| รหัสโครงการ : | R000000413 |
| ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) : | การพัฒนาระบบน้ำหยดสำหรับพืชผักสวนครัวด้วยพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้โทรศัพท์มือถือสมาร์ทโฟนควบคุมระบบการทำงานอัตโนมัติผ่านเครือข่ายไร้สาย |
| ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) : | The Development of a Drip Irrigation System for the Homegrown Vegetable with Solar Energy and Automation Control System Via a Wireless Network on Mobile Smartphones |
| คำสำคัญของโครงการ(Keyword) : | พลังงานแสงอาทิตย์ เครือข่ายไร้สาย |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ : | คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม > ภาควิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | โครงการวิจัยเดี่ยว |
| ลักษณะย่อยโครงการวิจัย : | ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย |
| ประเภทโครงการ : | โครงการวิจัยใหม่ |
| สถานะของโครงการ : | propersal |
| งบประมาณที่เสนอขอ : | 305000 |
| งบประมาณทั้งโครงการ : | 305,000.00 บาท |
| วันเริ่มต้นโครงการ : | 29 ตุลาคม 2560 |
| วันสิ้นสุดโครงการ : | 29 เมษายน 2562 |
| ประเภทของโครงการ : | งานวิจัยประยุกต์ |
| กลุ่มสาขาวิชาการ : | วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี |
| สาขาวิชาการ : | สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย |
| กลุ่มวิชาการ : | วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีพื้นฐานทางวิศวกรรมศาสตร์ |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | ระดับชาติ |
| สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ : | สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ |
| สร้างความร่วมมือประหว่างประเทศ GMS : | ไม่สร้างความร่วมมือทางการวิจัยระหว่างประเทศ |
| นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพการศึกษา : | ไม่นำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาณภาพการศึกษา |
| เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต : | ไม่เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต |
| ความสำคัญและที่มาของปัญหา : | ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม มีพื้นที่ทำการเกษตรมากมายทุกจังหวัด น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพื้นที่เพาะปลูก จากสถานการณ์ภัยแล้งอย่างหนักในปี 2558-2559 ทำให้เกิดการขาดแคลนน้ำในพื้นที่การเกษตรโดยเฉพาะพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลจากแหล่งชลประทาน เกษตรกรต้องปรับตัวและหาเทคนิควิธีการใหม่ๆ สำหรับการให้น้ำพืชในแหล่งเพาะปลูก เพื่อให้สามารถใช้น้ำได้อย่างเหมาะสมและเกิดประโยชน์มากที่สุด
วิธีการให้น้ำแบบหยดเป็นวิธีการให้น้ำแก่พืชที่จุดใดจุดหนึ่งหรือหลายๆ จุดบนผิวหรือในเขตของราก ซึ่งการให้น้ำแบบหยดนั้นเป็นวิธีการที่เหมาะสมกับการใช้งานสำหรับการปลูกพืช ซึ่งการให้น้ำแบบหยดนั้นได้พัฒนาเริ่มแรกในประเทศเยอรมัน ในปี พ.