KidBrightIoT 149 โปรแกรมที่ 11-1 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright เพื่ อส งค าความเข มแสงและอุ ณหภู มิ ไปยั ง NETPIE และรั บคํ าสั่ งเป ด-ป ด LED ที่ ต อกั บบอร ด KidBright กลั บมา (2.2) การส งข อมู ล (ในที่ นี้ คื อค าความเข มแสงและค าอุ ณหภู มิ ) ให กั บ NETPIE จะส งผ าน ทางกลุ มบล็ อกคํ าสั่ ง Shadow ส วนการรั บคํ าสั่ งจาก NETPIE จะรั บผ านทางกลุ มบล็ อกคํ าสั่ ง Message โดยกํ าหนดฟ ลด (field) และข อความที่ ใช ดั งนี้ ๐ ค าความเข มแสงส งผ านบล็ อกคํ าสั่ ง Write shadow field room.light ค าเป น เลขจํ านวนเต็ ม ๐ ค าอุ ณหภู มิ ส งผ านบล็ อกคํ าสั่ ง Write shadow field room.temperature ค าเป นเลขจํ านวนเต็ ม
150 KidBrightIoT รู ปที่ 11-20 การกํ าหนดข อมู ลเพื่ อเชื่ อมต อเครื อข าย WiFi ๐ รั บคํ าสั่ งเป ด-ป ด LED ผ าน message ใน topic @msg/room/lamp ข อความเป น on หรื อ off ๐ เมื่ อรั บคํ าสั่ งและสั่ งเป ด-ป ด LED แล ว จะตอบกลั บไปยั ง NETPIE ด วยบล็ อกคํ าสั่ ง Write shadow field room.lamp ด วยข อความ on หรื อ off ตามลํ าดั บ (3) ทํ าการกํ าหนดค า SSID และ password ที่ ใช ในการเชื่ อมต อกั บ WiFi โดยก อนที่ อั ปโหลด โปรแกรมไปยั งบอร ด KidBright32iP จะต องกํ าหนดค าการเชื่ อมต อกั บเครื อข าย WiFi ก อน ซึ่ งทํ าได โดย (3.1) คลิ กที่ ปุ ม WIFI Config เพื่ อเป ดหน าต าง WIFI Config ดั งรู ปที่ 11-20 (3.2) ที่ หน าต าง WIFI Config ที่ ช อง SSID ให พิ มพ ชื่ อเครื อข าย WiFi หรื อแอกเซสพอยต ที่ ใช เชื่ อมต อ WiFi เพื่ อเชื่ อมต ออิ นเทอร เน็ ต (3.3) พิ มพ รหั สผ านที่ ช อง Password (3.4) คลิ กเพื่ อนํ าเครื่ องหมายออกจากช อง Enable IoT ตามรู ปที่ 11-20 (4) จากนั้ นทํ าการอั ปโหลดโปรแกรมไปยั งบอร ด KidBright32iP เมื่ ออั ปโหลดโปรแกรมเรี ยบร อย บอร ด KidBright32iP จะทํ างานทั นที เพื่ อเชื่ อมต อกั บ เครื อข าย WiFi หากเชื่ อมต อสํ าเร็ จ LED สี แดงที่ ตํ าแหน ง WiFi จะติ ดสว าง รอสั กครู ระบบจะเชื่ อมต อ กั บ NETPIE ต อไป เมื่ อเชื่ อมต อสํ าเร็ จ LED สี เขี ยวตํ าแหน ง IOT จะติ ดสว าง ขณะนี้ บอร ด KidBright32iP พร อมสํ าหรั บการทํ างานกั บโปรเจ็ กต ในบั ญชี ของผู ใช งานบน NETPIE แล ว ลํ าดั บต อไปเป นการสร างแดชบอร ดหรื อกระดานแสดงผลบน NETPIE
KidBrightIoT 151 11.6 สร างแดชบอร ดใน NETPIE เมื่ ออั ปโหลดโปรแกรมไปยั งบอร ด KidBright32iP เมื่ อทํ างานจะเชื่ อมต อกั บเครื อข าย WiFi แล ว เชื่ อมต อกั บ NETPIE เมื่ อการติ ดต อสํ าเร็ จให สั งเกตหน าเว็ บของโปรเจ็ กต บนเว็ บ NETPIE ที่ สร างไว ก อนหน านี้ ๐ ที่ หน าแสดงรายละเอี ยดของอุ ปกรณ ในโปรเจ็ กต ที่ หั วข อ Status แสดงผลเป นสี เขี ยว ๐ ที่ หน าต างแสดงรายละเอี ยดหั วข อ Shadow ที่ มี 2 หั วข อย อย คื อ light และ temper ซึ่ ง ก็ คื อ ค าความเข มแสงและอุ ณหภู มิ ที่ NETPIE ได รั บจากบอร ด KidBright ดั งรู ปที่ 11-21 การสร างแดชบอร ดมี ขั้ นตอนดั งนี้ (1) ดํ าเนิ นการตามขั้ นตอนที่ แสดงในรู ปที่ 11-22 (1.1) คลิ กที่ แถบ Console (1.2) คลิ กที่ แถบ Dashboard (1.3) คลิ กปุ ม + Create (1.4) พิ มพ ชื่ อแดชบอร ด (1.5) พิ มพ คํ าอธิ บาย (1.6) คลิ กปุ ม SAVE เพื่ อแจ งให ระบบสร างแดชบอร ด รู ปที่ 11-21 ภาพขยายของหน าเว็ บ NETPIE ที่ แสดงข อมู ล shadow ของความเข มแสง (light) และอุ ณหภู มิ (temper) ซึ่ งได รั บมาจากบอร ด KidBright
152 KidBrightIoT รู ปที่ 11-22 ขั้ นตอนการสร างแดชบอร ดใหม ให กั บโปรเจ็ กต รู ปที่ 11-23 คลิ กที่ แดชบอร ด Living_room ที่ สร างขึ้ นก อนหน านี้ เพื่ อเข าไปตั้ งค าการทํ างาน
KidBrightIoT 153 รู ปที่ 11-24 การกํ าหนด Data sources ที่ ใช ในแดชบอร ด Living_room รู ปที่ 11-25 กํ าหนดค าของการเพิ่ มอุ ปกรณ (2) เมื่ อสร างแดชบอร ดแล ว ในที่ นี้ ตั้ งชื่ อเป น Living_room คลิ กเข าไปตั้ งค าการทํ างานของ แดชบอร ดตามรู ปที่ 11-23 (3) กํ าหนด datasource (แหล งข อมู ล) ที่ ใช กั บแดชบอร ดนี้ โดยคลิ กที่ Settings จากนั้ น คลิ ก ที่ + Add device ตามรู ปที่ 11-24 หน าต าง Add Device ปรากฏขึ้ นมา ดั งรู ปที่ 11-25 ให ตั้ ง ค าดั งนี้ (3.1) ช อง Deviceเลื อกอุ ปกรณ (ใน ตั วอย างคื อ KidBright) (3.2) ช อง Privileges ทํ าการเลื อกสิ ทธิ์ การเข าถึ งข อมู ลทั้ งหมด (3.3) คลิ กปุ ม SAVE เพื่ อบั นทึ กการ ตั้ งค าแหล งข อมู ล
154 KidBrightIoT (4) หลั งจากบั นทึ กการตั้ งค าแหล งข อมู ล ผู พั ฒนาสามารถเข ามาแก ไขหรื อลบออกภายหลั งได จากนั้ นกลั บมายั งหน าต าง Settings ของแดชบอร ด Living_room จะปรากฏรายการของ datasource ตามรู ปที่ 11-26 (5) เลื อกที่ เมนู Dashboard จากนั้ นคลิ กที่ Edit เพื่ อเป ดใช งานการแก ไขแดชบอร ดตามรู ปที่ 11-27 รู ปที่ 11-26 แสดงรายการของ datasource รู ปที่ 11-27 การเป ดใช งานการแก ไขแดชบอร ด
