大学校及び設置科 北陸職業能力開発大学校電子技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 マイコン制御、センサ技術、計測技術
課題に取り組む推奨段階 水分量測定技術、センサ回路技術、マイコン・インタフェース技術、プログラミング技術などの基礎を習得した段階
課題によって養成する知識、技能・技術

土壌水分センサ、高周波整合、データロガー、ワンチップマイコン

製作の目的と概要

 市販の高価な土壌水分センサーを、自分達の手で安価に作ることを目標としています。      
 平成17年度に開発したセンサーを評価したところ、水分含水量が多いところで直線性が得られないことやセンサ回路の温度特性が±5%以上になること、10bitのA/D変換器(PICマイコン)では変換精度が限界に来ていることがそれぞれわかっていたため、今回は、この三つの問題解決について改善することに取り組みました。

成果

 本課題の高水分含水量での直線性については、センサー回路内の個々の電圧波形歪を中心に原因調査しました。これは、発振器出力インピーダンスの整合と高調波成分の面から行ないました。その結果、歪の少ない電圧波形が得られました。温度特性では、温度変化に対するインピーダンス変化が大きいと考えるバラン(ブリッジ回路部分)の有無による影響の確認を行ない、-1.25%の変化に抑えられました。変換精度の確認は、水分センサーとロガー及び土壌の状態を考慮しながら進める必要があると考えます。
簡易水分センサーの開発(H18)の画像1
写真1 水分センサーの外観
簡易水分センサーの開発(H18)の画像2
写真2 温度特性の改善