ศ.2503 โดยการให้น้ำแบบท่อฝังใต้ดิน ระยะแรกใช้ท่อทำด้วยดินเหนียวเผาไฟกลายเป็นท่อสั้นๆ นำมาต่อกันและมีการเปิดรอยต่อสำหรับไว้ให้น้ำไหลผ่านออกมา หลังจากนั้นมีการพัฒนามาตลอด จนในปี 2463 ได้พัฒนาจากท่อดินเผาสั้นๆ เป็นการใช้ท่อแบบรูให้น้ำไหลออกจากแนวท่อ ซึ่งน้ำจะออกมาตามรูที่ผนังท่อสู่ดินโดยตรง และได้รับความนิยมและความสนใจมาตลอด แพร่หลายไปในประเทศมีการพัฒนาท่อและอุปกรณ์ให้ระบบน้ำหยดมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ระบบน้ำหยดนี้เป็นเทคนิคหนึ่งสำหรับการให้น้ำพืชที่เหมาะสมกับสถานการณ์ภัยแห้งและพื้นที่ที่ดินอุ้มน้ำไม่ได้ ขาดน้ำผิวดิน แต่มีน้ำใต้ดินเพียงพอที่จะใช้ได้ ระบบน้ำหยดนี้เป็นการให้น้ำตรงจุดและถูกตำแหน่งที่รากพืชจะดูดซับได้ง่าย จ่ายน้ำให้พืชได้อย่างเหมาะสมตามความต้องการช่วยให้เกิดการใช้น้ำอย่างคุ้มค่า ซึ่งในปัจจุบันมีหน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนหลายพื้นที่ ได้นำระบบน้ำหยดเข้ามาใช้งานกันหลากหลาย โดยทั่วไปเทคโนโลยีการให้น้ำพืชแบบหยดสำหรับพื้นที่เกษตรกรรมขนาดใหญ่นั้นจะอาศัยปั๊มน้ำเป็นตัวช่วยเพื่อสูบน้ำจากแหล่งน้ำขึ้นมากับเก็บในถังและมีปั๊มน้ำอีกตัวเป็นตัวจ่ายเข้าไปในระบบคือท่อหลักและเทปน้ำหยดตามแนวพืชที่ปลูก แต่ปั๊มน้ำส่วนใหญ่ที่ใช้ในครัวเรือนและในการเกษตรจะเป็นปั๊มที่ทำงานด้วยระบบไฟฟ้ากระแสสลับหรือใช้เครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเป็นต้นกำลังในการขับเคลื่อนให้ปั๊มทำงาน ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายที่มากขึ้นอันเนื่องมาจากค่าไฟฟ้าและน้ำมันที่มีราคาสูงขึ้นเรื่อยๆ เกษตรกรเองก็ต้องพยายามหาวิธีการจัดการน้ำที่ยั่งยืนในระยะยาว เกษตรกรในพื้นที่จึงทำให้มีความพยายามในการแสวงหาพลังงานทางเลือกที่สามารถนำมาทดแทนในการขับเคลื่อนปั๊มสูบน้ำและถ้าระบบนี้ใช้ในการเกษตรแบบขนาดให้ญ่ มีพื้นที่มาก ปั๊มน้ำจะมีการทำงานเป็นเวลานาน ทำให้มีการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยรายเดือนและรายปีค่อนข้างสูง เป็นผลให้มีค่าใช้จ่ายค่าไฟฟ้าที่เป็นต้นทุนอย่างหนึ่งมีค่าสูงตามไปด้วย
ดังนั้นแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานคือนำพลังงานทดแทนเข้ามาเสริม ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานทดแทนหนึ่งที่เหมาะสมกับจังหวัดนครสวรรค์ โดยการนำอุปกรณ์โซลาร์เซลล์มาประยุกต์ใช้งานในการเกษตร สำหรับสูบน้ำขึ้นมาเพื่อใช้ในการเพาะปลูก ทั้งสูบน้ำผิวดิน น้ำใต้ดิน สูบจ่ายน้ำจากแหล่งเก็บไปตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งในปัจจุบันแผงโซลาเซลล์ที่สามารถเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าเริ่มเป็นที่นิยมและมีราคาถูกลงจึงทำให้ปั๊มสูบน้ำที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ได้รับความสนใจสำหรับครัวเรือนภาคเกษตรกรรมทั้งนี้แนวทางการประยุกต์ใช้งาน ระบบโซลาร์เซลล์เพื่อการเกษตรจึงยังมีความน่าสนใจและตอบโจทย์การลดต้นทุนค่าพลังงานไฟฟ้าในภาคการเกษตรและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สำหรับในระบบน้ำหยดนั้นจะใช้ระบบโซลาร์เซลล์ เป็นต้นกำลังในการสูบน้ำและให้น้ำพืชในระบบน้ำหยด ซึ่งระบบนี้จะประกอบไปด้วย ระบบผลิตพลังงาน ระบบเก็บพลังงาน ระบบสำรองน้ำ ระบบสูบจ่ายน้ำ ระบบลำเลียงน้ำ ในส่วนการผลิตพลังงานเป็นหน้าที่ของโซลาร์เซลล์ โดยแบ่งเป็น 2 ชุด คือ การสูบน้ำขึ้นมาพักในถังเก็บจำนวนหนึ่งโดยโซลาร์เซลล์ ผ่านปั๊มคอลโทรลเลอร์จ่ายไฟฟ้าไปยังปั๊มให้สูบน้ำขึ้นมาไปยังระบบสำรองน้ำที่เป็นถังเก็บน้ำ และการสูบน้ำจากถังบรรจุน้ำจ่ายไปยังท่อหลักที่เชื่อมต่อกับสายน้ำหยดในแปลงปลูกพืช โดยใช้ระบบโซลาร์เซลล์เช่นเดียวกันเพียงเพิ่มแบบเตอรี่เพื่อเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานสำรองให้ปั๊มสูบน้ำ นำจ่ายไปในระบบลำเลียงน้ำคือท่อน้ำหลักและท่อน้ำหยดในแปลงจ่ายน้ำในแปลงพืชให้มีความสม่ำเสมอ สำหรับในส่วนการควบคุมการจ่ายน้ำนั้นจะใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวประมวลผลและควบคุมในอุปกรณ์วัดที่มีตัวแปรต่าง