KidBrightIoT 155 (6) เตรี ยมการเพิ่ มอุ ปกรณ ที่ ใช กั บแดชบอร ดนี้ เริ่ มต นด วยการเพิ่ ม PANE หรื อกรอบของ หน าป ดสํ าหรั บอุ ปกรณ แสดงผลก อน จากนั้ นจึ งค อยเพิ่ มวิ ดเจ็ ต (WIDGET) หรื ออุ ปกรณ ที่ ใช ในการ แสดงผลบนแดชบอร ดตามขั้ นตอนในรู ปที่ 11-28 ดั งนี้ (6.1) คลิ กที่ + ADD PANE (6.2) คลิ กที่ เครื่ องหมาย + เพื่ อเพิ่ มวิ ดเจ็ ต (7) หน าต าง WIDGET ปรากฏขึ้ นมา ทํ าการตั้ งค าตามรู ปที่ 11-29 (7.1) ที่ ช อง TYPE เลื อกเป น Gauge (7.2) ที่ ช อง TITLE ทํ าการตั้ งชื่ อเป น Living room temperature (7.3) ที่ ช อง VALUE ให พิ มพ ชื่ อ datasources เป น #["KidBright"]["shadow"]["room"]["temper"] หรื อคลิ กที่ เครื่ องหมาย + ด านขวามื อ แล วเลื อก DATASOURCE (7.4) ที่ ช อง UNIT กํ าหนดเป น Celcius (7.5) ที่ ช อง MINIMUM กํ าหนดเป น 0 (7.6) ที่ ช อง MAXIMUM กํ าหนดเป น 50 (7.7) คลิ ก Done เพื่ อบั นทึ กการตั้ งค าวิ ดเจ็ ต Gauge รู ปที่ 11-28 เริ่ มต นการเพิ่ มวิ ดเจ็ ตลงในแดชบอร ด
156 KidBrightIoT รู ปที่ 11-29 หน าต างตั้ งค าวิ ดเจ็ ต Gauge ตั้ งชื่ อเป น Living room temperature รู ปที่ 11-30 หน าต างตั้ งค าของวิ ดเจ็ ต Gauge อี กตั วหนึ่ งตั้ งชื่ อเป น Light level
KidBrightIoT 157 (8) จากนั้ นเพิ่ มวิ ดเจ็ ต Gauge อี กตั วหนึ่ ง แล วทํ าการตั้ งค าจากหน าต าง WIDGET ของ Gauge อี กตั วหนึ่ ง ดั งรู ปที่ 11-30 (8.1) ที่ ช อง TYPE เลื อกเป น Gauge (8.2) ที่ ช อง TITLE ทํ าการตั้ งชื่ อเป น Light level (8.3) ที่ ช อง VALUE ให พิ มพ ชื่ อ datasources เป น #["KidBright"]["shadow"]["room"]["light"] (8.4) ที่ ช อง UNIT กํ าหนดเป น % (8.5) ที่ ช อง MINIMUM กํ าหนดเป น 0 (8.6) ที่ ช อง MAXIMUM กํ าหนดเป น 100 (8.7) คลิ ก Done เพื่ อบั นทึ กการตั้ งค าวิ ดเจ็ ต Gauge (9) เมื่ อกํ าหนดค าให วิ ดเจ็ ต Gauge ทั้ ง 2 ตั วแล ว วิ ดเจ็ ตจะทํ างานทั นที เพื่ อแสดงค าอุ ณหภู มิ และ ความเข มแสงที่ รั บจากบอร ด KidBright ตามรู ปที่ 11-31 ใช มื อบั งแสงที่ ตั วตรวจจั บแสง สั งเกตค าที่ เกจ เปลี่ ยนแปลงไปอย างไร จากนั้ นคลิ กที่ ปุ ม SAVE เพื่ อบั นทึ กข อมู ลของแดชบอร ด Living_room รู ปที่ 11-31 แดชบอร ด Living_room ที่ ทํ าการแสดงค าอุ ณหภู มิ และความเข มของแสงที่ บอร ด KidBright ตรวจวั ดได
158 KidBrightIoT รู ปที่ 11-32 หน าต างตั้ งค าวิ ดเจ็ ต Toggle (10) ลํ าดั บต อมาเป นการเพิ่ มวิ ดเจ็ ตประเภท Toggle เพื่ อใช สั่ งเป ด-ป ดอุ ปกรณ โดยทํ าการเพิ่ ม PANE แล วเพิ่ มวิ ดเจ็ ต จากนั้ นตั้ งค าของวิ ดเจ็ ต Toggle ตามรู ปที่ 11-32 เมื่ อตั้ งค าเสร็ จ คลิ กปุ ม Done (10.1) ช อง TYPE เลื อกเป น Toggle (10.2) ช อง LABEL กํ าหนดชื่ อเป น Lamp (10.3) ที่ TOGGLE STATE กํ าหนดเป น #["KidBright"]["shadow"]["room"]["lamp"]=="on" (10.4) ที่ ONTOGGLEON ACTION กํ าหนดเป น #["KidBright"].publishMsg("room/lamp","on") (10.5) ที่ ONTOGGLEOFF ACTION กํ าหนดเป น #["KidBright"].publishMsg("room/lamp","off")
KidBrightIoT 159 รู ปที่ 11-33 แดชบอร ดของ Living_room ที่ มี วิ ดเจ็ ต 3 ตั วตามที่ ต องการ รู ปที่ 11-34 ทดสอบการเป ดป ดไฟที่ วิ ดเจ็ ต Toggle (สี เขี ยว) บนแดชบอร ด (11) ที่ หน าต าง NETPIE Dashboard จะแสดงวิ ดเจ็ ตครบทั้ ง 3 ตั ว ดั งรู ปที่ 11-33 จากนั้ น คลิ กที่ ปุ ม SAVE เพื่ อบั นทึ กข อมู ลของแดชบอร ด NETPIE Dashboard และวิ ดเจ็ ตทั้ งหมด (12) ทดลองคลิ กที่ วิ ดเจ็ ต Lamp จะพบว ารู ปของวิ ดเจ็ ตเปลี่ ยนเป นสี เขี ยว ข อความเป น ON ให สั งเกต LED ที่ ต อกั บ OUT1 ของบอร ด KidBright จะต องติ ดสว าง และดั บลงเมื่ อคลิ กเปลี่ ยนเปลี่ ยน วิ ดเจ็ ตเป นสี แดง และข อความกลายเป น OFF ตามรู ปที่ 11-34
160 KidBrightIoT ในการพั ฒนาต อเพื่ อใช งานจริ งกั บอุ ปกรณ หรื อโหลดกํ าลั งไฟฟ าสู ง อาจเปลี่ ยนมิ นิ บอร ด ZXLED เป นวงจรขั บโหลดไฟฟ ากํ าลั งสู ง ZX-DRIVER4H ดู แนวทางการต อใช งานในบทที่ 7 ทั้ งหมดที่ นํ าเสนอในบทนี้ เป นแนวทางเพื่ อแสดงให เห็ นว า บอร ด KidBright32iP สามารถ นํ ามาใช พั ฒนาเป นอุ ปกรณ IoT ได กั บแพล็ ตฟอร มที่ หลากหลาย ทั้ ง Blynk App บนสมาร ตโฟนหรื อ แท็ บเล็ ต ที่ มี ขั้ นตอนการเตรี ยมการไม มาก และแพล็ ตฟอร ม NETPIE ที่ มี รู ปแบบมาตรฐานเป นสากล ซึ่ งเหมาะสํ าหรั บงานที่ มี ความซั บซ อนเพิ่ มมากขึ้ น ดั งนั้ นบอร ด KidBright32iP จึ งรองรั บทั้ งการเริ่ ม ต นเรี ยนรู วิ ทยาการคํ านวณในทุ กระดั บ และพร อมสํ าหรั บการนํ าไปต อยอดพั ฒนาเป นอุ ปกรณ IoT
