Kapazitiver Bodenfeuchtesensor - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:31:08Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 10. August 2024, 08:31 Uhr
Zeile 413:		Zeile 413:
	\| 6 \|\| Die Messwerte müssen über der Zeit gefiltert werden. \|\| <span style="color:green">☑</span>		\| 6 \|\| Die Messwerte müssen über der Zeit gefiltert werden. \|\| <span style="color:green">☑</span>
	\|-		\|-
	\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| <span style="color:~~red~~">☒</span>		\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| <span style="color:green">☑</span>
	\|-		\|-
	\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchte in % auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LC-Display]] anzeigen. \|\| <span style="color:red">☒</span>		\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchte in % auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LC-Display]] anzeigen. \|\| <span style="color:red">☒</span>

Ulrich Schneider: /* Auswertung */

2024-08-10T08:30:36Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 10. August 2024, 08:30 Uhr
Zeile 392:		Zeile 392:

	Das vollständige Ergebnisvideo findet sich hier: [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]]		Das vollständige Ergebnisvideo findet sich hier: [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]]

			{\| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
			\| <strong>Testbericht gegen die Anforderungen </strong>
			\|-
			\| Der Test der Anforderungen wurden nicht explizit und nachvollziehbar dokumentiert. Anhand des Wiki-Artikels konnte nachfolgender Erfüllungsgrad abgelesen werden.
			{\| class="wikitable"
			\|-
			! Req. !! Beschreibung !! Testergebnis
			\|-
			\| 1 \|\| Die Bodenfeuchte muss mittels "Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2", Arduino und Simulink gemessen werden.\|\| <span style="color:green">☑</span>
			\|-
			\| 2 \|\| Der Messbereich muss bestimmt werden. \|\| <span style="color:green">☑</span>
			\|-
			\| 3 \|\| Die Messunsicherheit (1σ) muss für den Messbereich ermittelt und als Vertrauensbereich angezeigt werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
			\|-
			\| 4 \|\| Der Sensor muss kalibriert werden. \|\| <span style="color:green">☑</span>
			\|-
			\| 5 \|\| Für den Messbereich muss die Bodenfeuchtigkeit referenziert werden. \|\| <span style="color:red">☒</span>
			\|-
			\| 6 \|\| Die Messwerte müssen über der Zeit gefiltert werden. \|\| <span style="color:green">☑</span>
			\|-
			\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| <span style="color:red">☒</span>
			\|-
			\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchte in % auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LC-Display]] anzeigen. \|\| <span style="color:red">☒</span>
			\|}
			\|}

	== Zusammenfassung und Ausblick ==		== Zusammenfassung und Ausblick ==

Ulrich Schneider: /* Aufgabenstellung */

2024-08-09T11:04:10Z

Aufgabenstellung

← Nächstältere Version		Version vom 9. August 2024, 11:04 Uhr
Zeile 41:		Zeile 41:
	\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| 1		\| 7 \|\| Ein Piepton muss anzeigen, wenn der Messwert stabil/konstant ist. \|\| 1
	\|-		\|-
	\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchte in % auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|~~LCD~~-Display]] anzeigen. \|\| 2		\| 8 \|\| Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchte in % auf dem [[LCD_Modul_16x02_I2C\|LC-Display]] anzeigen. \|\| 2
	\|}		\|}
	\|}		\|}

Ken Hilz: /* Ergebnisvideo */

2024-07-28T10:38:04Z

Ergebnisvideo

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:38 Uhr
Zeile 424:		Zeile 424:

	<span id="Ergebnisvideo"></span>		<span id="Ergebnisvideo"></span>
	In diesem Ergebnisvideo ist die Messung der Bodenfeuchtigkeit mit dem Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 zu sehen. Dieses Video wurde aufgenommen, nachdem der Messbereich definiert, der Sensor anhand von Referenzwerten kalibriert wurde und das Eingangssignal durch ~~einen~~ auf diese Problemstellung ausgelegtes Rekursives Gleitendes Mittelwertfilter geglättet wird. Für dieses Video wurde die Dauer der Messung von 20 Sekunden auf 30 Sekunden erhöht.		In diesem Ergebnisvideo ist die Messung der Bodenfeuchtigkeit mit dem Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 zu sehen. Dieses Video wurde aufgenommen, nachdem der Messbereich definiert, der Sensor anhand von Referenzwerten kalibriert wurde und das Eingangssignal durch ein auf diese Problemstellung ausgelegtes Rekursives Gleitendes Mittelwertfilter geglättet wird. Für dieses Video wurde die Dauer der Messung von 20 Sekunden auf 30 Sekunden erhöht.
	[[Datei:Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2.mp4\|thumb\|center\|850px\|Ergebnisvideo des Capacitive Soil Moisture Sensors v1.2]]		[[Datei:Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2.mp4\|thumb\|center\|850px\|Ergebnisvideo des Capacitive Soil Moisture Sensors v1.2]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Ken Hilz: /* Ergebnisvideo */