ๆ เช่น ความชื้นในดินอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ส่งข้อมูลไปประมวลผลกลางเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง แล้วระบบจะสั่งการให้อุปกรณ์ทำงานตามที่ตั้งค่าไว้ เป็นต้น ซึ่งระบบนี้จะทำให้น้ำเป็นไปอย่างอัตโนมัติตามความต้องการ ใช้งานร่วมกับเซ็นเซอร์เพื่อจัดการทรัพยากรภายใน มีการมอนิเตอร์ตรวจสอบการทำงานของระบบด้วยคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์แบบสมาร์ทโฟนผ่านระบบอินเทอร์เน็ตหรือระบบเครือข่ายมือถือ ให้เห็นการทำงานของอุปกรณ์ในกรณีที่ไม่อยู่ในพื้นที่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการในระบบได้เป็นอย่างดี |
| จุดเด่นของโครงการ : | ใช้ระบบ Iot มีระบบควบคุมผ่านเครือข่ายไร้สาย |
| วัตถุประสงค์ของโครงการ : | 1. เพื่อออกแบบระบบน้ำหยดสำหรับแปลงพืชผักสวนครัวด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
2.เพื่อใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ในระบบน้ำหยดทดแทนการใช้ไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายพลังงานหลัก
3.เพื่อพัฒนาระบบการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ในระบบน้ำหยดผ่านระบบเครือข่ายบนโทรศัพท์มือถือแบบสมาร์ทโฟน |
| ขอบเขตของโครงการ : | 1.พื้นที่ที่ทำการวิจัย คือ แปลงปลูกพืชสวนครัว
2.ขอบเขตเวลา ช่วงเดือนตุลาคม 2560 – กันยายน 2561
3.ขอบเขตของระบบน้ำหยด เป็นแบบการให้น้ำบนผิวดิน
4.ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลักทดแทนพลังงานไฟฟ้าในระบบน้ำหยด
5.ระบบจ่ายน้ำในแปลงสวนครัวแบบอัตโนมัติ
6. ระบบควบคุมและการมอนิเตอร์ในระบบอินเทอร์เน็ตผ่านเครือข่ายมือถือแบบสมาร์ทโฟน |
| ผลที่คาดว่าจะได้รับ : | 1.การใช้พลังงานทดแทนในระบบจะช่วยลดต้นทุนค่าใช้จ่ายทางด้านพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
2.ช่วยบรรเทาพื้นที่ที่ประสบภัยแล้งและขาดแคลนน้ำ โดยระบบน้ำหยดนี้เป็นการให้น้ำตรงจุดและถูกตำแหน่งที่รากพืชจะดูดซับได้ง่าย
3.มีระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวประมวลผลและควบคุมในอุปกรณ์วัด เช่น ความชื้นในดินอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ส่งข้อมูลไปประมวลผลกลางเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง แล้วระบบจะสั่งการอัตโนมัติให้อุปกรณ์ทำงานตามที่ตั้งค่าไว้ ระบบนี้จะทำให้การจ่ายน้ำเป็นไปอย่างอัตโนมัติได้อย่างเหมาะสม ช่วยให้เกิดการใช้น้ำได้อย่างคุ้มค่าตามความต้องการ
4.มีการมอนิเตอร์ตรวจสบการทำงานของระบบผ่านทางโทรศัพท์แบบสมาร์ทโฟน ให้เห็นการทำงานของอุปกรณ์ในกรณีที่ไม่อยู่ในพื้นที่ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการในระบบได้เป็นอย่างดี
5.เป็นต้นแบบระบบน้ำหยดสำหรับพืชสวนครัวที่มีประสิทธิภาพโดยใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมและควบคุมมอนิเตอร์ผ่านระบบโทรศัพท์มือถือเพื่อนำไปสู่การถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ชุมชน
6.การพัฒนาองค์ความรู้ด้านระบบน้ำหยดที่มีพลังงานทดแทนและเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ามาควบคุมและบริหารจัดการนี้จะช่วยให้งานทางด้านเกษตรกรรมมีประสิทธิภาพเหมาะสมกับสถานะการณ์ปฏิรูปประเทศในยุค 4.0 |
| การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ : | นาวี จิระชีวีและคณะ (2013)ได้วิจัยทดสอบและประเมินผลการใช้งานระบบน้ำหยดแบบเทป(Drip Tape) สำหรับไร้อ้อยเพื่อเป็นแนวทางการใช้ที่เหมาะสมสำหรับไร่อ้อยขนาดเล็กในประเทศ ดำเนินการทดสอบในการปลูกอ้อย 2 ฤดูปลูก ระหว่างปี 2554 (อ้อยปลูก) ถึง ปี 2555 (อ้อยตอ 1) โดยดำเนินการทดสอบในระดับแปลงเกษตรกรที่ อ.หนองม่วง จ.ลพบุรี แปลงทดสอบเป็นดินร่วนเหนียวปนทรายประกอบด้วยการให้น้ำ 3 กรรมวิธี ได้แก่ 1) เทปน้ำหยดต่างประเทศ อัตราจ่ายน้ำต่ำ (1.4 ลิตร/ชม.) 2) เทปน้ำหยดผลิตในประเทศ อัตราจ่ายน้ำสูง (2.4 ลิตร/ชม.) 3) ไม่ให้น้ำ (อาศัยน้ำฝน) ในแต่ละกรรมวิธีมีขนาดแปลง 2-3 ไร่ ผลการทดสอบพบว่าในปี 2554 เป็นปีที่มีปริมาณฝนกระจายอย่างสม่ำเสมอ ปริมาณผลผลิตอ้อยในแปลงที่ไม่ให้น้ำจึงไม่แตกต่างจากการให้น้ำหยดในแบบต่างๆ แต่ในการทดสอบกับอ้อยตอ 1 ในปี 2555 ซึ่งมีปริมาณฝนน้อย (1,031 มม.) มีค่าเฉลี่ยผลผลิตของแปลงที่อาศัยน้ำฝนต่ำมาก (6.10 ตัน/ไร่ และ c.c.s. = 8.25) แตกต่างจากค่าเฉลี่ยผลผลิตของแบบน้ำหยดอัตราจ่ายน้ำต่ำ (16.51 ตัน/ไร่ และ c.c.s. = 13.20) ที่มีค่าเฉลี่ยผลผลิตใกล้เคียงกับแบบน้ำหยดอัตราจ่ายน้ำสูง (14.24 ตัน/ไร่ และ c.c.s. = 12.62) จากประเมินผลการใช้งานของเทปน้ำหยดทั้ง 2 แบบ พบว่า สามารถเพิ่มผลผลิตอ้อยได้ไม่แตกต่างกันแบบอัตราจ่ายน้ำสูงจะมีข้อดีที่มีราคาถูกกว่า ถึงแม้จะมีข้อจำกัดที่เกิดความเสียหายมากกว่าแต่เมื่อซ่อมแซมแล้วสามารถใช้งานได้อย่างน้อย 2-3 ปี ถ้าอยู่ภายใต้การใช้งานและการดูแลรักษาที่เหมาะสม เช่น การติดตั้งหรือเก็บเทปน้ำหยดด้วยอุปกรณ์ม้วนสาย การเคลื่อนย้ายอย่างเหมาะสมระหว่างการใช้งาน เป็นต้น
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุดชล วุ้นประเสริฐ และอารักษ์ ธีระอำพน. (2557) ได้สรุปการวิจัยว่าการผลิตพืชโดยการให้น้ำแบบประหยัดเช่นระบบน้ำหยดกําลังได้รับความนิยมมากขึ้นแต่ยังขาดคําแนะนําการให้น้ำและปุ๋ยอย่างถูกต้อง โดยเฉพาะในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ของประเทศไทยที่มีสภาพอากาศร้อนและแห้ง ส่งผลให้พืชมีปริมาณความต้องการใช้น้ำสูง จึงจําเป็นต้องให้น้ำในปริมาณมากแต่ดินในพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นดินทรายที่มีการอุ้มน้ำต่ำ เมื่อมีการให้น้ำในปริมาณที่มากกว่าความสามารถในการอุ้มน้ำของดินจะเกิดการสูญเสียน้ำและธาตุอาหารพืชเกินกว่าระยะของเขตรากพืช ในสภาวะดังกล่าวต้องให้น้ำในปริมาณต่ำแต่ให้บ่อยครั้ง จึงทําให้เกิดการสิ้นเปลืองแรงงานและสูญเสียน้ำจากการรั่วไหลจากระบบน้ำ การใช้วัสดุปรับปรุงดินเพื่อเพิ่มความสามารถในการอุ้มน้ำของดินอาจจะสามารถช่วยทําให้การไหลของน้ำได้ครั้งละมากขึ้น และลดความถี่ของการให้น้ำได?โดยไม?สูญเสียน้ำและธาตุอาหารพืช
ประธาน เนียมน้อยจิตติ คงแก้ว และจตุรงค์ มะโนปลื้ม.(2555) ได้ศึกษาระบบควบคุมไฟฟ้าไร้สายผ่านเว็บบราวเซอร์ มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างและออกแบบการควบคุมการเปิด-ปิดของอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อให้ผู้ใช้งานมีความสะดวกต่อการดำรงชีวิตได้ออกแบบการจำลองเครื่องใช้ไฟฟ้าในรูปแบบของหลอดไฟ ซึ่งสามารถควบคุมการเปิด-ปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าการแจ้งสถานการณ์ทำงาน ตั้งเวลาอัตโนมัติในการควบคุมการเปิด-ปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าและแสดงปริมาณการใช้ไฟฟ้าผ่านทาง Web Page ระบบควบคุมไฟฟ้าไร้สายผ่านเว็บบราวเซอร์ ผลการทดลอง คือระบบสามารถควบคุมไฟฟ้าไร้สายผ่านเว็บบราวเซอร์ที่สร้างขึ้นมาได้โดยมีความสะดวกต่อผู้ใช้งานสำหรับควบคุมจากระยะไกล โดยมีระบบรักษาความปลอดภัยในตัวโดยมีการใส่รหัสสำหรับ Login ในส่วนหน้าเว็บควบคุมแบ่งเป็น 2 คือหน้าควบคุมเปิด-เครื่องใช้ไฟฟ้าแสดงกราฟปริมาณการใช้ไฟฟ้าเป็นรายเดือนโดยในส่วนของหน้าควบคุมเปิด-ปิด เครื่องใช้ไฟฟ้าจะประกอบไปส่วนของข้อมูลผู้ใช้ ส่วนหน้าควบคุมปิด-เปิดเครื่องใช้ไฟฟ้า ได้เป็นอย่างดี
