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Metodología
Arquitectura de dos capas
graph TD Control[Nodos de control - muchos, baratos<br/>SHT40 + MH-Z19B ABC off + BH1750 + capacitivo suelo v2.0] Reference[Nodos de referencia - 1 o 2 calibrados<br/>SHT45-AD1F-R2 + SCD41 + AS7341 + Atlas EZO-pH] Control -.->|validación cruzada<br/>R² > 0.95| Reference
Por qué dos capas
El problema: los reviewers no confían en sensores baratos a priori. Si usás solo nodos baratos, te van a preguntar “¿cómo sabés que son correctos?“. No podés responder con el precio ni con el datasheet — tenés que demostrarlo con datos.
La solución: desplegás 1-2 nodos de referencia (sensores más precisos) junto a los baratos durante un período de validación. Demostrás con que los baratos rastrean fielmente a los de referencia en tus condiciones reales. Con eso, el reviewer acepta los datos de los baratos porque tenés prueba documentada de que son confiables.
Resultado:
- Cobertura espacial → muchos nodos baratos que cubren todo el invernadero
- Validez académica → unos pocos nodos de referencia que certifican la confiabilidad de los baratos
- Costo manejable → los nodos de referencia son pocos y no necesitan quedarse todo el experimento
Costo vs precisión
| Aspecto | Solo nodos caros | Solo nodos baratos | Dos capas ✅ |
|---|---|---|---|
| Costo | Prohibitivo a 10+ puntos | Bajo | Medio |
| Cobertura espacial | Limitada (~1-2 puntos) | Excelente | Excelente |
| Validez académica | ✅ directa | Cuestionable | ✅ con validación documentada |
| Riesgo si se rompe uno | Pierdes todo | Pierdes un punto | Si rompiste un control, los demás cubren; si rompiste el referencia, mantenés la cobertura |
Variables del experimento
| Variable | Unidad | Frecuencia | Sensor control | Sensor referencia |
|---|---|---|---|---|
| Temperatura aire | 1/min | SHT40 | SHT45-AD1F-R2 | |
| Humedad relativa aire | % | 1/min | SHT40 | SHT45-AD1F-R2 |
| CO2 | ppm | 1/min | MH-Z19B (ABC off) | SCD41 |
| PAR / PPFD | 1/min | BH1750 + caveat | AS7341 (inter-sensor) | |
| NDVI | adimensional | 1/15min | ❌ | AS7341 (NIR + F7) |
| VWC suelo | % | 1/15min | Capacitivo v2.0 calibrado | ❌ solo calibración gravimétrica |
| Temperatura suelo | 1/15min | ❌ | ❌ | |
| EC suelo | dS/m | 1/15min | ❌ | ❌ |
| pH suelo | pH | 1/semana (muestreo ex-situ) | ❌ | Atlas EZO-pH - muestreo periódico con protocolo suelo:agua (ver ph-suelo/README.md). La medición continua in-situ no es metodológicamente válida. |
Procedimiento experimental
Pre-deployment (1-2 semanas antes)
- Calibración de sensores capacitivos para el sustrato del experimento (procedimiento gravimétrico, ver VWC)
- Desactivación de ABC en cada MH-Z19B vía UART
- Calibración 3-puntos del electrodo EZO-pH con buffers NIST-traceable
- Deployment del AS7341 como referencia de luz para inter-sensor validation contra BH1750 (sin calibración absoluta de irradiancia)
- Cross-deployment 1 semana entre nodo de control y nodo de referencia en la misma posición - registrar inicial
Durante el experimento
- Lecturas continuas según frecuencia tabla anterior
- Heartbeat cada minuto de cada nodo
- Backup diario de InfluxDB en ubicación física separada
- Recalibración de EZO-pH cada 4 semanas
- Inspección visual de los nodos (humedad, suciedad, plantas tapando sensores) cada 2 semanas
Post-experimento
- Recalibración final de capacitivos en mismo sustrato + condiciones, registrar drift
- Cálculo de final entre nodos de control y referencia
- Identificación de outliers y eventos atípicos (cortes de luz, eventos climáticos, intervenciones humanas)
Texto sugerido para sección “Materials and Methods”
“A two-tier sensor network was deployed in a greenhouse comprising 12 low-cost control nodes for spatial coverage and 2 reference nodes for calibration validation. Control nodes (n=12) were based on ESP32-C6 microcontrollers (Espressif Systems) reading SHT40 air temperature/humidity sensors (Sensirion AG), MH-Z19B NDIR CO2 sensors (Winsen Electronics) with Automatic Baseline Correction (ABC) disabled, BH1750 light sensors (Rohm), and capacitive soil moisture sensors (v2.0, resistive-corrosion-resistant). Reference nodes (n=2) were based on ESP32-S3 microcontrollers (Espressif Systems) reading SHT45-AD1F-R2 sensors with integrated PTFE filter (Sensirion AG, \pm 0.1\,^\circ\text{C}, RH), SCD41 photoacoustic NDIR CO2 sensors (Sensirion AG, ), AS7341 11-channel spectral sensors (ams-OSRAM) used as relative PAR reference (inter-sensor validation; absolute irradiance traceability not established). Soil pH was measured separately via periodic ex-situ sampling (weekly) following ASTM D4972 (1:2.5 soil:water suspension) using an Atlas Scientific EZO-pH circuit with laboratory-grade BNC electrode (3-point NIST-traceable calibration before each session). Continuous in-situ measurement of soil pH was excluded as methodologically unreliable. Data from continuous sensors was published via MQTT (TLS-encrypted, mutually authenticated) to a local Mosquitto broker and stored in InfluxDB; pH spot measurements were entered manually with metadata (sample timestamp, soil:water ratio, electrode slope). Low-cost capacitive soil moisture sensors were calibrated gravimetrically for each substrate type by fitting a second-order polynomial regression (); cross-validation against a traceable reference was not performed due to instrument unavailability.”
Eventos a documentar
Cualquier intervención humana o evento atípico se registra en un log separado:
- Inicio/fin del experimento
- Recalibraciones (qué sensor, qué buffer, slope antes/después)
- Reemplazo de sensores
- Reflasheo de firmware (versión nueva, motivo)
- Eventos climáticos extremos
- Intervenciones de riego manual (fuera del control automatizado)
- Cortes de luz
- Mantenimiento del invernadero (poda, fumigación)
Si se llegara a publicar formalmente, este log se cita como “eventos excluidos del análisis” o se procesa por separado.