Arduino đọc Analog của cảm biến độ ẩm đất và lọc nhiễu bằng bộ lọc Kalman

Giá trị analog thường có độ nhiễu lớn vì vậy trước khi xử lý, các giá trị này cần phải cho qua một bộ lọc để phần điều khiển có thể làm việc tốt hơn. Chúng ta sẽ tiến hành đọc giá trị analog của cảm biến độ ẩm đất, sau đó cho qua bộ lọc Kalman và vẽ đồ thị để so sánh giá trị trước và sau khi lọc.

Kết nối phần cứng (bên trái là cảm biến độ ẩm đất, bên phải là arduino uno):
AO (Analog Ouput) <===> A0
DO (Digital Ouput) <===> 2 (Chưa sử dụng tới nhưng cứ cắm vào sẵn)
VCC <===> 5V
GND <===> GND

Cài đặt thư viện SimpleKalmanFilter bằng cách vào Tools > Manage Libraries... và cài đặt thư viện như sau

Viết code

#include <SimpleKalmanFilter.h>

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode (2, INPUT);
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode (13, OUTPUT);
}

SimpleKalmanFilter filter(10, 10, 0.05);
float estimate;

void loop()
{
  int value = analogRead(A0);
  estimate = filter.updateEstimate(value);
  Serial.print("K:"); Serial.print(estimate);
  Serial.print(",V:"); Serial.println(value);
  delay(10);
}

Ghi chú: thư viện SimpleKalmanFilter có ba tham số. Tham số thứ nhất là sai số của thiết bị đo, thí dụ thiết bị đo trả về giá trị từ 0 - 1023, tức là 1024 giá trị, giả sử sai số là 10% thì giá trị này là 10.24, có thể làm tròn thành 10. Tham số thứ hai theo tác giả thì cứ cho bằng giá trị với tham số thứ nhất. Tham số thứ 3 là tốc độ "bám sát" của giá trị dự đoán so với giá trị đo được. Số này càng lớn thì tốc độ "bám sát" càng nhanh. Theo tác giả đề nghị là hãy bắt đầu thử nghiệm với 0.01 (1%). Như ví dụ ở trên thì bộ lọc Kalman đang dùng là SimpleKalmanFilter filter(10, 10, 0.05);

Mở menu Tools chọn đúng board arduino của bạn và cổng COM sau đó upload chương trình. Sau đó vào Tools > Serial Plotter để xem kết quả

Link mua hàng

AliExpress.com Product - 5pcs Soil Hygrometer Humidity Detection Module Moisture Water Sensor Soil moisture	AliExpress.com Product - Smart Electronics Soil Moisture Hygrometer Detection Humidity Sensor Module For arduino Development Board DIY Robot Smart Car	AliExpress.com Product - Water Sensor Soil Hygrometer Humidity Detection Module Moisture Soil Moisture For Arduino Development Robot Car Diy Electronic
AliExpress.com Product - WAVGAT high quality One set UNO R3 (CH340G) MEGA328P for Arduino UNO R3 + USB CABLE ATMEGA328P-AU Development board	AliExpress.com Product - high quality One set UNO R3 (CH340G) MEGA328P for Arduino UNO R3 + USB CABLE ATMEGA328P-AU Development board	AliExpress.com Product - modified version One set UNO R3 CH340G+MEGA328P Chip 16Mhz For Arduino UNO R3 Development board + USB CABLE