ผลผลิตของการรดน้ำอัตโนมัติแบบวัดความชื้นของดิน

การปลูกพืชนั้นสำคัญที่ต้องมีน้ำ ระบบการให้น้ำพืชในปัจจุบันก็มีหลายวิธี แต่ละวิธีก็มีข้อดีข้อเสียที่ต่างกัน การพิจารณาเลือกระบบการให้น้ำพืชให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ใช้งานนั้น เป็นเรื่องที่ยาก ทั้งนี้เพื่อให้น้ำที่จ่ายให้กับพืช เกิดประโยชน์สูงสุด หรือให้พืชได้ดูดซึมน้ำตามความต้องการของพื้นชนิดนั้นๆ

จากที่มาของปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น เกษตรกรสามารถแก้ปัญหาได้ด้วยเครื่องให้น้ำต้นไม้ตามปริมาณความชื้นในดิน โดยระบบจะทำการวัดค่าความชื้นของดินในพื้นที่แปลงดินนั้นๆ จากนั้นระบบจะจ่ายน้ำตามความชื้นและตามเวลาที่ผู้ใช้ตั้งค่าไว้ 

โครงสร้างระบบจ่ายน้ำอัตโนมัติ

รูปด้านบนแสดงโครงสร้างระบบจ่ายน้ำอัตโนมัติ  โดยการทำงานของระบบ ตัวเซนเซอร์จะทำการตรวจวัดระดับความชื้นในดิน ซึ่งจะแบ่งระดับความชื้นในดินออกเป็น 5 ระดับ โดยระดับที่ 0 ความชื้นในดินจะต่ำที่สุด และระดับที่ 4 ความชื้นในดินจะสูงที่สุด โดยผู้ใช้สามารถสังเกตระดับความชื้นได้จากไฟแอลอีดี(LED) ที่อยู่บนตัวเซนเซอร์ จากนั้นตัวเซนเซอร์ จะส่งผ่านข้อมูลความชื้น(แบบไร้สาย) ไปให้กับกล่องควบคุม  โดยกล่องควบคุมจะเป็นตัวประมวลผลและเป็นตัวควบคุมการจ่ายน้ำให้กับแปลงพื้นนั้นๆ โดยค่าระดับความชื้นในดินและเวลาในการรดน้ำ ผู้ใช้งานสามารถตั้งค่าได้เองที่ตัวกล่องควบคุม  ซึ่งกล่องควบคุม 1 ตัว สามารถเชื่อมต่อตัววัดความชื้นได้หลายตัว   โดยตัววัดความชื้นและวาล์วน้ำอิเล็กทรอนิกส์ แต่ละตัวสามารถแยกการทำงานได้อย่างอิสระ

เซนเซอร์วัดความชื้น

ในการประยุกต์ใช้งาน เกษตรกรหรือผู้วางระบบน้ำ สามารถออกแบบการจ่ายน้ำให้กับพืชสวนได้ตั้งแต่สวนขนาดเล็ก, กลาง  ถึงสวนขนาดใหญ่  ซึ่งอาจจะนำไปใช้กับสวนมะนาวที่ปลุกในท่อที่ต้องการการจ่ายน้ำแบบระบบน้ำหยด หรือสวนเมล่อนญี่ปุ่น ที่ต้องการระดับความชื้นในดินที่พอเหมาะพอดีกับพืชตระกูลเมล่อนเป็นต้น

การวางระบบน้ำโดยใช้ท่อพีอี

ตัวอย่าง วาล์วน้ำอิเล็กทรอนิกส์และระบบจ่ายน้ำแบบน้ำหยด

ติดตั้งตัวเซนเซอร์วัดความชื้นในดิน

จากการทำงาน เครื่องจ่ายน้ำอัตโนมัติตามปริมาณความชื้นในดิน ทำให้เกษตรกรสามารถใช้ทรัพยากรน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังช่วยเพิ่มผลผลิตที่การเกษตรให้มากขึ้นอีกด้วย

สนใจแนวคิดและหลักการเพื่อนำไปต่อยอดนวัตกรรม

ติดต่อได้ที่ คุณ อุเทน บุญเลียม

โทรศัพท์ : 089-1407205

อีเมล์ :

ระบบรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นดิน ส่วนใหญ่แล้วจะมีกล่องควบคุมที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์เพิ่มเข้ามาเนื่องจากระบบรดน้ำแบบนี้จะทำการตรวจเช็คสภาพแวดล้อมก่อนว่ามีสภาวะเช่นไร  และสภาวะนั้นๆ ควรมีการรดน้ำหรือไม่ ซึ่งการตรวจเช็คสามารถทำได้โดยการติดตั้งเซนเซอร์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ เซนเซอร์วัดความชื้นในดินโดยอาจจะฝังที่ระดับความลึกต่างๆ กัน หรือเซนเซอร์ตรวจวัดปริมาณน้ำฝน  โดยการทำงานของระบบนั้น จะมีกล่องควบคุมที่อ่านค่าจากเซนซอร์ต่างๆ เหล่านั้น และนำค่าเหล่านั้นมาประมวลผลร่วมกัน เพื่อทำการตัดสินใจว่าควรปิดเปิดวาล์วเพื่อรดน้ำหรือไม่  ซึ่งปัจจัยหลักที่มักนำมาพิจารณาคือความชื้นดิน