KidBrightIoT 161 ในหนั งสื อเล มนี้ มี จุ ดประสงค เพื่ อนํ าเสนอแนวทางการเรี ยนรู เพื่ อประยุ กต ใช งานระบบสมองกล ฝ งตั วกั บงานด านเกษตรกรรม เพี่ อให เยาวชนและผู สนใจทั่ วไปได รั บความรู และสามารถต อยอดเพื่ อสร าง ระบบการผลิ ตทางการเกษตรสมั ยใหม ที่ ผสานเข ากั บวิ ทยาศาสตร และเทคโนโลยี ได อย างเหมาะสม ตั วอย างการเพาะปลู กที่ เลื อกมานํ าเสนอในที่ นี้ คื อ การเพาะปลู กผั กจิ๋ วหรื อไมโครกรี น ด วยเหตุ ผลสํ าคั ญ คื อ ผู เรี ยนได ทดลองการปลู กพื ชจริ งที่ มี โอกาสได รั บผลผลิ ตสู ง ใช พื้ นที่ น อย ใช งบประมาณไม มาก และใช เวลาในการเรี ยนรู การทดลอง การทดสอบสั้ น เพื่ อให เหมาะสมกั บบริ บทของการศึ กษาใน ห องเรี ยนที่ มี เวลาอย างจํ ากั ด โดยในบทนี้ นํ าเสนอข อมู ลความรู โดยสรุ ปของไมโครกรี น ข อมู ลของเมล็ ดพั นธุ ที่ เลื อกมาเป น ตั วอย างในการทํ าความรู จั ก และทดลองปลู ก จากนั้ นในบทถั ดไปจะนํ าเสนอการทดลองเพาะปลู กด วย การใช แสงเที ยมที่ ได จาก LED เพื่ อศึ กษาพฤติ กรรมของไมโครกรี นเมื่ อได รั บแสงสี ต างๆ จะได เห็ นถึ ง ความสั มพั นธ รั บรู และหาบทสรุ ปเพื่ อนํ าความรู ไปต อยอดพั ฒนากั บการเพาะปลู กพื ชอื่ นๆ ได ต อไป ซึ่ งอาจนํ าไปสู เป าหมายในภาพใหญ ของการพั ฒนาเกษตรกรรมของประเทศ นั่ นคื อ การพั ฒนาระบบ เกษตรกรรมอั จฉริ ยะหรื อสมาร ตฟาร ม (smart farm) ที่ เชื่ อมต อกั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต เพื่ อตรวจสอบ สภาพแวดล อม และควบคุ มกระบวนการผลิ ต การเพาะปลู ก ให มี ประสิ ทธิ ภาพและก อความยั่ งยื นใน อาชี พให กั บเกษตรกรและผู เกี่ ยวข องทั้ งระบบในท ายที่ สุ ด รู ปที่ 12-1 หน าตาของต นอ อนของพื ชหรื อไมโครกรี น
162 KidBrightIoT 12.1 เบื้ องต นกั บไมโครกรี น ผั กขนาดจิ๋ วที่ เรี ยกว า ไมโครกรี น (microgreen) ได รั บความนิ ยมจากคนที่ ต องการดู แลสุ ขภาพ โดยรั บประทานในลั กษณะสลั ดผั ก จากการวิ จั ยพบว า ไมโครกรี นมี คุ ณค าทางอาหารและวิ ตามิ นอยู ในปริ มาณสู ง โดยทั่ วไปแล ว ไมโครกรี นจะหมายถึ งต นอ อนของพื ชผั กที่ เพิ่ งเริ่ มงอกและยั งเจริ ญเติ บ โตไม เต็ มที่ ซึ่ งจะเพาะจากเมล็ ดของผั ก หรื อธั ญพื ชที่ แตกต างกั นไป ไมโครกรี นสามารถนํ ามาดั ด แปลงเพื่ อรั บประทานได หลายรู ปแบบ เช น ทํ าสลั ด ใส ในแซนวิ ช หรื อนํ ามาป นเป นเครื่ องดื่ มก็ ได พื ชไมโครกรี น ได แก ทานตะวั น ผั กบุ ง คะน า ถั่ วลั นเตา หั วไช เท าญี่ ปุ น เคลหรื อเบบี้ คะน า เป น ต น พื ชแต ละชนิ ดจะมี กลิ่ น สี และรสชาติ ที่ พิ เศษเฉพาะตั วแตกต างกั นไป มี สารอาหารที่ จํ าเป นต อร าง กาย มี วิ ตามิ นต างๆ และสารต านอนุ มู ลอิ สระมากกว าผั กประเภทเดี ยวกั นที่ โตเต็ มวั ย เรี ยกได ว าต นจิ๋ วแต แจ ว บางชนิ ดสามารถเพาะเมล็ ดได โดยไม ใช ดิ น จั ดการดู แลง าย และประหยั ดพื้ นที่ ในการปลู ก เพื่ อให ไมโครกรี นมี ความสะอาดและปลอดภั ยสํ าหรั บการบริ โภค จึ งนิ ยมปลู กไมโครกรี นใน โรงเรื อนป ดทั้ งยั งเพาะเลี้ ยงด วยแสงเที ยมจาก LED ได อย างไรก็ ตาม ผู สนใจสามารถเพาะไมโครกรี นได เองที่ บ าน ด วยการใช เมล็ ดไมโครกรี นที่ มี ขาย ทั่ วไป มาใส ภาชนะและทํ าตามขั้ นตอนที่ ระบุ ไว ข างซอง รดนํ้ าและดู แลจนครบเวลา 7 ถึ ง 10 วั น ก็ จะ ได ไมโครกรี นไว รั บประทานเองง ายๆ ที่ บ าน ในรู ปที่ 12-2 แสดงตั วอย างหน าตาของเมล็ ดพั นธุ ไมโครกรี น และต นอ อนเมื่ อเติ บโตจนนํ ามาบริ โภคได รู ปที่ 12-2 ลั กษณะของเมล็ ดไมโครกรี นและลั กษณะต นอ อนที่ เพาะขึ้ นแล ว
KidBrightIoT 163 ผั กไมโครกรี นมี หลากหลายชนิ ด แต ละชนิ ดมี ความยากง ายในการปลู กต างกั น แบ งได 3 กลุ มดั งนี้ 1. ปลู กง าย ได แก ผั กอารู กู ล า, ผั กกาดกวางตุ งหรื อบอคชอย, บร็ อคโคลี่ , บั ควี ต, กะหลํ่ าปลี , กะหลํ่ าดอก, เจี ย, ผั กโสภณ, อ็ องดิ ฟหรื อเอ็ นไดฟ, คะน า, กะหลํ่ าปมหรื อคอนราบิ , ผั กกาดหอม, เรดโคลเวอร , กวางตุ งญี่ ปุ น, ทานตะวั น, ต นอ อนข าวสาลี 2. ปลู กได ปานกลาง ได แก โป ยกั๊ ก, ชี่ นฉ ายฝรั่ ง, ผั กชี ฝรั่ ง, ผั กชี ลาว, ผั กชี ล อมหรื อเฟนเนล, ลู กซั ดหรื อฟ นู กรี ก, ต นหอมญี่ ปุ น หรื อ กระเที ยมต น, ถั่ วลั นเตา, ซอเรล, ปวยเล ง 3. ปลู กยาก ได แก ผั กโขม, โหระพา, บี ทหรื อบี ทรู ท, ชาร ด, ต นหอมจี น, ผั กชี , ผั กเครส 12.2 วิ ธี การเพาะไมโครกรี นเบื้ องต น การเพาะไมโครกรี นจากเมล็ ดพั นธ โดยส วนใหญ จะต องเตรี ยมอุ ปกรณ ดั งนี้ 1. วั สดุ เพาะแนะนํ าเป นดิ น 2. เมล็ ดไมโครกรี นที่ ต องการเพาะ 3. แก วพลาสติ ก 4. กระบอกฉี ดนํ้ า เมื่ อเตรี ยมอุ ปกรณ ครบแล ว ต อไปก็ เป นการลงมื อเพาะแบบใช ดิ น ดั งนี้ (1) นํ าแก วพลาสติ กมาเจาะรู 2 ถึ ง 3 รู เพื่ อระบายนํ้ า (2) ใส ดิ นที่ ก นแก วพลาสติ กให สู งประมาณ 1 นิ้ ว (3) ใส เมล็ ดไมโครกรี นลงไปด านบน เกลี่ ยให กระจายทั่ วๆ กลบด วยดิ นด านบนบางๆ รู ปที่ 12-3 ตั วอย างการปลู กไมโครกรี นในแก วพลาสติ ก (4) ใช กระบอกฉี ดนํ้ าให ชุ ม ป ดปากแก วด วยผ าเพื่ อรั กษาความชุ มชื้ น (5) รดนํ้ าวั นละ 1 ครั้ ง ราว 1 ถึ ง 2 วั น จะเริ่ มเห็ นใบงอก นํ าผ าที่ คลุ ม ปากแก วออกได (6) รออี ก 5 ถึ ง 12 วั น ต นอ อน โตก็ จะโตดั งรู ปที่ 12-3 ขึ้ นอยู กั บชนิ ดของ เมล็ ดที่ นํ ามาปลู ก
