(500);
}
Xulosa
Men ushbu individual loyiham orqali agro sanoat texnlogiyasida tuproq unumdorligini oshirish masalasi qo’yildi. Men ushbu loyihada kerakli sensor tanlashni va kerakli platforma foydalanishni ko’rib o’rgandim. O‘tgan tadqiqotlar va amaliy tajriba shuni ko‘rsatdiki, fermer xo‘jaliklarida yoki suv oqimi darajasida sug‘orishni boshqarish usullari, fermerlar uchun sodda va tushunarli bo‘lishi kerak. Amaliyotlar mavjud tizimni loyihalash va texnik xizmat ko'rsatish cheklovlari doirasida imkon qadar ko'proq moslashuvchanlikka ega bo'lishi kerak. Fermerlar keyingi navbatda suv ajratishda qaysi ekinlarni sug'orish kerakligini aniqlash uchun amaliy vositalarga muhtoj. Sug‘orish jadvali - bu qachon sug‘orish, qancha miqdorda, qayerda va qanday maqsadda sug‘orish kerakligini aniqlaydigan fan. Maqsad yer unumdorligini (yer birligidan olinadigan hosil), suv unumdorligini (ishlatilgan suv birligiga to'g'ri keladigan hosil), sof foyda va sifat qobiliyatini oshirish bo'lishi mumkin. Odatda ishlab chiqaruvchining maqsadlariga qarab turli rejalashtirish strategiyalari kerak bo'ladi. Masalan, maksimal sug'orish orqali maksimal hosilga erishish har doim ham eng yuqori suv unumdorligiga yoki sof foydaga olib kelmasligi mumkin. Darhaqiqat, quruq muhitda olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, eng yuqori ekin suvi mahsuldorligi sug'orish miqdori bilan to'liq ekin suvi talabidan past darajada bo'lishi mumkin. Sug'orishni rejalashtirishning umumiy yondashuvlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: 1. belgilangan vaqt oralig'ida yoki oddiy taqvim bo'yicha, ya'ni suv aylanishi sodir bo'lganda yoki oldindan belgilangan jadval bo'yicha sug'orish; 3. vizual o'simlik stress ko'rsatkichlarini kuzatish; 4. sezgi, gravimetrik, elektr qarshilik (gips) bloklari, tensiometrlar yoki neytron zondlari kabi asboblar yoki namuna olish usullari yordamida tuproq suvini o'lchash (yoki baholash); 5. ob-havo ma'lumotlari va bug'lanishga asoslangan tuproq suvi byudjetiga rioya qilish; Sug'orishni boshqarish bo'yicha ongli qarorlar qabul qilish o’simlikni boshqarishning yaxshi usullarining muhim qismidir va ko'pincha hosildorlik va rentabellikni optimallashtirishda muhim rol o'ynaydi. Noto'g'ri sug'orish jadvalini tuzatmaslik suv resurslarini ortiqcha yoki ortiqcha sug'orish orqali isrof qilish yoki to'liq foydalanishni anglatadi va aniqroq sug'orish amaliyoti suvning to'g'ri O’simliklar va boshqa agro sanoatda tuproqning namligi normal bo’lishi zarurligini bildim. Imkoniyatlarim kelib chiqqan holda www.tinkercad.com platformasida loyihani yaratdim va sinab ko’rdim. Mening ishim natijasida barcha mavjud datchiklardan sig'imli tuproq namligi sensori tanlab oldim va u uchun namlikdan himoya qilish tizimi ishlab chiqdim va ushbu loyihamda qo’lladim.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yhati
Т.П. Марчик, А.Л. Ефремов, Почвоведение с основами растениеводства [Текст], Гродно, 2006 – 184с.
Берлинер М.А. Измерения влажности[Текст], М.А. Берлинер. - Л.: Энергия, 1973. - 401 с.
В.Ю. Гилѐв, Физика почв[Текст], учебное пособие, Пермь, 2012 – 37 с.
Дмитриев А.В. Основы дистанционных методов измерения влагозапас-
-ов в снеге и влажности почв по гамма-излучению Земли [Текст] / А.В. Дмитриев, Ш.Д. Фридман. - Л.:Гидрометиздат, 1979. - 304 с.
Arduino [Электронный ресурс] https://www.arduino.cc/
Петин В.А., Биняковский А.А,, Практическая энциклопедия Arduino[Текст], ДМК-Пресс, 2017 г – 187 с.
Microsoft[Электронный ресурс] https://support.office.com/ru-ru
DFRobot[Электронный ресурс] https://www.dfrobot.com/wiki
https://arduinopoint.com/soil-moisture-sensor-arduino-project/
|
