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探索者D1系列教程十二 土壤湿度传感器
Ski 2018-12-28 15:30:14
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简单

       通过探究“土壤湿度在什么范围之内,雏菊种子萌发最快、萌发率最高?”来学习土壤湿度传感器的使用方法。

器材清单

        Romeo、USB数据线、土壤湿度传感器、雏菊种子、5个纸杯(饮料瓶)、土壤、水、记录表

实验分析 

       探究的问题是“土壤湿度在什么范围之内,雏菊种子萌发最快、萌发率最高?”因此自变量是土壤湿度,因变量是雏菊种子萌发的快慢和萌发率。为了保证实验的科学性和严谨性,需要进行无关变量的控制,比如光照、温度等环境条件都要保持相同。

       “萌发”是以看到种子破土而出为准。“种子萌发快慢”的定义,是指每天不同土壤湿度杯子中种子的萌发数量,数量多则萌发快,数量少则萌发慢。“萌发率”是指种子的萌发总数与种子播种总数的比值。

       

实验设计

       可用5个纸杯,分设4个对照组,1个实验组(假设最适宜的土壤湿度)。在5个纸杯中装入土壤(土壤量以纸杯容量的三分之二为宜),浇水使其保持不同的土壤湿度。分别在5个纸杯中播种等量的种子(一般种子都很小,如果播种一粒种子的话,可能会因为种子正好是坏的而不能萌发,因此播种时最好多播种几粒,比如12粒左右),并将5个杯子放在相同的环境中,每天使用土壤湿度传感器检测土壤湿度,以确保土壤湿度在所设定的范围之内,且每天观察种子萌发的数量,并将数据记在记录表中。具体实验操作步骤如下:

      (1)将5个纸杯装入土壤并做标记,分别为1号、2号、3号、4号、5号;

      (2)将土壤湿度传感器插到1号纸杯的土壤中,编写并上传程序,然后一点点给土壤浇水[浇水时要一点点浇,避免超过设定土壤湿度。建议:可以用出水口较为细小的工具加水,比如用胶头滴管。],同时注意串口监视器的数值变化,保证1号纸杯土壤湿度为50%~60%;按同样的操作,保证2号纸杯土壤湿度为60%~70%;保证3号纸杯土壤湿度为70%~80%(假设的最宜土壤湿度);保证4号纸杯土壤湿度为80%~90%;保证5号纸杯土壤湿度为90%~100%,即3号为实验组,1、2、4、5为对照组; 

      (3)将等量的雏菊种子(12粒)分别种到不同土壤湿度的5个纸杯[播种种子需注意两点,首先种子不要埋得太深,太深不易萌发;也不要埋得太浅,表层土壤容易干燥,太浅吸收不到水分也不易萌发;其次种子尽量种在纸杯的中间,边缘没有播种的土壤用于插入土壤湿度传感器,检测土壤湿度。]中; 

      (4)将5个播有种子的纸杯同时放到温度、光照等相同的环境中;

      (5)每天早中晚3次检测土壤湿度(检测土壤湿度时,将土壤湿度传感器插到没有播种的边缘土壤,切勿插到播有种子的中间土壤,以免误伤种子。并且浇水时,要慢且均匀),确定其保持在设定的范围内,同时观察种子的萌发数量,将数据记在记录表中。

分析数据并得出结论

       通过Excel绘制图表的方式,对采集的数据进行处理,比较5个纸杯中种子的萌发状况,得出实验结论。 

土壤湿度传感器

        土壤湿度传感器是一款简易的水分传感器。如下图所示,土壤湿度传感器模块有黑、红、蓝三根线,可通过模块上的大写A(Analogy的缩写)判断其为模拟传感器,使用时只需按照对应的颜色将其与Romeo的模拟针脚连接即可,如下图所示。土壤湿度传感器可用于检测土壤的水分,当土壤缺水时,土壤湿度传感器的输出值将减小,反之将增大。

projectImage

       土壤湿度传感器输出值的范围一般在0~850之间(不同的土壤湿度传感器检测的土壤湿度值可能有差异,使用前,先将其插入水中或浇透的土壤中测一下它能输出的最大值,以保证检测土壤湿度的准确性。经过检测,本使用的土壤湿度传感器输出的最大值为850),即在不插入土壤的情况下,输出值为0;在土壤湿度越来越大时,输出值也会越来越大;在插入水中或刚浇透的土壤中时,输出值为850左右。

       利用串口监视器读取土壤湿度传感器的输出值在0~850之间,但土壤湿度值通常是用百分数来计量,因此可利用映射模块实现这一数值的转换。假如将土壤湿度传感器连接到模拟针脚0,则读取土壤湿度值的程序如下图所示,此程序显示的土壤湿度值省略了百分号。

projectImage

进行实验与收集数据

        按照制定计划中的实验步骤,小心地将雏菊种子种到不同土壤湿度的纸杯中。在种子萌发阶段,每天观察种子的萌发状况,并做好相关数据的记录。

分析数据与得出结论

       对种子的萌发状况进行为期8天的记录观察,根据记录的数据计算种子萌发率,得出结论。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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