164 KidBrightIoT 12.3 ตั วอย างข อมู ลของไมโครกรี น ขอแนะนํ าไมโครกรี น 4 พั นธุ ที่ หาได ในประเทศไทย และมี ราคาไม สู ง แต ละพั นธุ มี สารอาหาร มาก ทั้ งวิ ตามิ นและเกลื อแร 12.3.1 ต นอ อนทานตะวั น มี ข อมู ลโดยสรุ ปแสดงในรู ปที่ 12-4 12.3.1.1 อุ ปกรณ ที่ ต องเตรี ยมในการเพาะ 1. ภาชนะสํ าหรั บปลู ก เช น ถาด หรื อตะกร า 2. ดิ น 3. เมล็ ดต นอ อนทานตะวั น มี ทั้ งแบบที่ เป นเมล็ ดสี ดํ าล วน และเมล็ ดที่ มี ลาย สามารถนํ ามาเพาะ เป นต นอ อนไว ทานได แตกต างกั นที่ เมล็ ดสี ดํ าจะให ลั กษะต นที่ ดู อวบ ส วนเมล็ ดที่ มี ลายจะให ลั กษณะ ต นที่ ดู ผอมยาว การเลื อกเมล็ ดมาปลู กจึ งขึ้ นอยู กั บความชอบของแต ละคน 4. กระบอกฉี ดนํ้ าสํ าหรั บรดนํ้ า 12.3.1.2 ขั้ นตอนการปลู กต นอ อนทานตะวั น (1) หลั งจากได เมล็ ดมา ควรตากแดดจั ด 1 วั น จากนั้ นนํ าเมล็ ดแช นํ้ า 4 ถึ ง 6 ชั่ วโมง ระหว างแช จะมี ฟองอากาศซึ่ งเกิ ดจากนํ้ าเข าไปในเมล็ ด ครบกํ าหนดเวลาให เทนํ้ าออก (2) นํ าเมล็ ดบ มในผ าขนหนู 18 ถึ ง 20 ชั่ วโมง ทุ กๆ 5 ชั่ วโมงให คนกลั บไปกลั บมา เมล็ ดจะเริ่ ม งอกเป นตุ ม ๆ แสดงว าเริ่ มเพาะได แล ว รากที่ งอกออกมาควรปล อยให ยาวเพี ยง 2 ถึ ง 3 มิ ลลิ เมตร (3) นํ าดิ นใส ถาดที่ เตรี ยมไว ร อนดิ นเอากากใบไม กั บขุ ยมะพร าวออกก อนจะนํ าดิ นมาเพาะเมล็ ด ใส ดิ นลงไปให หนา 1/2 นิ้ วถึ ง 1 นิ้ ว ฉี ดนํ้ าให ทั่ วดิ นพอชุ มๆ ไม ควรให ดิ นแฉะ (4) โรยเมล็ ดลงดิ น จากนั้ นโรยดิ นละเอี ยดกลบบางๆ และรดนํ้ าพอชุ ม (5) แยกถาดออกไว ในร ม รดนํ้ าวั นละ 2 ครั้ ง เช าและเย็ น หลั งจากแยกถาด ควรคุ มเรื่ องแสง โดยใช สแลนบั งก็ ได เพื่ อให ต นยื ดหาแสง จะทํ าให ได ต นยาว (6) ถึ งวั นเพาะวั นที่ 4 รดนํ้ าบางๆ เพื่ อให ดิ นหลุ ดจากใบ เริ่ มเก็ บเมล็ ดที่ ติ ดใบออกได รดนํ้ าเช าและ เย็ นต อ เมื่ อถึ งขั้ นตอนนี้ จะเริ่ มเห็ นผลชั ดเจน หากตากแดดก อนนํ าเมล็ ดมาเพาะ เมล็ ดจะดี ดออกจากใบเอง (7) จากนั้ นเริ่ มให ต นอ อนได รั บแสง 1 ถึ ง 2 วั น ต นอ อนจะยาวและเขี ยวสวย (8) เข าสู วั นที่ 6 ถึ ง 7 ยั งคงรดนํ้ าเช าและเย็ นปกติ รวมถึ งให แสงแก ต นอ อน จากนั้ นเตรี ยมการ ตั ดเพื่ อนํ ามาบริ โภคต อไป ถ าเริ่ มเห็ นใบจริ งแทรกออกจากปลายต นอ อน แสดงว าถึ งเวลาควรตั ดได แล ว
KidBrightIoT 165 ต นอ อนทานตะวั นเป นต นอ อนเล็ กๆ ที่ ผลิ มาจากดอก ทานตะวั นซึ่ งมี อายุ 7 ถึ ง 11 วั น เป ยมด วยสารอาหารที่ ดี ต อ ร างกายหลายอย าง เช น โปรตี น แคลเซี ยม เหล็ ก ใยอาหาร ไขมั น สั งกะสี และโพแทสเซี ยม นอกจากนี้ ยั งมี สารอี กหนึ่ ง ชนิ ดที่ เรี ยกว าสาร GABA (gamma aminobotyric acid) สาร ดั งกล าวมี คุ ณสมบั ติ ในการป องกั นโรคหลายอย าง เช น มะเร็ ง เบาหวาน ควบคุ มนํ้ าหนั ก บํ ารุ งเซลล สมอง บํ ารุ งสายตา บํ ารุ ง ผิ วพรรณ ช วยชะลอความแก ชราและช วยป องกั นการเกิ ด อั ลไซเมอร ได ด วย อย างไรก็ ตาม แม ว าต นอ อนทานตะวั นจะเป นพื ชที่ ดี ต อสุ ขภาพ แต ไม ควรบริ โภคในปริ มาณมากเกิ นไป เพราะอาจทํ าให นํ้ าหนั กขึ้ นได เพราะโดยรวมแล วปริ มาณแคลอรี่ ที่ ได รั บจากต น อ อนทานตะวั นนั้ นนั บว าค อนข างมาก เพราะต นอ อนทานตะวั น 1/4 ถ วยมี ปริ มาณแคลอรี่ สู งถึ ง 190 มิ ลลิ กรั ม รู ปที่ 12-4 ข อมู ลของต นอ อนทานตะวั น 12.3.1.3 วิ ธี ตั ดต นอ อนทานตะวั น ใช มื อรวบโคนต นเป นกระจุ ก นํ ากรรไกร หรื อคั ตเตอร คม ๆ ตั ดที่ โคนต น สาเหตุ ที่ ต องใช คม มาก ๆ เพื่ อป องกั นโคนต นชํ้ า ล างในกะละมั ง 2 นํ้ า เก็ บเศษดิ น เศษราก และเมล็ ดที่ ติ ดมาออก ผึ่ งให แห ง พร อมรั บประทาน หรื อจะแพ็ คใส ถุ งเข าตู เย็ น โดยมั ดปากถุ งให แน น ไม ต องเจาะรู แต ต องผึ่ งให สะเด็ ดนํ้ าก อน จะช วยให สามารถเก็ บได นานประมาณ 5 ถึ ง 7 วั น
166 KidBrightIoT 12.3.2 ต นอ อนเบบี้ คะน า ต นอ อนเบบี้ คะน ามี ถิ่ นกํ าเนิ ดจากจี น คนจี นนํ ามาปลู กและนิ ยมนํ ามาทํ าอาหาร ประโยชน ของ ผั กคะน าคื อ มี วิ ตามิ นหลายชนิ ดและแคลเซี ยมสู ง เป นที่ นิ ยมรองลงมาจากต นอ อนทานตะวั น รสชาติ ที่ หวานกรอบ แถมเพาะงอกง ายเพี ยง 7 วั น ก็ พร อมบริ โภคแล ว มี ข อมู ลโดยสรุ ปแสดงในรู ปที่ 12-5 12.3.2.1 อุ ปกรณ ที่ ต องเตรี ยมในการเพาะ 1. เมล็ ดต นอ อนเบบี้ คะน า 2. ถาดเพาะหรื อตะกร าที่ มี รู ระบายนํ้ าได ดี 3. ดิ นผสมขุ ยมะพร าวแกลบดํ าในอั ตรา 2 : 1 : 1 4. กระบอกฉี ดนํ้ า 5. กระสอบป านหรื อผ าขนหนู คุ ณประโยชน ของต นอ อนเบบี้ คะน า เหมาะสํ าหรั บสตรี ตั้ ง ครรภ เนื่ องจากมี โฟเลต ช วยสร างสมองทารกในครรภ ช วย บํ ารุ งผิ วพรรณ ป องกั นการติ ดเชื้ อต างๆ ช วยบํ ารุ งและรั กษา สายตา ช วยบํ ารุ งโลหิ ต ช วยการไหลเวี ยนของเลื อด ช วยล ดความถี่ ของอาการไมเกรนลงได ช วยป องกั นการเกิ ดโรค กระดู กพรุ น ช วยลดระดั บคอเลสเตอรอล ช วยป องกั นโรค โลหิ ตจาง ช วยป องกั นโรคท องผู ก มี สารต อต านอนุ มู ลอิ สระ ช วยป องกั นมะเร็ ง ช วยเสริ มสร างภู มิ ต านทานให ร างกาย โทษของต นอ อนเบบี้ คะน าได แก มี สารกอยโตรเจน (Goitrogen) ทํ าให ท องอื ดท องเฟ อ ทํ าให ร างกายขาดแร ธาตุ ไอโอดี น และ ทํ าให การสร างฮอร โมนในต อมไทรอยด ลดประสิ ทธิ ภาพลง ดั งนั้ นจึ งควรบริ โภคในปริ มาณที่ เหมาะสม รู ปที่ 12-5 ข อมู ลของต นอ อนเคลหรื อเบบี้ คะน า