กิตติพงษ์ ชัยประเสริฐนายเสรีประคองเกื้อ และนายกมล ด้วงแดงโชติ.(2551) ได้ศึกษาระบบควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านอินเตอร์เน็ตโดยใช้เว็บบนมือถือโดยการนำอุปกรณ์ประเภทไมโครคอนโทรลเลอร์มาประยุกต์ใช้งานสร้างอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมการเปิด–ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วยสัญญาณไฟฟ้าเชื่อมต่อระบบในรูปแบบอีเทอร์เน็ตผ่านทางโปรโตคอลทีซีพีไอพีผลการทดสอบพบว่าผู้ใช้สามารถเข้าสู่ระบบควบคุมโดยการป้อนรหัสผ่านที่ถูกต้องผ่านทางเว็บบราวเซอร์ผู้ใช้สามารถสั่งเปิด–ปิดอุปกรณ์ได้ตามต้องการ โดยการออกแบบชุดควบคุมอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าโดยควบคุมผ่านทางโทรศัพท์มือถือ ผลการทดสอบสามารถฟิลเตอร์แรงดันทางด้านเอาท์พุทให้อยู่ในระดับที่คงที่ และปรับเปลี่ยนจากการควบคุมด้วยมือถือเพียงอย่างเดียวมาเป็น ควบคุมได้ทั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะและโทรศัพท์มือถือ
ระวิน สืบค้า (2014) วิจัยเรื่องการให้น้ำแบบหยดแก่ไม้ผลที่ปลูกเชิงแถบอนุรักษ์ในระบบเกษตรน้ำฝนบนที่ลาดชันการให้น้ำแบบหยดใช้ร่วมกับการปลูกพืชเชิงแถบอนุรักษ์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการปลูกพืชบนที่ลาดชันและใช้พื้นฐานการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อให้มีต้นทุนไม่แพงและมีประสิทธิภาพสูง โดยเก็บน้ำฝนไว้ในถังเก็บบนสุดเหนือพื้นที่เพาะปลูกเพื่อใช้ความดันจากแรงโน้มถ่วงในการส่งน้ำให้แก่ระบบน้ำหยดโดยกำหนดวิธีปฏิบัติ 2 วิธิีคือ1) ไม่มีการให้น้ำ และ 2) ให้น้ำแบบหยด ที่มีผลต่อการกักเก็บน้ำในดินศึกษาเปรียบเทียบผลของการให้น้ำและไม่ให้น้ำ ผลการทดลองพบว่าการให้น้ำแบบหยดทําให้ปริมาณการกักเก็บน้ำในดินในช่วงความลึก1 เมตร สูงขึ้นมากกว่าการไม่ให้น้ำ80-100 มลิลิเมตร ตลอดช่วงการทดลองให้น้ำ ในขณะส่วนที่ไม่ให้น้ำมีประมาณน้ำในดินลดลงเรื่อยๆ อย่างมีนัยสำคัญ บางต้นเหียวเฉา และบางต้นแห้งตาย |
| ทฤษฎี สมมุติฐาน กรอบแนวความคิด : | นํ้ามีบทบาทที่สําคัญในการผลิตพืชเนื่องจากเป็นปัจจัยสําคัญต่อการเจริญเติบโต เสริมสร้างผลผลิตทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพซึ่งเป็นเป้าหมายที่เกษตรกรต้องการ ในพื้นที่บางแห่งแหล่งน้ำเพื่อการเกษตรมีจํากัดและปริมาณน้ำมีไม่พอเพียงในการเพาะปลูกโดยเฉพาะในปี ที่เกิดภัยแล้งหรือฝนตกไม่สมํ่าเสมอ จึงจําเป็นต้องหาแหล่งนําวิธีส่ง การเก็บกักไว้ใช้และวิธีการให้น้ำที่เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของพืชในระยะต่างๆโดยมีจุดมุ่งหมายให้มีการใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพให้มากที่สุด นอกจากนี้ยังควรคํานึงถึงการลดการใช้น้ำโดยไม่จําเป็นเพื่อเก็บไว้ใช้ในกิจกรรมอื่น ประหยัดพลังงานและแรงงาน ซึ่งหมายถึงการลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มกําไรอีกด้วย
คุณสมบัติของน้ำที่เกี่ยวข?องกับความต?องการน้ำของพืช
1. ลักษณะของน้ำในดิน น้ำอยู?ในดินได?เพราะคุณสมบัติของโมเลกุลของน้ำสามารถยึดติดกันเองได?
2. ชนิดของน้ำในดิน มี 3 ชนิดคือ น้ำอิสระ น้ำซับ น้ำเยื่อ
3. ระดับความชื้นที่สําคัญของดิน
4. ความสามารถในการอุ?มน้ำของดิน หมายถึงความสามารถที่ดินสามารถเก็บน้ำ หรืออุ?มน้ำ ไว?ให?แก?พืชดูดใช?
