東京三菱銀行、導管隠花植物の水量を推定する低コストのオープン ソース データロガー

非血管暗号ガムは、いくつかの生態系機能にとって極めて重要です。例えば、それらは生物学的に固定された窒素のほぼ50%を担当する。私たちは、暗号生態学の分野での質問に対処するためのデータロガーを設計しました。

方法は、これらの生物が水分補給されたままの期間をその時点で測定し、ブライオファイト活性と環境条件を関連付けている。この技術の主な利点は、技術的な知識なしに構築することができ、低コスト、オープンソース、および組み立てやすいデータロガーです。この方法は、乾燥地のバイオクラストからボレアル地域の泥炭沼まで、幅広いモデル生態系や生物に適用できます。

はんだ付けアイロンとワイヤーのスプールを準備します。はんだ付けのアイロンが加熱するのを待ち、クリーニングスポンジを湿まします。温度と湿度センサー、マイクロコントローラ、RTCクロックおよびmicroSDブレークアウトモジュールの目的の長さにピンヘッダーストリップをカットします。

ピンヘッダーストリップをソケットにはんだ付けするには、はんだ付けアイロンの先端で希望の結合を予熱します。次に、はんだ線から少量の材料を塗布し、ジャンクションを満たすのに十分です。最後に、はんだ付けアイロンを取り出し、ジャンクションが冷めるのを待ちます。

同じ手法を使用して、プリント基板に部品を組み立て始めます。まず、抵抗器はんだ付けします。次に、オペアンプ用のソケット、SHT7xセンサー、RTCクロックおよびmicroSDブレークアウトモジュールをはんだ付けします。

次に、2つのトランジスタをはんだ付けする。ボードは、ピンヘッダーを使用して、今すぐはんだ付けする必要があります。最後に、コネクタを基板にはんだ付けします。

今度は、SHT7x湿度温度センサーをピンヘッダーまたは延長ケーブルにはんだ付けしてリードを補強します。連続テストまたは導電性テストモードでマルチメーターを準備します。マルチメーターを使用して、ピンまたは接続の間に短絡がないことを確認します。

電源装置の正と負の端子を再確認します。また、各はんだジョイントが、回路のコンポーネントピンと銅線の間に安定した接続を作成することを確認します。バッテリー端子とケーブルクリップをボードに接続するには、切削工具を使用して各ワイヤ端の約4ミリメートルを取り除き、導電性コアを露出させます。

次に、各ケーブルを適切な端子に取り付け、スクリュードライバーでネジを締めます。ケーブルの正しい極性、特に電源装置の極性を確認し、再確認します。ケーブルを少し引っ張って接続の強度をテストし、すべてがしっかりと接続されていることを確認します。

消費電力をさらに削減するには、基板からLEDダイオードをデラディングするか、または遮断して、マイクロコントローラボードの電源LEDを取り外します。最後に、BtMボードを耐候性エンクロージャに取り付けて、電子機器から水分を取り除きます。箱の外に湿度温度センサーを取り付け、BtMボードに接続したままにします。

コンダクタンス測定に必要な8組のワニクリップを耐候性エンクロージャの外側に配線します。最後に、各苔のストランドをワニのクリップでクリップします。試料が乾燥していることを確認するために、正午に、低い空気湿度の日にキャリブレーションを行い、少なくとも1つ、好ましくは2日、乾燥した日が先行する。

健康で構造の良い苔や地衣類のコミュニティを選択してください。クロコダイルクリップを、ブリオファイト、フルチコース地衣類、フォリオーゼ地衣類の場合には、コミュニティの中心位置に配置することで、データロガーを苔や地衣類に接続します。フルティコースの地衣類の場合は、クリップをタロウスに取り付けます。

苔の場合は、クリップを個人の茎に直接取り付けます。葉の地衣類の場合は、クリップを孔線の境界に置きます。電極間の最小距離は約5ミリメートルに保ちます。

測定を開始する前にクリップを簡単に取り外さないようにしてください。データロガーをオンにして測定を開始し、BtMボードを約3分間実行したままにして、記録された値を安定させます。キャリブレーション前テストを実行して、各散水イベントに必要な水の量を推定します。

クリップをサンプルに接続します。その後、コンダクタンスが水を加えて増加しない値に達するまで水を加えます。これは、そのサンプルの最大のコンダクタンス値であり、キャリブレーションの散水ステップを確立するために使用されます。

コンダクタンスメジャーが初期値に戻るまで待ちます。サンプル中の最大の導通度を達成するために必要な所定量の水の1/10に相当する量の水でサンプルを湿らせるために小さなスプレーを使用してください。苔や地衣類が水を完全に吸収し、コンダクタンス測定が安定するまで待ってから、再び水をやり直します。

コンダクタンスが最大値に達し、苔または地衣類が完全に水分補給されるまで繰り返します。各校正テストは、散水の間隔に応じて約15分かかります。キャリブレーションが完了したら、BtMボードからmicroSDカードを取り出し、データファイルをコンピュータにコピーします。

ここに示す、キャリブレーション段階の間のコンダクタンス測定の進化を示す図である。ホマロテシウム・アウリウムとジクラナムの球体の乾燥曲線は、同じ種のサンプルの中で変動性を明らかにする。発見された種間および種間の変動性は非常に大きく、各茎のバイオマスおよび形態の違いに起因する可能性がある。

アセンブリの容易さのために、このデバイスは、中長期的な監視ネットワークの確立を可能にする、データロガーを設計し、構築の技術的な制約を克服します。この技術は、生物地理学およびエコフィロジーの研究者が、地衣類や苔などの既知の血管クリプトガムが異なる地域や環境勾配を通じていつ、どのように、なぜ成長しているかを探求する道を開きます。さらに、この技術は、生態学的コミュニティ内の種または個人の成功の原動力を理解したり、これらの主要な生物による生態系サービスの提供を決定するものを確立するのに役立ちます。