研究筆記 - G3 感測值驗證
每個感測器都是一門學問,尤其像 PM2.5 這麼微小的粒子,要如何才能更正確地提供感測值,確實對 Maker 來說是太難了,但是本著做中學的理念,我們嘗試去研究
什麼才是正確?
- 這個真是大齋問了,你確定官方的感測器就是最正確的?到底是怎麼設計的?怎麼校正的?
真的確定正確很重要嗎?
- 這個感測器不是長度,超過多少就塞不進櫃子裡,PM2.5 值多少會有什麼影響,對每個人的影響是否相同,以目前來說,都是沒有正確解答的問題。個人認為,在實際應用中,絕對的值並不是那麼重要,但是相對值的表現,就比較是讓人有感
感測值影響的參數
- 感測器的設計原理以及好壞
- 原理設計不同,特性與精度差異非常大
- 感測的穩定度
- 感測所處的環境
- 室內,室外,馬路上,深山裡
- 感測器生產上的變異
- 簡單說就是同樣的東西,同一廠牌的感測器,量起來就是不一樣
- 感測範圍不同時的變異
- 同一個感測器可能只能感測部分的範圍,在不同的範圍感測器的準備會變異
- 時間上的老化
- 簡單說就是同樣的被感測環境,出廠時量出的和三個月後量出的不一樣
- 校正的設計與執行
- 感測器一般都需要校正,也需要週期的校正
我們是 Maker, 針對我們使用的感測器,老實說,我們不懂,買到什麼就是什麼。G3 在使用前,我們已經跟專業的感測器,一起 PK (在相同的環境下一起量測),我們發現整天下來的資料,完全正相關。當然不是相同感測器,值不相同的,因為本來代表的意義就是不相同的,但是完全正相關就很棒。表示我們不需要使用非常昂貴的感測器
但是我們對於生產上的變異,時間上的老化,校正都還在研究中。
我們沒有高級的儀器(如果有人能幫忙更好),我們是 Maker, 我們用土炮的方式去驗證。簡單說就是針對各種變因,進行觀察,找出其中的現象,然後找出校正的方法,讓最後的觀測數值更有意義。
驗證方法
- 找出 Golden Sample
- 可跟高級儀器來 PK
- 可跟官方的儀器數值來 PK
- 找可靠科學的儀器來檢驗
- 拿一些數量的 Sensor, 觀察生產上的變異
- 設計穩定的環境,用 Golden sample 來量出感測值
- 拿一些數量 Sensor 感測這個環境,看不同感測器量出的值是否相同
- 將 Sensor 持續感測一陣子,觀察時間上的變化
- 每隔一段時間,同一個 sensor , 感測相同的環境
Golden Sample 的驗證
穩定環境的定義
- [ TBD ] 需經由 Golden Sample 確認量測值的穩定性
量測與記錄方法
- 固定在出廠前,將設備在穩定環境中量測 10 分鐘,並將這些資料上傳到 LASS, 記錄每個感測器出廠的感測值。
- 建議在包含安裝服務的設備出廠時執行,一方便可以驗證設備正常工作,並將感測值記錄下來,供後續分析與校正方法設計做準備。
- 由於預設安裝服務都有 Device ID, 另外加入一點基本的量測資訊(寫在 hackpad 上),就可以記錄
校正方法
- 根據觀察的現象,我們會設計相關的校正演算法,並在設備中提供參數的輸入,並儲存在設備中。在韌體內演算法會根據輸入的參數,調整紀錄的感測器值,再上傳到 LASS。當系統重置的時候(回到出廠值),預設是執行在沒有校正 Enable 的情況
校正演算法設計
出廠校正基本資訊