5. ความสัมพันธ?ระหว?างเนื้อดินที่มีผลต?อการอุ?มน้ำของดิน
6. ตัวแปรที่ทีอิทธิพลต?อการใช?น้ำของพืช เช่น สภาพดิน พืช สภาพภูมิอากาศรอบๆ ต้นพืช การจัดการเพาะปลูก
7. คุณสมบัติของพืชที่เกี่ยวข?องกับความต?องการน้ำของพืช ปริมาณการใช?น้ำของพืช การคายระเหยน้ำ
8. การหาปริมาณการใช?น้ำของพืช โดยวิธีการวัดตรง และ จากการคํานวณโดยใช?ข?อมูลจากภูมิอากาศ
ข?อดีการให้น้ำแบบหยด
1. ประหยัดน้ำมากกว?าทุกๆ วิธี ไม?ว?ารดด?วยมือหรือใช?สปริงเกลอร? หรือวิธีอื่นใดก็ตาม และ แก?ป?ญหาภาวะวิกฤตการขาดแคลนน้ำในบางฤดูซึ่งเริ่มเกิดขึ้นในปัจจุบัน
2. ประหยัดต?นทุนในการบริหารจัดการ กล?าวคือลงทุนครั้งเดียวแต?ให?ผลคุ?มค?าในระยะยาว การติดตั้งอุปกรณ?ไม?ยุ?งยาก ติดตั้งครั้งเดียว และใช?งานได?ตลอดอายุ สามารถควบคุมการเป?ด-ป?ดน้ำ โดยใช? ระบบ manual และ automatic หรือ microcontroller โดยเฉพาะระบบตั้งเวลาและตรวจจับความชื้น ทําให?ประหยัดค?าแรง
3. ใช?ได?กับพื้นที่ทุกประเภทไม?ว?าดินร?วน ดินทราย หรือดินเหนียว รวมทั้งดินเค็ม ดินด?าง และไม่ละลายเกลือมาตกค?างอยู?ที่ผิวดินบน
4. สามารถใช?กับพืชประเภทต?างๆได?เกือบทุกชนิด ยกเว?นพืชที่ต?องการน้ำขัง
5. เหมาะสําหรับพื้นที่ขาดแคลนน้ำ ต?องการใช?น้ำอย?างประหยัด
6. ให?ประสิทธิภาพในการใช?น้ำสูงที่สุด ? ซึ่งทําให?มีการสูญเสียน้ำน?อยที่สุด
7. ประหยัดเวลาทํางานไม?ต?องคอยเฝ?าใช?เวลาไปทํางานอย?างอื่นได?เต็มที่ไปพร?อมๆ กับการให้น้ำ
8. ลดการระบาดของศัตรูพืชบางชนิดได?ดี เช?น โรคพืช และวัชพืช
9. ได?ผลผลิตสูงกว?าการใช?ระบบชลประทานแบบอื่น ทั้งด?านปริมาณและคุณภาพในขณะเดียวกันก็ประหยัดต?นทุนน้ำทําให?มีกําไรสูงกว?า
10. ระบบน้ำหยด สามารถให?ปุ?ยและสารเคมีอื่นละลายไปกับน้ำพร?อมๆ กัน และทําให?ธาตุอาหารพืชกระจายอยู?ในบริเวณรากพืชและให?ตามความต?องการของพืชได?ด?วยส?งผลให?ผลผลิตพืชสูงและลดการสูญเสียธาตุอาหารไปจากดิน และทําให?ไม?ต้องเสียเวลาใส?ปุ?ยพ?นยาอีกทั้งนี้ต?องติดตั้งอุปกรณ?จ?ายปุ?ยเข?ากับระบบเท่านั้น
การตัดสินใจเลือกวิธีให้น้ำ การตัดสินใจเลือกวิธีให้น้ำแต่ละวิธีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้
1. ดิน การให้น้ำทางร่อง-คูไม่เหมาะกับดินเนื้อหยาบ แต่การให้น้ำใต้ผิวดิน เนื้อดินต้องเป็น ดินที่น้ำเคลื่อนที่เข้าสู่เขตรากได้ง่าย ส่วนการให้น้ำผ่านท่อแบบน้ำน้อยใช้ได้กับดินทุกประเภท
2. พืช พิจารณาจากผลตอบแทนจากพืชเทียบกับการลงทุนระบบให้น้ำเป็นหลัก นอกจากนี้ ก็อาจจะพิจารณาประเด็นอื่นๆ อีก เช่น พืชทนต่อความเครียดในการขาดน้ำได้ดีหรือไม่ เนื่องจากการให้น้ำบางวิธีมีรอบเวรการให้น้ำที่ห่าง หรือพืชบางชนิดต้องการความชื้นสูงก็ ควรเลือกวิธีให้น้ำมากในเวลาสั้น
3. ภูมิประเทศ พื้นที่ลาดชันหรือสูงๆต่ำๆ การให้น้ำบนผิวดินและใต้ผิวดินแบบยกร่องมี ค่าใช้จ่ายในการปรับพื้นที่มาก ส่วนระบบให้น้ำทางท่อ(สปริงเกลอร์หรือน้ำหยด) ไม่ต้อง ปรับพื้นที่
4. ค่าลงทุน การให้น้ำแบบสปริงเกลอร์ และแบบใต้ผิวดินผ่านระบบท่อจะต้องมีการลงทุนสูงมาก เนื่องจากค่าใช้จ่ายของระบบท่อ หัวจ่ายน้ำและชุดสูบน้ำรวมทั้งค่าติดตั้ง ตามความ ซับซ้อนของงาน ส่วนการให้น้ำทางผิวดินผ่านร่อง-คู จะต้องเสียค่าปรับระดับดินสูงมาก
5. ค่าใช้งานและบํารุงรักษา การให้น้ำใต้ผิวดินจะมีค่าใช้จ่ายต่ำสุด(ยกเว้นใช้ระบบท่อ) ส่วนแบบผิวดินค่าใช้จ่ายปานกลาง เนื่องจากต้องใช้แรงงานมาก สําหรับแบบสปริงเกิลร์เสีย ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงจากค่าเชื้อเพลิง ส่วนแบบใช้น้ำน้อยมีค่าใช้จ่ายต่ำที่สุด