KidBrightIoT 167 12.3.2.2 ขั้ นตอนการปลู กต นอ อนเบบี้ คะน า (1) ล างเมล็ ด 1 ถึ ง 2 นํ้ า และแช เมล็ ดในนํ้ าอุ ณหภู มิ ปกติ ประมาณ 6 ถึ ง 8 ชั่ วโมง (2) นํ าเมล็ ดไปหว านลงดิ นไม ให หนาหรื อบางจนเกิ นไป หากเป นถาดขนาด 30 x 60 ซม. ใช นํ้ าหนั กเมล็ ดต อถาด 130 ถึ ง 150 กรั มต อถาด หากถาดหรื อพื้ นที่ ปลู กเล็ กลง ให ลดปริ มาณนํ้ าหนั กเมล็ ด ต อถาดลงได ตามส วน และถ าปลู กในหน าฝนอาจจะปรั บนํ้ าหนั กเมล็ ดต อถาดลงอี กเพื่ อไม ให เกิ ดโรค (3) ร อนดิ นกลบเมล็ ดไม หนาและบางจนเกิ นไป รดนํ้ าให พอชุ ม แต ไม แฉะจนเกิ นไป (4) ซ อนทั บถาด 24 ชั่ วโมง เพื่ อให รากดั นลงดิ นและอนุ บาลรากให ยึ ดเกาะรากได ดี ก อนเป ด รั บแสง (5) เมื่ อซ อนทั บถาดครบ 24 ชั่ วโมงแล วให กระจายถาด แล ววางรั บแสงไว ที่ ร มรํ าไร หลั งจากนั้ น รดนํ้ า 2 ถึ ง 3 ครั้ งต อวั นตามสภาพอากาศ (6) เมื่ ออายุ ต นอ อนครบ 7 วั น ตั ดไปรั บประทานได
168 KidBrightIoT 12.3.3 ต นอ อนหั วไชเท าญี่ ปุ นหรื อไควาเระ เป นผั กที่ ชาวญี่ ปุ นนิ ยมรั บประทาน ไม ว าจะเป นทานสด ทานเป นเครื่ องเคี ยงปู อั ดวาซาบิ หรื อผสม ในสลั ด ซุ ป อาจลวกอย างรวดเร็ วก อนนํ าไปประกอบอาหาร มี ข อมู ลโดยสรุ ปแสดงในรู ปที่ 12-6 12.3.3.1 เตรี ยมวั สดุ สํ าหรั บปลู ก 1. ถาดกะบะมี รู หรื อตะกร า หรื อกล องพลาสติ กมี รู 2. กะละมั ง 3. ผ าขนหนู สํ าหรั บไว บ มเมล็ ด 4. ดิ นร วนผสมขุ ยมะพร าวและแกลบดํ า 5. เมล็ ดพั นธุ ไควาเระ 6. ที่ ฉี ดนํ้ า 7. แผ นพลาสติ กลู กฟู กสํ าหรั บคลุ มหน าดิ น ต นอ อนหั วไชเท าหรื อไควาเระมี รสชาติ ออกซ าๆ เผ็ ดนิ ดๆ มี กลิ่ นเฉพาะตั ว มี สารอาหารสํ าคั ญหลายตั ว เช น ไฟโตนิ วเทรี ยนท , รู ติ น เควอซิ ทิ น มี สรรพคุ ณทํ าลายฤทธิ์ ของอนุ มู ลอิ สระ ลดความเสี ยหายที่ เกิ ดขึ้ นกั บดี เอ็ นเอ ลดการเกิ ดโรคมะเร็ งได ช วย รั กษาโรคภู มิ แพ ช วยรั กษาเส นเลื อดขอด และริ ดสี ดวง ทวาร ป องกั นโรคหลอดเลื อดและหั วใจ มี วิ ตามิ น A ช วยบํ ารุ ง สายตา ช วยให กระดู ก ผม ฟ น และเหงื อกแข็ งแรง ช วยในเรื่ อง ของผิ วพรรณ ลดการอั กเสบของสิ ว และช วยลบจุ ดด างดํ า ช วยบรรเทาโรคเกี่ ยวกั บไทรอยด มี วิ ตามิ น B ช วยเสริ มสร าง สารสื่ อประสาทสมอง และวิ ตามิ น C ที่ มี บทบาทสํ าคั ญในการ สร างคอลลาเจน เพื่ อช วยซ อมแซมเนื้ อเยื่ อต างๆ ในร างกาย เส นเอ็ น และคอลลาเจน ช วยให ร างกายดู ดซึ มธาตุ เหล็ กได ดี ยิ่ งขึ้ น เพิ่ มระบบภู มิ คุ มกั นให แข็ งแรง ชะลอความชรา รู ปที่ 12-6 ข อมู ลของต นอ อนหั วไชเท าญี่ ปุ นหรื อไควาเระ
KidBrightIoT 169 12.3.3.2 ขั้ นตอนการปลู กต นอ อนหั วไชเท าญี่ ปุ นหรื อไควาเระ มี ขั้ นตอนดั งนี้ (1) เริ่ มต นด วยการเตรี ยมเมล็ ดพั นธุ นํ าเมล็ ดไควาเระมาล างให สะอาดหลายๆ ครั้ ง เลื อกเมล็ ดที่ เสี ยออกไป เทนํ้ าทิ้ งแล วใส นํ้ าใหม แช ทิ้ งไว 1 คื น จากนั้ นนํ ามาห อด วยผ าขนหนู เพื่ อบ มเมล็ ดอี ก 1 คื น (2) เตรี ยมดิ นสํ าหรั บปลู ก โดยผสมดิ นร วนกั บขุ ยมะพร าวและแกลบดํ าในอั ตราส วน 2 : 1 : 1 หากไม มี ขุ ยมะพร าวและแกลบดํ าให ใช ดิ นร วนได จากนั้ นร อนให ละเอี ยด ใส ในกะบะเพาะเตรี ยมไว (3) โรยเมล็ ดไควาเระที่ บ มไว ลงไปในกะบะ โรยให ทั่ วตามต องการ ไม มากน อยเกิ นไป อย าขยี้ เมล็ ด และอย าให เมล็ ดทั บกั น รดนํ้ าให ทั่ ว ไม แฉะเกิ นไป จากนั้ นใช แผ นพลาสติ กลู กฟู กมาป ดคลุ มไว (4) เมื่ ออายุ ได 1 ถึ ง 3 วั น จะเห็ นต นอ อนงอกขึ้ นมา ทํ าการรดนํ้ าให ชุ มชื้ น (5) เมื่ ออายุ ได 7 ถึ ง 8 วั น ให นํ าไปผึ่ งแดดรํ าไร เพื่ อให สั งเคราะห แสง สร างใบเขี ยว จากนั้ น ตั ด นํ ามารั บประทานได
170 KidBrightIoT 12.3.4 ต นอ อนโต วเหมี่ ยวหรื อถั่ วลั นเตา มี ข อมู ลโดยสรุ ปแสดงในรู ปที่ 12-7 12.3.4.1 วั สดุ ที่ ต องเตรี ยม 1. เมล็ ดถั่ วลั นเตา 2. ดิ นสํ าหรั บเพาะ 3. ถาดหรื อตะกร า 12.3.4.2 การปลู กต นอ อนโต วเหมี่ ยวหรื อถั่ วลั นเตา วิ ธี การปลู กต นอ อนโต วเหมี่ ยวหรื อถั่ วลั นเตา มี ขั้ นตอนดั งนี้ (1) ล างเมล็ ดให สะอาด แช เมล็ ด 2 ถึ ง 3ชั่ วโมง (2) นํ าเมล็ ดมาผึ่ ง 20 ถึ ง 24 ชั่ วโมง ระหว างผึ่ ง ใช ผ าขนหนู ชุ บนํ้ าหมาดๆ คลุ มเมล็ ด คอยก ลั บเมล็ ดบ าง ระวั งนํ้ าเน า (3) เมื่ อมี รากงอก นํ าเพาะลงดิ น ดู แลเรื่ องการรดนํ้ า ระวั งอย าให แฉะเพราะเมล็ ดโต วเหมี่ ยว ไม ชอบแฉะ เมล็ ดเน าง ายและขึ้ นราได ง ายมาก ควรเก็ บไว ในที่ ไม มี แสงหรื อมี แสงรํ าไร จะกลบ หรื อ ไม กลบดิ นก็ ได ในช วงแรกของการปลู กจะไม ให ต นโดนแสงมากเพราะจะทํ าให โตช า เมล็ ดโต วเหมี่ ยวถ าเที่ ยบกั บผั กงอกชนิ ดอื่ นถื อว าโตช า ต นอ อนจะโผล ให เห็ นช วงวั นที่ 4 ถึ ง 5 รู ปที่ 12-7 ข อมู ลของต นอ อนถั่ วลั นเตาหรื อโต วเหมี่ ยว โต วเหมี่ ยวหรื อต นอ อนถั่ วลั นเตา (pea sprouts) นั้ นอุ ดมไป ด วยวิ ตามิ นซี จึ งช วยป องกั นมะเร็ งและชะลอริ้ วรอยบนผิ วหนั ง และมี สารไฟโตเอสโตรเจนช วยป องกั นการเกิ ดมะเร็ ง โรคหั วใจ ขาดเลื อด และโรคกระดู กพรุ น ทั้ งยั งมี กรดโอเมก า 3 และ 6 มี แคลเซี ยมและสารเลซิ ติ นที่ ช วยการทํ างานของระบบ ประสาทและสมอง ช วยบํ ารุ งสายตา ตั บ หั วใจ รวมถึ งมี กาก อาหารซึ่ งช วยเรื่ องระบบขั บถ ายได เป นอย างดี เนื่ องจากโต วเหมี่ ยวนั้ นมี เส นใยมาก โต วเหมี่ ยวหรื อต นอ อนถั่ วลั นเตามี สารพิ วรี น (Purines) ปริ มาณ น อย สาารนี้ เมื่ อถู กแปรสภาพแล ว จะกลายเป นสารยู ริ ก ซึ ง ทํ า ให อาการโรคไตและเกาต กํ าเริ บได ดั งนั้ น ในกลุ มคนที่ เป น โรคไตและเกาต ควรบริ โภคในปริ มาณน อย
