เครื่องควบคุมความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินอัตโนมัติ

เครื่องควบคุมความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินอัตโนมัติ

โดย รองศาสตราจารย์ ดร. สาธิต โกวิทวที

สาขาวิชาเกษตรศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา

      ไส้เดือนดินนับว่ามีบทบาทสำคัญในการปลูกพืชแทบทุกชนิด นอกจากไส้เดือนดินจะช่วยให้เกิดการร่วนซุยของดินแล้ว ไส้เดือนดินยังสามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ให้เป็นสารอนินทรีย์ที่พืชสามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโตรวมทั้งฮอร์โมนอีกด้วย จึงเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางในการเลี้ยงไส้เดือนดินแล้วนำมูลไส้เดือนไปใช้ในการปลูกพืช ปัจจัยหนึ่งที่สำคัญในการเลี้ยงไส้เดือนดินคือ การควบคุมความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดิน โดยทั่วไปค่าความชื้นที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตและย่อยสลายวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินอยู่ที่ร้อยละ 70 จึงเกิดแนวคิดในการสร้างเครื่องควบคุมความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินที่สามารถตรวจสอบความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินตลอดเวลา เมื่อความชื้นมีค่าต่ำกว่าร้อยละ 70 จะมีการฉีดน้ำลงในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดิน เพื่อให้ได้ความชื้นตามที่กำหนดไว้

          เครื่องควบคุมความชื้นนี้ใช้เซนเซอร์ชนิดสัมผัส (Capacitive Analog Soil Moisture Sensor) โดยใช้หลักการตรวจสอบประจุของวัสดุ เมื่อพบว่ามีประจุมากแสดงว่ามีความชื้นมาก ดังนั้นแผ่นเซนเซอร์จึงไม่ต้องสัมผัสกับดินหรือวัสดุโดยตรง จึงมีความทนทานและแม่นยำกว่าแบบเดิม ๆ (แบบวัดค่าความต้านทาน) ค่าที่ได้ออกมาเป็นตัวเลขต่อเนื่อง (Analog) แล้วใช้ Arduino Board รุ่น Nano 3.0 ใช้ชิพ Atmega 168 ทำให้สารถอ่านค่าออกได้ระหว่าง 0-560 ถ้ามีค่าสูงก็จะมีความชื้นมาก จากนั้นทำการทดสอบค่าที่ได้จึงจะพอดีกับค่าความชื้นร้อยละ 70 ด้วยการผสมวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินขึ้นมาแล้วเติมน้ำให้ได้ความชื้นร้อยละ 70 จากนี้จึงทำการวัดค่าความชื้นจะได้ค่าที่ 450 นำค่าที่ได้นี้ไปเขียนในคำสั่งการฉีดน้ำ ถ้าเมื่อใดวัดค่าความชื้นต่ำกว่า 450 ก็ให้ทำการฉีดน้ำลงบนวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดิน แต่ถ้ามีค่าสูงกว่าก็ให้งดการฉีดน้ำ โดยมีส่วนประกอบของเครื่องให้ความชื้นดังภาพด้านล่างนี้

ภาพแสดงส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องให้ความชื้นวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินอัตโนมัติ

          จากการทดสอบการใช้งานเป็นระยะเวลาไม่น้อยกว่า 6 เดือน พบว่าการทำงานของเซนเซอร์ชนิดสัมผัสที่ใช้เมื่อเทียบกับเซนเซอร์แบบที่ใช้แท่งโลหะเสียบลงไปในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดิน จะมีการทำงานที่แม่นยำกว่า แต่อาจมีข้อเสียเมื่อใช้ไปนานๆ จะทำให้แผ่นรองรับแผงวงจรมีการบวมขึ้นได้ เพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าวควรเครือบขอบรอบแผงวงจรด้วยเรซินใสเป็นการป้องกันไม่ให้น้ำหรือความชื้นซึงเข้าไปได้ และที่หัวต่อของแผงวงจรควรหุ้มหรือเครือบด้วยเช่นกัน การทำเช่นนี้เราสามารถฝังตัวเซนเซอร์ลงไปอยู่ใต้วัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินได้ ส่งผลให้การตรวจวัดความชื้นในวัสดุเลี้ยงไส้เดือนดินมีความเที่ยงตรงมากยิ่งขึ้น และปัญหาสำคัญอีกประการหนึ่งที่มักจะพบอยู่เสมอๆ คือการทำงานของการตรวจวัดอาจมีการหยุดการทำงานลงได้ ซึ่งก็อาจเกิดได้หลายสาเหตุผู้ที่ใช้เครื่องดังกล่าวนี้ควรจะต้องหาทางป้องกันไว้ก่อนล่วงหน้า วิธีการที่ใช้และสามารถทำให้การตรวจวัด ควบคุมการทำงานได้ผลค่อนข้างดี คือการจัดทำวงจรให้เกิดการรีเซทวงจรใหม่ อาจทำการรีเซททุกสองวันครั้งก็น่าจะเพียงพอแล้ว และควรเพิ่มวงจรการบันทึกข้อมูลความชื้นและการทำงานของเครื่องไว้ด้วย ทำให้เกิดการเชื่อมั่นในการทำงานของเครื่องได้ดียิ่งขึ้น และบ่อยครั้งที่นำข้อมูลดังกล่าวมาวิเคราะห์ก็สามารถบอกถึงข้อผิดพลาดต่างๆ ได้ดี จนนำไปสู่การปรับปรุงเครื่องมือดังกล่าวให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น จากนี้ก็จะเป็นการเชื่อมต่อข้อมูลต่างๆ เพื่อส่งข้อมูลไปสู่มือถือของผู้ดูแล ทำให้เราสามารถตรวจสอบติดตามข้อมูลได้อย่างใกล้ชิดมากยิ่งขึ้น

บรรณานุกรม

ศุภวุฒิ ผากา, สันติ วงศ์ใหญ่ และอดิศร ถมยา. 2557. การพัฒนาระบบควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเห็ดในโรงเพาะเห็ดบ้านทุ่งบ่อแป้น ตำบลปงยางคก อำเภอห้างฉัตร จังหวัดลำปาง. วารสารวิชาการคณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง, ปีที่ 7 ฉบับที่ 1 มกราคม 2557 – มิถุนายน 2557. 58-69 น.

Chaudhary, D.D., Nayse, S.P. and Waghmare, L.M. 2011. Application of wireless sensor networks for greenhouse parameter control in precision agriculture. International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN) Vol. 3 (1): 140-149.