6. ประสิทธิภาพการให้น้ำ การให้น้ำทางผิวดินมีประสิทธิภาพต่ำที่สุด ถึงแม้จะได้รับการ ออกแบบได้ถูกต้อง สิ้นเปลืองน้ำมากกว่าแบบอื่นๆ ซึ่งใช้ระบบท่อ ปัจจุบันปริมาณน้ำ ต้นทุนมีจํากัด จึงมีการให้น้ำที่โดยใช้ระบบท่อเป็นส่วนใหญ่
เทคโนโลยีการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์
ปัจจุบันเทคโนโลยีการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพและเป็นที่ยอมรับ มี 2 แบบ คือ เทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์(Photovaltaic หรือ Solar Cell) และเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าด้วยระบบรวมแสงอาทิตย์ (Concentrating Solar Power)
1. เทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) ในปัจจุบันเป็นที่นิยมใช้กันมากขึ้น เพราะการติดตั้งและการดูแลรักษาค่อนข้างสะดวก อีกทั้งอายุการใช้งานค่อนข้างยาวนานคือประมาณ 20 ปี เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็น 3 แบบคือ
1.1 ระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone system) ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าจาก โดยมีหลักการทำงานแบ่งได้เป็น 2 ช่วงเวลา กล่าวคือ ช่วงเวลากลางวัน เซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงแดดสามารถผลิตไฟฟ้าจ่ายให้แก่โหลดพร้อมทั้งประจุพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินไว้ในแบตเตอรี่พร้อมๆ กัน ส่วนในช่วงกลางคืน เซลล์แสงอาทิตย์ไม่ได้รับแสงแดดจึงไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ ดังนั้น พลังงานจากแบตเตอรี่ที่เก็บประจุไว้ในช่วงกลางวันจะถูกจ่ายให้แก่โหลดจึงสามารถกล่าวได้ว่า ระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้โหลดได้ทั้งกลางวันและกลางคืน อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิด Stand alone เป็นต้น
1.2 ระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected system) เป็นระบบที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบจำหน่ายไฟฟ้าโดยตรง มีหลักการทำงาน 2 ช่วง คือ ในช่วงเวลากลางวัน เซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงแดดสามารถผลิตไฟฟ้าจ่ายให้แก่โหลดได้โดยตรง โดยผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และหากมีพลังงานไฟฟ้าส่วนที่เกินจะถูกจ่ายเข้าระบบจำหน่ายไฟฟ้า สังเกตได้เนื่องจากมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าจะหมุนกลับทาง ส่วนในช่วงกลางคืนเซลล์แสงอาทิตย์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ กระแสไฟฟ้าจากระบบจำหน่ายไฟฟ้าจะจ่ายให้แก่โหลดโดยตรง สังเกตได้จากมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าจะหมุนปกติ จึงเหมาะใช้ในเขตเมืองหรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า เป็นต้น
การประยุกต์ใช้ปั๊มน้ำโซล่าเซลล์
ในปัจจุบันนี้ การใช้งานเครื่องสูบน้ำโซล่าเซลล์นั้นมีมากมายหลากหลายรูปแบบ ซึ่งขึ้นอยู่กับผู้ใช้แต่ละคนว่าจะมีความคิดสร้างสรรค์ นำเอาเทคโนโลยีประเภทนี้มาประยุกต์ใช้ให้เหมาะกับการใช้งานของตนเองอย่างไรบ้าง ซึ่งวันนี้เรามีตัวอย่างพอสังเขปมานำเสนอให้เห็นภาพของการประยุกต์ดัดแปลงใช้งานเครื่องสูบน้ำโซล่าเซลล์กัน ดังนี้
