การทดลองนี้เป็นการทดลองแบบง่าย อาจส่งผลให้ผลการทดลองที่ได้คลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง ใช้กลุ่มตัวอย่าง (Sample) น้อย และอุปกรณ์ที่นำมาเทียบยังไม่ถูกสอบเทียบ โปรดพิจารณาใช้ผลการทดลองนี้เป็นแนวทางการจัดสินใจรอง
จากบทความที่แล้ว ที่ได้นำเสนอบทความ เปรียบเทียบสเปคของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น ไปแล้ว ในบทความนี้จะมาทดสอบเซ็นเซอร์ที่ได้นำเสนอไปในบทความก่อน ในสภาพแวดล้อมใช้งานจริง แตกต่างกัน 4 สภาพแวดล้อม คือ
ห้องแลป (ที่ GLAB)
ในห้างสรรพสินค้า (ยูเนี่ยน มอลล์ ชั้น G)
คาเฟ่ (Depa ชั้น 1 บริเวณทางเข้า)
นอกอาคาร (Outdoor)
โดยใช้บอร์ด AIS 4G board ดึงค่าจากเซ็นเซอร์แล้วส่งขึ้น NETPIE บันทึกลง Shadow แล้ว export ออกมาประมวลผลข้อมูลใน Excel แล้วสรุปผลพร้อมเปรียบเทียบผลที่ได้กับค่าที่ระบุในข้อมูลสเปคเซ็นเซอร์
เตรียมอุปกรณ์ทดสอบ
ประกอบด้วย AIS 4G board เป็นบอร์ดหลักเนื่องจากเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตผ่าน 4G ทำให้สามารถยกไปทดสอบที่ใดก็ได้ที่มีสัญญาณโทรศัพท์ ใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น DHT11, DHT22, AHT20, SHT30 และ DS18B20 (วัดได้เฉพาะอุณหภูมิ)
ในการทดสอบวัดค่า ใช้เครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นที่มีขายในท้องตลาด ประกอบด้วย Xiaomi Thermometer 2 และเครื่องวัดอุณหภูมิจากประเทศจีน (มีอยู่แล้วในห้อง GLAB) บันทึกค่าทุก ๆ 1 นาที โดยการถ่ายภาพเทียบเวลามาตรฐาน (อ้างอิงเวลามาตรฐานจากกรมอุทกศาสตร์)
การต่อวงจรสำหรับ DHT11 ต่อเข้ากับขา GPIO29, DHT22 ต่อเข้ากับขา GPIO23, DS18B20 ต่อกับขา GPIO25 ส่วน AHT20 และ SHT30 ต่อเข้ากับขา SDA, SCL ของ ESP32
การเขียนโปรแกรมสั่งงานใช้ VS Code + PlatformIO เลือกบอร์ดเป็น Espressif ESP32 Dev ติดตั้งไลบารี่ AIS 4G board และไลบารี่อื่น ๆ ที่จำเป็นเกี่ยวกับการอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ ตัวโค้ดโปรแกรมที่ใช้ทดสอบฉบับเต็มได้อัพโหลดไว้ที่ maxpromer/temp-humi-compare-pio
ค่าที่ได้จากการวัดส่งขึ้น NETPIE2020 บันทึกค่าลง Shadow ดูข้อมูลจากเมนู Feed ข้อมูลที่ได้ Export ออกมาเป็นไฟล์ CSV เพื่อประมวลผลต่อ
ทดสอบวัดค่าในห้องแลป
การทดสอบวัดค่าอุณหภูมิและความชื้นในห้องแลปที่ใช้เครื่องปรับอากาศในห้อง 1 ตัว ตั้งการรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 25 องศาเซลเซียส วัดค่าตั้งแต่เวลา 12:22 ถึง 12:31
เก็บค่าจำนวน 10 ค่า ดังนี้
นำค่าจาก NETPIE และเครื่องวัดอุณหภูมิมารวมกัน ได้ค่าดังนี้
หมายเหตุ. ส่งค่าขึ้น NETPIE ทุก ๆ 10 วินาที ค่าที่แสดงในตารางแต่ละนาทีเกิดจากการเฉลี่ยค่า 10 วินาทีนั้นเป็นแต่ละนาที
ทดสอบวัดค่าในห้าง
สถานที่ทดสอบเป็น ยูเนี่ยน มอลล์ ชั้น G ติดบรรไดเลื่อนฝั่งฟู้ดคอร์ท วัดและเก็บค่าตั้งแต่เวลา 13:17 ถึง 13:26
นำค่าจาก NETPIE และเครื่องวัดอุณหภูมิมารวมกัน ได้ค่าดังนี้
หมายเหตุ. ส่งค่าขึ้น NETPIE ทุก ๆ 10 วินาที ค่าที่แสดงในตารางแต่ละนาทีเกิดจากการเฉลี่ยค่า 10 วินาทีนั้นเป็นแต่ละนาที
ทดสอบวัดค่าในคาเฟ่
สถานที่ทดสอบเป็น Depa ชั้น G บริเวณประตูทางเข้า ที่นั่งส่วนคาเฟ่ วัดและเก็บค่าตั้งแต่เวลา 14:18 ถึง 14:27
นำค่าจาก NETPIE และเครื่องวัดอุณหภูมิมารวมกัน ได้ค่าดังนี้
หมายเหตุ. ส่งค่าขึ้น NETPIE ทุก ๆ 10 วินาที ค่าที่แสดงในตารางแต่ละนาทีเกิดจากการเฉลี่ยค่า 10 วินาทีนั้นเป็นแต่ละนาที
ทดสอบวัดค่านอกอาคาร
สถานที่ทดสอบเป็นนอกอาคาร Depa วัดและอ่านค่าเวลา 14:47 ถึง 14:56
นำค่าจาก NETPIE และเครื่องวัดอุณหภูมิมารวมกัน ได้ค่าดังนี้