KidBrightIoT 171 (4) แสงจะเป นตั วควบคุ มหนวดของต นอ อน หากต องการให มี หนวดเยอะ ปล อยให ได รั บแสง บ าง แต หากไม ต องการหนวด ต องควบคุ มไม ให ต นอ อนได รั บแสง โต วเหมี่ ยวเป นพื ชไวต อแสงใน ช วง 7 ถึ ง 8 วั นแรก ควรระวั งไม ให ได รั บแสง ควรจะเป ดให รั บแสงประมาณวั นที่ 8 ถึ ง 9 เพื่ อให ต น อ อนเป นสี เขี ยวอ อนและหนวดไม ยาว (5) ดู แลต อเนื่ องราว 10 ถึ ง 12 วั น จึ งตั ดมาบริ โภคได และสามารถตั ดได 2 ถึ ง 3รอบ เพี ยงรด นํ้ าต อหลั งจากการตั ดครั้ งแรก การตั ดต นอ อนที่ ถู กต องคื อ ไม ตั ดชิ ดรากจนเกิ นไปจนต อนอ อนไม สามารถงอกรอบสองได ให ตั ดโดยเหลื อตาไว เพื่ อให พื ชสามารถงอกได ใหม 12.3.4.3 ข อควรระวั งในการปลู กโต วเหมี่ ยว 1. โต วเหมี่ ยวไม ชอบนํ้ าเยอะเกิ นไป 2. ควรคั ดเมล็ ดที่ เสี ยและแตกให หมดทุ กครั้ งก อนปลู ก 3. โต วเหมี่ ยวไม ชอบอากาศร อนจะทํ าให เน าได ง าย
172 KidBrightIoT http://kasetpluss.com/the-first-of-microgreen/?fbclid=IwAR0fQTePU4GT9 Aesm7skUV9PV M9drx4Z1dNuE0CqaOCZkb0DIGVXTaSglmM https://www.chiangmainews.co.th/page/archives/1332318/?fbclid=IwAR0yzJ5Y9vNSpV1 tUbKdDdpVkq6g1iLpQgbHlYqghznRGP9GSak552S_ yNk http://clgc.agri.kps.ku.ac.th/research/poster/kps61/kukps2561-09.pdf ?- fbclid=IwAR3lkLb-yZGfhwy5TQA-gpk1gFSPzwZcYi_P8Sd-PeuKg1lQ8UMA az46jH0 https://www.rakbankerd.com/agriculture/hilight-view.php?id=263 https://www.sanook.com/women/80973/ https://today.line.me/th/v2/article/kLP6PM http://familyhealthyfarm.lnwshop.com/ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666154320300272 https://www.railungtop.com https://www.naewna.com/local/336016 https://www.healthbenefitstimes.com/radish-sprouts/ https://slism.com/calorie/106128/ https://reactgreens.com/best-lights-for-growing-microgreens/ https://www.organicfarmthailand.com http://www.h2ohydrogarden.com/ https://www.railungtop.com
KidBrightIoT 173 ในหนั งสื อเล มนี้ มี จุ ดประสงค ในการนํ าเสนอแนวทางเรี ยนรู เพื่ อประยุ กต ใช งานระบบสมองกล ฝ งตั วกั บงานด านเกษตรกรรม เพี่ อให เยาวชนและผู สนใจทั่ วไปได รั บความรู และสามารถต อยอดเพื่ อสร าง ระบบการผลิ ตทางการเกษตรสมั ยใหม ที่ ผสานเข ากั บวิ ทยาศาสตร และเทคโนโลยี ได อย างเหมาะสม ตั วอย างการเพาะเลี้ ยงที่ เลื อกมานํ าเสนอในที่ นี้ คื อ การเพาะเลี้ ยงไมโครกรี น ด วยเหตุ ผลสํ าคั ญคื อ ผู เรี ยน ได ทดลองการปลู กพื ชจริ งที่ มี โอกาสได รั บผลผลิ ตสู ง ใช พื้ นที่ น อย ใช งบประมาณไม มาก และใช เวลา ในการเรี ยนรู และทดสอบสั้ น เหมาะกั บบริ บทของการศึ กษาในห องเรี ยนที่ มี เวลาอย างจํ ากั ด ในบทที่ ผ านมาได นํ าเสนอข อมู ลความรู โดยสรุ ปของไมโครกรี น ข อมู ลของเมล็ ดพั นธุ ที่ เลื อก มาเป นตั วอย างในการทํ าความรู จั ก และทดลองปลู ก ในบทนี้ จะนํ าเสนอข อมู ลเกี่ ยวกั บแสงเที ยมจาก LED ที่ ส งผลต อการเติ บโตของพื ขที่ ใช ไมโครกรี นเป นตั วแทนในการอธิ บาย ศึ กษาพฤติ กรรมของ ไมโครกรี นเมื่ อได รั บแสงสี ต างๆ ผู เรี ยนจะได เห็ นถึ งความสั มพั นธ รั บรู และหาบทสรุ ปเพื่ อนํ าความ รู ไปต อยอดพั ฒนากั บการเพาะปลู กพื ชอื่ นๆ ได ต อไป อาจนํ าไปสู เป าหมายในภาพใหญ ของการพั ฒนา เกษตรกรรมของประเทศ นั่ นคื อ การพั ฒนาระบบเกษตรกรรมอั จฉริ ยะหรื อสมาร ตฟาร ม (smart farm) ที่ มี การเชื่ อมต อกั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต เพื่ อดู ตรวจสอบสภาพแวดล อม และควบคุ มกระบวนการ ผลิ ต การเพาะปลู ก ให มี ประสิ ทธิ ภาพและก อความยั่ งยื นในอาชี พให กั บเกษตรกรและผู เกี่ ยวข องทั้ ง ระบบในท ายที่ สุ ด 13.1 สเปกตรั มของแสงกั บพื ช พื ชส วนใหญ ในโลกนี้ มี ใบเป นสี เขี ยว เพื่ อทํ ากระบวนการสั งเคราะห ด วยแสง สาเหตุ ที่ มนุ ษย มองเห็ นใบไม เป นสี เขี ยวเพราะว า แสงที่ พื ชใช สั งเคราะห แสงจะอยู ในช วงแสงสี แดงและนํ้ าเงิ นจึ งดู ด กลื นแสงในช วงสเปกตรั มดั งกล าวและไม ต องการช วงแสงสี เขี ยว จึ งสะท อนแสงสี เขี ยวออกมาเข าตา ของมนุ ษย ในรู ปที่ 13-1 เป นสเปกตรั มของแสงที่ ดวงอาทิ ตย ส องมายั งโลก โดยช วงแสงที่ มนุ ษย มองเห็ น ได จะเริ่ มที่ แสงสี ม วงหรื อนํ้ าเงิ นทางด านซ าย แล วไล ไปทางขวาจนถึ งแสงสี แดง ในขณะที่ ช วงซ าย สุ ดเป นแสงอุ ลตร าไวโอเลต และด านขวาสุ ดเป นแสงอิ นฟาเรด นั่ นเป นช วงแสงที่ มนุ ษย มองไม เห็ น