2024-07-28T10:37:06Z

Ergebnisvideo

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:37 Uhr
Zeile 422:		Zeile 422:
	== Ergebnisvideo ==		== Ergebnisvideo ==
	'''Ergebnisvideo der Versuchsdurchführung''' <br>		'''Ergebnisvideo der Versuchsdurchführung''' <br>

	<span id="Ergebnisvideo"></span>		<span id="Ergebnisvideo"></span>
	In diesem Ergebnisvideo ist die Messung der Bodenfeuchtigkeit mit dem Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 zu sehen. Dieses Video wurde aufgenommen, nachdem der Messbereich definiert, der Sensor anhand von Referenzwerten kalibriert wurde und das Eingangssignal durch einen auf diese Problemstellung ausgelegtes Rekursives Gleitendes Mittelwertfilter geglättet wird. Für dieses Video wurde die Dauer der Messung von 20 Sekunden auf 30 Sekunden erhöht.		In diesem Ergebnisvideo ist die Messung der Bodenfeuchtigkeit mit dem Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 zu sehen. Dieses Video wurde aufgenommen, nachdem der Messbereich definiert, der Sensor anhand von Referenzwerten kalibriert wurde und das Eingangssignal durch einen auf diese Problemstellung ausgelegtes Rekursives Gleitendes Mittelwertfilter geglättet wird. Für dieses Video wurde die Dauer der Messung von 20 Sekunden auf 30 Sekunden erhöht.

Ken Hilz: /* Auswertung */

2024-07-28T10:33:52Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:33 Uhr
Zeile 389:		Zeile 389:
	<br clear = all>		<br clear = all>

	Bereits zu Beginn der Messung zeigte der Sensor eine Feuchtigkeit von etwa <math>25 \, \text{%}</math>, was einer Spannung von <math>3,43 \, \text{V}</math> entspricht. Das liegt daran, dass die verwendete Erde aufgrund der Wetterbedingungen nicht ganz trocken war. Sobald Wasser hinzugefügt wurde, konnte beobachtet werden, dass die Spannung abnahm und gleichzeitig der Prozentwert stieg. Abschließend kann gesagt werden, dass der Sensor zuverlässig funktioniert und plausible Ergebnisse liefert. Des Weiteren ist durch den MATLAB<sup>®</sup> Function Block eine Umrechnung in Prozent möglich, wodurch diese für ein einfacheres Verständnis der Bodenfeuchtigkeit dargestellt werden kann. <br>		Bereits zu Beginn der Messung zeigte der Sensor eine Feuchtigkeit von etwa <math>25 \, \text{%}</math>, was einer Spannung von <math>3,43 \, \text{V}</math> entspricht. Das liegt daran, dass die verwendete Erde aufgrund der Wetterbedingungen nicht ganz trocken war. Sobald Wasser hinzugefügt wurde, konnte beobachtet werden, dass die Spannung abnahm und gleichzeitig der Prozentwert stieg. Abschließend kann gesagt werden, dass der Sensor zuverlässig funktioniert und plausible Ergebnisse liefert. Des Weiteren ist durch den MATLAB<sup>®</sup>-Function Block eine Umrechnung in Prozent möglich, wodurch diese für ein einfacheres Verständnis der Bodenfeuchtigkeit dargestellt werden kann. <br>

	Das vollständige Ergebnisvideo findet sich hier: [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]]		Das vollständige Ergebnisvideo findet sich hier: [[#Ergebnisvideo\|Ergebnisvideo]]

Ken Hilz: /* Referenzwert */

2024-07-28T10:32:15Z

Referenzwert

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:32 Uhr
Zeile 328:		Zeile 328:

	==== Referenzwert ====		==== Referenzwert ====
	Da für diesen Sensor keine Datenblätter vorliegen, wurden die Referenzwerte aus den Tests im Kapitel ~~„Mess~~- und ~~Vertrauensbereich“~~ entnommen. Für eine <math>100 \, \text{%}</math> Feuchtigkeit wurde der Sensor in Wasser getaucht, um den Maximalwert zu erhalten. Für <math>0 \, \text{%}</math> Feuchtigkeit wurde der Sensor ohne Boden- oder Wasserkontakt ausgelesen, um den Minimalwert zu bestimmen. <br>		Da für diesen Sensor keine Datenblätter vorliegen, wurden die Referenzwerte aus den Tests im Kapitel [[#Mess- und Vertrauensbereich\|Mess- und Vertrauensbereich]] entnommen. Für eine <math>100 \, \text{%}</math> Feuchtigkeit wurde der Sensor in Wasser getaucht, um den Maximalwert zu erhalten. Für <math>0 \, \text{%}</math> Feuchtigkeit wurde der Sensor ohne Boden- oder Wasserkontakt ausgelesen, um den Minimalwert zu bestimmen. <br>

	==== Kalibrierung des Sensors ====		==== Kalibrierung des Sensors ====

Ken Hilz: /* Mess- und Vertrauensbereich */

2024-07-28T10:24:22Z

Mess- und Vertrauensbereich

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:24 Uhr
Zeile 214:		Zeile 214:
	<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>		<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>

	In MATLAB wurde diese Berechnung mit folgendem Code durchgeführt.		In MATLAB<sup>®</sup> wurde diese Berechnung mit folgendem Code durchgeführt.

	%% Berechnung der maximalen und minimalen Spannung des Sensors		%% Berechnung der maximalen und minimalen Spannung des Sensors

Ken Hilz: /* Mess- und Vertrauensbereich */

2024-07-28T10:23:00Z

Mess- und Vertrauensbereich

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:23 Uhr
Zeile 211:		Zeile 211:
	<math>n:</math> Quantisierungsstufen <br>		<math>n:</math> Quantisierungsstufen <br>

	In diesem Fall erhält man den Least Significant Bit, indem für die Referenzspannung <math>U_{ref}</math> <math>5 \, \text{V}</math> eingesetzt und durch <math>{2^n - 1}</math> geteilt wird, wobei für <math>n = 10</math> eingesetzt wird, da der Arduino einen 10-Bit A/D-Wandler besitzt. Das Ergebnis kann dann anschließend mit dem maximalen und minimalen Digitalwert multipliziert werden, um so maximale und minimale Ausgangsspannung <math>U_a</math> des Sensors zu erhalten. Die Formel dafür lautet:		In diesem Fall erhält man den Least Significant Bit, indem für die Referenzspannung <math>U_{ref}</math> <math>5 \, \text{V}</math> eingesetzt und durch <math>{2^n - 1}</math> geteilt wird, wobei für <math>n = 10</math> eingesetzt wird, da der Arduino einen 10-Bit A/D-Wandler besitzt. Das Ergebnis kann dann anschließend mit dem maximalen und minimalen Digitalwert multipliziert werden, um so die maximale und minimale Ausgangsspannung <math>U_a</math> des Sensors zu erhalten. Die Formel dafür lautet:
	<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>		<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>

Ken Hilz: /* Mess- und Vertrauensbereich */

2024-07-28T10:22:35Z

Mess- und Vertrauensbereich

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2024, 10:22 Uhr
Zeile 211:		Zeile 211:
	<math>n:</math> Quantisierungsstufen <br>		<math>n:</math> Quantisierungsstufen <br>

	In diesem Fall erhält man den Least Significant Bit, indem für die Referenzspannung <math>U_{ref}</math> <math>5 \, \text{V}</math> eingesetzt ~~werden~~ und durch <math>{2^n - 1}</math> geteilt wird, wobei für <math>n = 10</math> eingesetzt wird, da der Arduino einen 10-Bit A/D-Wandler besitzt. Das Ergebnis kann dann anschließend mit dem maximalen und minimalen Digitalwert multipliziert werden, um so maximale und minimale Ausgangsspannung <math>U_a</math> des Sensors zu erhalten. Die Formel dafür lautet:		In diesem Fall erhält man den Least Significant Bit, indem für die Referenzspannung <math>U_{ref}</math> <math>5 \, \text{V}</math> eingesetzt und durch <math>{2^n - 1}</math> geteilt wird, wobei für <math>n = 10</math> eingesetzt wird, da der Arduino einen 10-Bit A/D-Wandler besitzt. Das Ergebnis kann dann anschließend mit dem maximalen und minimalen Digitalwert multipliziert werden, um so maximale und minimale Ausgangsspannung <math>U_a</math> des Sensors zu erhalten. Die Formel dafür lautet:
	<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>		<math>U_a = {Digitalwert}\cdot{LSB}</math> [[#Literatur\|<sup>[12]</sup>]]<br>