1.รูปแบบปั๊มน้ำโซล่าเซลล์แบบเคลื่อนที่ คือการนำเอาเครื่องสูบน้ำโซล่าเซลล์มาติดตั้งไว้บนรถเข็นเพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้ายไปสูบน้ำบริเวณต่างๆนั่นเอง เพราะบริบทของพื้นที่ทำการเกษตรของเกษตรกรแต่ละคนนั้นแตกต่างกันไปบางคนโชคดีมีเรือกสวนไร่นาอยู่ในพื้นที่บ้านพักอาศัยของตนเองรวมเป็นแปลงเดียว การนำเอาเครื่องสูบน้ำ พร้อมแผงโซล่าเซลล์ติดตั้งไว้กับรถเข็น หรือพาหนะอื่นใดที่สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก นำไปสูบน้ำที่นาโน้น แล้วกลับมาสูบต่อที่ไร่นี้ได้ ก็เป็นการประยุกต์ใช้งานที่น่าสนใจไม่น้อยทีเดียว ซึ่งปัจจุบันก็สามารถพบเห็นการประยุกต์ใช้งานเครื่องสูบน้ำโซล่าเซลล์รูปแบบนี้ได้ค่อนข้างแพร่หลาย
2.รูปแบบใช้แบตเตอรี่เพื่อการใช้ไฟฟ้าอเนกประสงค์ แม้การสร้างเครื่องสูบน้ำโซล่าเซลล์ไว้ใช้งานนั้น เราจะไม่แนะนำให้ซื้อแบตเตอรี่มาต่อพ่วง เนื่องจากมีค่าอุปกรณ์ต่อพ่วง ค่าบำรุงรักษา และค่าเปลี่ยนใหม่เพิ่มเติม แต่สำหรับเกษตรกรหรือผู้ใช้บางคน ก็มีความจำเป็นต้องใช้เครื่องสูบน้ำสูบน้ำในเวลากลางคืนซึ่งไม่มีแสงอาทิตย์ แผงโซล่าเซลล์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ เครื่องสูบน้ำจึงทำงานไม่ได้ การซื้อแบตเตอรี่มาต่อพ่วงจึงเป็นทางออกที่จำเป็น เพื่อใช้ในการเก็บสำรองไฟฟ้าที่แผงโซล่าเซลล์ผลิตได้ในเวลากลางวันไว้สำหรับใช้ในเวลากลางคืน
ไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์
ปัจจุบันในอุปกรณ์เครื่องใช้ ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศ เครื่องซักผ้า วิทยุ โทรทัศน์ รถยนต์ ฯลฯ ต่างมีไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัวควบคุมการทำงาน (Controller) ของอุปกรณ์ต่างๆ
ไมโครคอนโทรลเลอร์คือ อุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตัวนำที่รวบรว |
| วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล : | 1.ศึกษาและเก็บรวบรวมข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการปลูกพืชผักสวนครัว
2.ศึกษาพื้นที่ทรัพยากรดินและสภาพแวดล้อมในแปลงเพาะปลูกพืชผักสวนครัวที่เป็นกลุ่มเป้าหมาย
3.ศึกษาข้อมูลความต้องการน้ำของพืชผักสวนครัวที่เพาะปลูกและระบบการให้น้ำในรูปแบบต่าง ๆ
4.ศึกษาเทคโนโลยีที่ทันสมัยสำหรับการประยุกต์ใช้งานในระบบควบคุมการเพาะปลูกพืชการเกษตรแบบน้ำหยด
5.ออกแบบและวางผังระบบน้ำหยดด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
6.ออกแบบระบบควบคุมการให้น้ำอัตโนมัติตามความเหมาะสมผ่านอุปกรณ์เซ็นเซอร์เทคโนโลยีต่าง ๆ
7.ทดสอบระบบควบคุมการเปิดปิดวาล์วอัตโนมัติจากข้อมูลป้อนกลับของเซนเซอร์ที่วัดค่าความชื้นในดิน
8.ทดสอบประสิทธิภาพการจ่ายน้ำของระบบน้ำหยดโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์
9.ทดสอบการมอนิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์ผ่านเครือข่ายมือถือแบบสมาร์ทโฟน
10.วิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบน้ำหยดพลังงานแสงอาทิตย์
11.ถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ชุมชนกลุ่มเป้าหมาย
12.สังเคราะห์ผลการทำงานและสรุปผลจัดทำรายงานผลการวิจัย |
| คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) : | เป็นโครงการที่ออกแบบระบบควบคุมระบบน้ำหยดที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีแหล่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ในระบบเพื่อทดแทนการใช้ไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายพลังงานหลักและสามารถลดต้นทุนค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน โดยสามารถควบคุมและมอนิเตอร์การทำงานผ่านระบบเครือข่ายบนโทรศัพท์มือถือแบบสมาร์ทโฟน |
| จำนวนเข้าชมโครงการ : | 1847 ครั้ง |