174 KidBrightIoT แกนตั้ งของกราฟเป นอั ตราการสั งเคราะห ด วยแสงของสารคอโรฟ ลที่ อยู ในใบไม ในหน วย เปอร เซ็ นต (%) จะเห็ นว า แสงสี แดงและนํ้ าเงิ นมี อั ตราการสั งเคราะห ด วยแสงสู ง มี ลั กษณะเป นยอด ภู เขาสองลู ก ในขณะที่ แสงสี เขี ยวและเหลื องมี อั ตราการดู ดซั บเพื่ อสั งเคราะห ด วยแสงน อย จึ งทํ าให แสงสี เขี ยวและเหลื องถู กสะท อนกลั บออกมาเข าตาของมนุ ษย ทํ าให มองเห็ นใบไม เป นสี เขี ยว ด วยสเปกตรั มดั งกล าวทํ าให ได ทราบว า หากต องการจะเพาะเลี้ ยงต นไม ในสถานที่ ที่ ไม มี แสง จากดวงอาทิ ตย เช น ภายในอาคาร อุ โมงค ถํ้ าต างๆ หรื อแม กระทั่ งใต ดิ น จํ าเป นต องให แสงสี แดงและ นํ้ าเงิ นกั บต นไม ที่ ทํ าการเพาะเลี้ ยง จึ งจะทํ าให ต นไม สามารถสั งเคราะห ด วยแสงและเจริ ญเติ บโตได เหมื อนกั บได รั บแสงจากดวงอาทิ ตย จริ งๆ 13.2 ผลของแสงเที ยม LED ต อพื ช จากงานวิ จั ยทั่ วโลกพบว า แสงเที ยมจาก LED สามารถส งผลต อกระบวนการสั งเคราะห แสง ของพื ชได นั่ นคื อ พื ชสามารถเติ บโตภายใต การใช แสงเที ยมจาก LED ได โดยมี ข อสรุ ปดั งนี้ รู ปที่ 13-1 แสดงสเปกตรั มของแสง โดยช วงแสงสี นํ้ าเงิ นและสี แดงคื อแสงสี ที่ คลอโรฟ ลของใบไม ดู ดซั บ ไว มากที่ สุ ด
KidBrightIoT 175 แสงสี แดง ช วยเพิ่ มผลผลิ ต นั่ นคื อ ช วยในการออกดอกและผล แสงสี แดงผสมนํ้ าเงิ น ช วยในการเจริ ญเติ บโต แสงสี เขี ยว ช วยยกระดั บการผลิ ตคลอโรฟ ลด แสงสี เหลื อง ส งผลต อการชะลอการเจริ ญเติ บโต แสงสี นํ้ าเงิ นผสมม วง ช วยเพิ่ มสี รสชาติ และกลิ่ น แสงอั ลตร าไวโอเล็ ตหรื อแสงเหนื อม วง ส งผลในการชะลอการเติ บโตและอาจทํ าพื ชตายได จากข อมู ลข างต นจะพบว า แสงสี แดงผสมนํ้ าเงิ นน าจะเหมาะกั บไมโครกรี นมากที่ สุ ด เนื่ องจาก ไมโครกรี นส วนใหญ จะเป นต นอ อน และมั กนํ ามาประกอบอาหารจํ าพวกสลั ด หรื อผั ดกั บเนื้ อสั ตว ดั งนั้ นจึ งเน นเรื่ องใบและความยาวของลํ าต นเป นหลั ก นั่ นคื อ เน นเรื่ องการเจริ ญเติ บโต แสงสี แดงผสม นํ้ าเงิ นจึ งน าจะเป นทางเลื อกที่ เหมาะสม 13.3 อุ ปกรณ กํ าเนิ ดแสงเที ยมที่ ต องการ ป จจุ บั นด วยความก าวหน าของเทคโนโลยี มี อุ ปกรณ ที่ สร างแสงเที ยมเพื่ อปลู กต นไม ได แล ว นั่ นคื อ LED หรื อไดโอดเปล งแสง LED เป นอุ ปกรณ ขั บแสงขนาดเล็ กและให แสงในช วงความยาว คลื่ นที่ เฉพาะเจาะจงได ในที่ นี้ คื อ การใช LED ขั บแสงสี นํ้ าเงิ นและสี แดง เพื่ อนํ าส องให กั บต นไม พร อมๆ กั น ดั งรู ปที่ 13-2 รู ปที่ 13-2 ตั วอย างการใช แสงเที ยมจาก LED ในการเลี้ ยงไมโครกรี น (ภาพจาก http://ilovefairygardens.com)
176 KidBrightIoT สํ าหรั บในการทดลองและทดสอบต อจากนี้ จะใช แถบ LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได รุ น ZX-RGB8S เป นแหล งกํ าเนิ ดแสงสี ดั งแสดงหน าตาและส วนประกอบในรู ปที่ 13-3 มั นสามารถขั บแสง สี ในช วงความยาวคลื่ นที่ ต องการได ด วยการเขี ยนข อมู ลกํ าหนดการทํ างานจากบอร ดไมโคร คอนโทรลเลอร ในที่ นี้ คื อบอร ด KidBright32iP 13.4 ตั วอย างกิ จกรรมสร างแสงเที ยมด วยบอร ด KidBright32iP และ ZX-RGB8S แถบ LED 3 สี RGB โปรแกรมได มี ขั้ นตอนดั งนี้ (1) เชื่ อมต อบอร ด KidBrigh32iP เข ากั บคอมพิ วเตอร จากนั้ นเป ดโปรแกรม KidBright IDE เพื่ อสร างโค ดตามโปรแกรมที่ 13-1 แล วอั ปโหลดโค ดไปยั งบอร ด KidBright32iP รู ปที่ 13-3 ตั วอย างแถบ LED ที่ ปรั บแสงสี ให เข ากั บการสั งเคราะห แสงของพื ชได โดยควบคุ มผ านบอร ด ไมโครคอนโทรลเลอร รู ปที่ 13-4 การเชื่ อมต ออุ ปกรณ เพื่ อสร างแสงเที ยมแบบเลื อกสี และปรั บความสว างได
KidBrightIoT 177 (2) ต อ ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได เข ากั บบอร ด KidBright32iP ดั งรู ปที่ 13-4 (3) กดสวิ ตช RESET ที่ บอร ด KidBright32iP เพื่ อเริ่ มการทํ างานใหม (4) สั งเกตสี ของแสงและความสว างของแสงที่ ถู กขั บออกจาก LED บน ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได ZX-RGB8S ขั บแสงสี แดง นํ้ าเงิ น ชมพู ที่ มี ค าความสว าง 10% เป นเวลา 5 วิ นาที ตามลํ าดั บ (5) จากนั้ นทํ าการปรั บค าความสว างที่ บล็ อกคํ าสั่ ง iRGBLED set brightness จาก 10% เพิ่ มเป น 20%, 50%, 75% และ 100% สั งเกตผลการทํ างานของ LED ที่ เกิ ดขึ้ น ทํ าการบั นทึ ก ภาพหรื อวิ ดี โอเก็ บไว คํ าเตื อน ! เมื่ อแสงมี ความสว างมากกว า 20% ควรระมั ดระวั งในการมองแสงโดย ตรง ทั้ งในระหว างการทดลอง ถ ายภาพ และบั นทึ กวิ ดี โอ โปรแกรมที่ 13-1 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ อควบคุ มให แถบ LED 3 สี โปรแกรมได ZXRGB8S ทํ างานเปล งแสงสี ที่ มี ความสว างตามต องการได
178 KidBrightIoT โปรแกรมที่ 13-2 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ อควบคุ มให แถบ LED 3 สี โปรแกรมได ZXRGB8S ทํ างานขั บแสงสี ที่ มี ความสว างตามต องการ และควบคุ มความสว างด วยการกดสวิ ตช S1 (ลดค า) และ S2 (เพิ่ มค า)