ข้อดี : ระบบได้ให้น้ำตามความชื้นดิน ซึ่งจะทำให้ประหยัดน้ำกว่าแบบแรก หากฝนตกทำให้เกิดความชื้นในดินมีค่าเหมาะสมแล้วก็อาจจะไม่ต้องรด  หรือหากฝนตกแต่ความชื้นในดินไม่เพียงพอ ก็รดน้ำเพิ่มเติมถึงจุดระดับที่เพียงพอ ทำให้ประหยัดน้ำได้มากกว่า และมีความเหมาะสมสำหรับการปลูกพืชที่การควบคุมการให้น้ำมีความอ่อนไหวค่อนข้างสูง

ข้อเสีย : ตัวระบบมีราคาสูงกว่าแบบแรก เพราะต้องมีส่วนกล่องควบคุมเพื่อทำการตัดสินใจด้วย อย่างไรก็ตามหากคิดสำหรับการใช้งานระยะยาวก็อาจจะมีความคุ้มทุนมากกว่า

ระบบรดน้ำอัตโนมัติตามเวลา และระบบรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นดิน มีการถูกนำมาใช้งานกันอย่างกว้างขวาง เพราะราคาไม่สูงนัก และหาซื้อได้ทั่วไปตามท้องตลาด ซึ่งจะมีทั้งแบบซื้ออุปกรณ์มาติดตั้งและต่อระบบเอง หรือเป็นชุดสำเร็จรูปพร้อมใช้งาน อย่างไรก็ตามระบบการให้น้ำแบบที่หนึ่งและแบบที่สองก็สามารถนำมาทำงานร่วมกันได้เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีขึ้น เช่นดังในตัวอย่างด้านล่างนี้ ระบบรดน้ำที่แสดงด้านล่างนี้เป็นผลงานการออกแบบของศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ซึ่งได้ออกแบบกล่องควบคุมวาล์วสำหรับรดน้ำ หรือเรียกว่า Water FiT รุ่น Simple

Water FiT รุ่น Simple

ระบบในตัวอย่างจะเป็นเป็นระบบที่ใช้กล่องควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ในการควบคุมการเปิดปิดของวาล์วไฟฟ้า (DC Latching Valve) ซึ่งคอนโทรลเลอร์ 1 ตัวสามารถควบคุมการทำงานของวาล์วได้มากกว่า 1 ตัว โดยแต่ละวาล์วจะทำการต่อท่อน้ำไปที่หัวจ่ายน้ำในแต่ละพื้นที่การรดน้ำของบ้าน ซึ่ง Timer นี้จะถูกควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยเวลาที่ควบคุมการรดน้ำนั้น สามารถตั้งค่าได้จากแอปพลิเคชัน บนมือถือ ซึ่งจะควบคุมค่าได้หลายช่วง นอกจากการตั้งค่าจาก Timer แล้ว ยังสามารถใช้การประมวลผลข้อมูลจากเซนเซอร์มาช่วยในการควบคุมการเปิดเปิดวาล์ว เพื่อควบคุมการให้น้ำในกรณีที่ความชื้นดินไม่เหมาะสม เช่นระบบมีการให้น้ำตามเวลาที่ตั้งได้แล้ว แต่ความชื้นในดินน้อยเกินไปไม่ถึงระดับที่เหมาะสม ระบบจะทำการควบคุมวาล์วเพื่อรดน้ำเพิ่มให้ถึงระดับที่เหมาะสมได้

นอกจากกล่องควบคุมวาล์วสำหรับรดน้ำแล้ว ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ  ยังได้ออกแบบระบบให้น้ำสำหรับการเพาะปลูกขนาดใหญ่ ที่เรียกว่า Water FiT รุ่น Evergreen ซึ่งมีโครงสร้างดังแสดงในรูปด้านล่าง

Water FiT รุ่น Evergreen

ซึ่งการขยายสเกลของระบบรดน้ำอัตโนมัติตามเวลาและตามความชื้นดินนั้น อาจจะปรับปรุงให้ครอบคลุมพื้นที่มากขึ้นได้ โดยแทนที่จะติดตั้งเซนเซอร์เฉพาะจุดนั้น ก็ขยายการติดตั้งเป็นเซนเซอร์โหนด (sensor node) ติดตั้งลงไปในแต่ละพื้นที่ และแต่ละโหนดนั้นมีการส่งข้อมูลมายังพื้นที่ส่วนกลางเพื่อทำการประมวลผล เพื่อควบคุมกล่องวาล์วในจุดนั้นๆ ให้รดน้ำ สำหรับการปรับปรุงวาล์วสำหรับการรดน้ำก็อาจจะเป็นโซลีนอยด์วาล์ว ที่ควบคุมได้มากขึ้นและแม่นยำขึ้นโดยอาจจะขยายเป็นวาล์หลักและวาล์วในแต่ละพื้นที่ และระบบรดน้ำในภาพรวมหรือสำหรับแต่ละพื้นที่ก็จะสามารถตรวจสอบการทำงานและดูค่าเซนเซอร์ต่างๆผ่านหน้าเวปไซต์บนมือถือได้

ดังที่ได้กล่าวไปข้างต้น ระบบรดน้ำอัตโนมัติตามเวลา และระบบรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นดิน ค่อนข้างมีการใช้งานอย่างแพร่หลายกล่าวได้ว่ามีการใช้ตั้งแต่ในครัวเรือนจนถึงระดับอุตสาหกรรมเลยทีเดียว  อย่างไรก็ตามยังมีระบบให้น้ำอีกสองกลุ่ม ซึ่งการใช้งานของทั้งสองระบบยังเรียกได้ว่าอยู่ในขั้นตอนของการวิจัยและพัฒนา นั่นคือระบบรดน้ำอัตโนมัติตามอัตราคายระเหยและระบบรดน้ำอัตโนมัติตามความต้องการของพืช ซึ่งจะได้กล่าวต่อไป