หมายเหตุ. ส่งค่าขึ้น NETPIE ทุก ๆ 10 วินาที ค่าที่แสดงในตารางแต่ละนาทีเกิดจากการเฉลี่ยค่า 10 วินาทีนั้นเป็นแต่ละนาที
หมายเหตุ2. DHT22 เวลา 14:47 เซ็นเซอร์ไม่สามารถอ่านค่าได้ จึงไม่มีข้อมูล ณ เวลานั้น
แปรผล
การแปรผลใช้ข้อมูลดิบของแต่ละตารางแต่ละค่าเซ็นเซอร์ แต่ละนาที มาเปรียบเทียบกับค่าจากเครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้น Xiaomi Thermometer 2 และเครื่องวัดจีน ได้เป็นความคลาดเคลื่อนในหน่วยองศาเซลเซียสและ %RH ตัดค่าที่ผิดปกติออก จากนั้นจึงนำค่าความคลาดเคลื่อนจากทุกตารางมาเฉลี่ยพร้อมทั้งหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D.)
พิจารณาเฉพาะ DHT11 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT22 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ AHT20 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ SHT30 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DS18B20 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT11 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าความชื้นสัมพัทธ์ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT22 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าความชื้นสัมพัทธ์ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ AHT20 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าความชื้นสัมพัทธ์ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ SHT30 เปรียบเทียบ Xiaomi Thermometer 2 ค่าความชื้นสัมพัทธ์ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT11 เปรียบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิจีน เฉพาะค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT22 เปรียบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิจีน เฉพาะค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ AHT20 เปรียบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิจีน เฉพาะค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ SHT30 เปรียบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิจีน เฉพาะค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DS18B20 เปรียบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิจีน เฉพาะค่าอุณหภูมิได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT11 เปรียบเทียบ เครื่องวัดจีน ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ DHT22 เปรียบเทียบ เครื่องวัดจีน ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ AHT20 เปรียบเทียบ เครื่องวัดจีน ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
พิจารณาเฉพาะ SHT30 เปรียบเทียบ เครื่องวัดจีน ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ได้ค่าความคลาดเคลื่อนดังตารางด้านล่างนี้
สรุปผลการทดลอง
เมื่อนำค่าที่ได้จากการแปรผลมาลงสร้างตารางใหม่โดยใช้ข้อมูลสเปคของเซ็นเซอร์จาก Datasheet มาเทียบด้วย ได้ผลดังตารางด้านล่างนี้
อย่างไรก็ตาม การวัดและทดสอบนี้ได้ทำการทดสอบในสภาพแวดล้อมที่ไม่ได้ถูกควบคุมมาเป็นอย่างดี รวมทั้งเครื่องมือที่ใช้เปรียบเทียบยังไม่ถูกสอบเทียบค่าที่ถูกต้องมาก่อน จึงอาจจะเป็นสาเหตุให้ผลค่าความคลาดเคลื่อนที่วัดได้จริงไม่ตรงกับสเปคที่ระบุไว้ใน Datasheet
สำหรับท่านที่สนใจเรื่องการสอบเทียบค่าเซ็นเซอร์ การวัด และทดสอบเซ็นเซอร์ ที่ GLAB ให้บริการให้ปรึกษาด้านการสอบเทียบเซ็นเซอร์ทุกชนิด ท่านสามารถเข้ามาปรึกษา GLAB ที่สำนักงานส่งเสริมเศรษกิจดิจิทัล (Depa) ชั้น 2 ได้ทุกวันจันทร์ถึงวันศุกร์ ตั้งแต่เวลา 9 โมงเช้าถึง 6 โมงเย็น โดยมีวิศวะกรประจำแลปที่พร้อมให้คำแนะนำได้ตลอดเวลา
Comments