KidBrightIoT 179 (6) เพื่ อความสะดวกอาจแก ไขโปรแกรมเป นโปรแกรมที่ 13-2 ซึ่ งใช สวิ ตช S1 และ S2 กดเพื่ อ ปรั บความสว างของแสงให ลดหรื อเพิ่ มได ทั นที เมื่ อโปรแกรมเริ่ มทํ างาน LED จะดั บหมด จะเริ่ มสว างเมื่ อมี การกดสวิ ตช S2 เมื่ อกดสวิ ตช S2 แล วปล อยในแต ละครั้ ง LED จะขั บแสงที่ มี ความสว างเพิ่ มมากขึ้ น จนถึ ง 100% หรื อสว างเต็ มที่ โดยดู ค าได จากการแสดงผลของ LED 16 x 8 จุ ดของบอร ด KidBright32iP เมื่ อกดสวิ ตช S1 แล วปล อยในแต ละครั้ ง LED จะขั บแสงที่ มี ความสว างลดลง จนถึ ง 0% หรื อดั บ โดยดู ได จากการแสดงผลของ LED 16 x 8 จุ ดของบอร ด KidBright32iP ในโปรแกรมที่ 13-2 ใช ปลั๊ กอิ น iTerminal เข ามาช วยปรั บการแสดงผลให รองรั บการแสดง เลข 0 ถึ ง 100 ซึ่ งเป นค าความสว างของแสงที่ เลื อกให เกิ ดขึ้ นจากการกดสวิ ตช S1 หรื อ S2 ของบอร ด KidBright32iP กิ จกรรมที่ 13-2 เลื อกแสงสี และปรั บความสว างด วยการกดสวิ ตช ในกิ จกรรมนี้ จะเพิ่ มความซั บซ อนของโปรแกรมขึ้ น แต จะอํ านวยความสะดวกในการเลื อก ขั บแสงสี ของผู ใช งานมากขึ้ น โดย : กดสวิ ตช S1 เพื่ อเลื อกสี ของแสง ในที่ นี้ กํ าหนดไว 5 สี คื อ แดง นํ้ าเงิ น ม วง เขี ยว และขาว เมื่ อเริ่ มต นการทํ างานใหม แต ละครั้ ง LED จะดั บ แสงสี ตั้ งต นคื อ สี แดง เมื่ อกดสวิ ตช S1 และปล อย ครั้ งต อไป LED จะขั บแสงสี นํ้ าเงิ น ตามด วยสี ม วง เขี ยว และขาว ตามลํ าดั บของการกดสวิ ตช S1 กดสวิ ตช S2 เพื่ อเลื อกความสว างของแสง ในที่ นี้ กํ าหนดไว 11 ระดั บคื อ 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% และ 100% แล ววนกลั บมาที่ 0% (LED ดั บ) เมื่ อเริ่ มต นการ ทํ างานใหม แต ละครั้ ง LED จะดั บ เมื่ อกดสวิ ตช S2 แล วปล อยในครั้ งแรก LED จะขั บแสงสี ที่ มี ความ สว าง 10% เมื่ อกดและปล อยครั้ งต อไปความสว างจะเพิ่ มขึ้ นครั้ งละ 10% จนถึ ง 100% เป นค าความ สว างเต็ มที่ แล ววนกลั บมาเป น 0% อี กครั้ ง โดยที่ ส วนแสดงผล LED 16 x 8 จุ ดจะแสดงค า 0 ถึ ง 100 ตามค าความสว างที่ เลื อกด วย มี ขั้ นตอนการทดสอบดั งนี้ (1) ยั งคงเชื่ อมต อบอร ด KidBright32iP กั บ ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได ตามรู ปที่ 13-3 (2) เชื่ อมต อบอร ด KidBrigh32iP เข ากั บคอมพิ วเตอร จากนั้ นเป ดโปรแกรม KidBright IDE เพื่ อสร างโค ดตามโปรแกรมที่ 13-3 แล วอั ปโหลดโค ดไปยั งบอร ด KidBright32iP
180 KidBrightIoT โปรแกรมที่ 13-3 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ อควบคุ มการขั บแสงสี ของ แถบ LED 3 สี โปรแกรมได ZX-RGB8S ให ขั บ แสงสี ที่ มี ความสว างตามต องการผ านการ กดสวิ ตช S1 (เลื อกสี ) และ S2 (เลื อกระดั บ ความสว าง)
KidBrightIoT 181 (3) กดสวิ ตช S2 ที่ บอร ด KidBright32iP สั งเกตสี ของแสงและความสว างของแสงที่ ถู กขั บออก จาก LED บน ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได ZX-RGB8S ขั บแสงสี แดงที่ มี ค าความสว าง 10% ต อเนื่ อง (4) ทดลองกดสวิ ตช S1 แล วปล อย สั งเกตสี ของแสงและความสว างของแสงที่ ถู กขั บออกจาก LED บน ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได เมื่ อกดสวิ ตช S1 ครั้ งแรก แถบ LED ขั บแสงสี นํ้ าเงิ น ความสว าง 10% เมื่ อกดสวิ ตช S1 ครั้ งที่ สอง แถบ LED ขั บแสงสี ม วง ความสว าง 10% เมื่ อกดสวิ ตช S1 ครั้ งที่ สาม แถบ LED ขั บแสงสี เขี ยว ความสว าง 10% เมื่ อกดสวิ ตช S1 ครั้ งที่ สี่ แถบ LED ขั บแสงสี ขาว ความสว าง 10% เมื่ อกดสวิ ตช S1 ครั้ งที่ ห า แถบ LED กลั บมาขั บแสงสี แดง ความสว าง 10% (5) กดสวิ ตช S1 จนกระทั่ ง LED ขั บแสงสี ม วง จากนั้ นกดสวิ ตช S2 จํ านวน 10 ครั้ ง สั งเกตสี ของแสงและความสว างของแสงที่ ถู กขั บออกจาก LED บน ZX-RGB8S แถบ LED โปรแกรมได เมื่ อกดสวิ ตช S2 ความสว างของ LED จะเพิ่ มจาก 10% เป น 20% ไปจนถึ ง 100% และส วน แสดงผล LED 16 x 8 จุ ดของบอร ด KidBright32iP จะแสดงค า 0 ถึ ง 100 ตามค าความสว างที่ เลื อกด วย (6) ทํ าการทดลองต อเนื่ องโดยเลื อกเปลี่ ยนสี ของแสงเป นสี นํ้ าเงิ น ม วง เขี ยว และขาวตามลํ า ดั บ เพื่ อทดสอบว า โปรแกรมและแถบ LED ทํ างานได อย างถู กต อง จากการทํ างานของโปรแกรมที่ ทํ าการทดลองในบทนี้ จะเป นแนวทาง สํ าหรั บนํ าไปใช สร างแสงเที ยมจาก LED เพื่ อใช ทดสอบและศึ กษาพฤติ กรรมของพื ช เมื่ อได รั บแสงเที ยมต อไป
182 KidBrightIoT
KidBrightIoT 183 ในหนั งสื อเล มนี้ มี จุ ดประสงค ในการนํ าเสนอแนวทางการเรี ยนรู เพื่ อประยุ กต ใช งานระบบ สมองกลฝ งตั วกั บงานด านเกษตรกรรม เพี่ อให เยาวชนและผู สนใจทั่ วไปได รั บความรู และสามารถ ต อยอดเพื่ อสร างระบบการผลิ ตทางการเกษตรสมั ยใหม ที่ ผสานเข ากั บวิ ทยาศาสตร และเทคโนโลยี ได อย างเหมาะสม ตั วอย างการเพาะปลู กที่ เลื อกมานํ าเสนอในที่ นี้ คื อ การเพาะปลู กผั กจิ๋ วหรื อไมโคร กรี น ด วยเหตุ ผลสํ าคั ญคื อ ผู เรี ยนได ทดลองการปลู กพื ชจริ งที่ มี โอกาสได รั บผลผลิ ตสู ง ใช พื้ นที่ น อย ใช งบประมาณไม มาก และใช เวลาในการเรี ยนรู การทดลอง การทดสอบสั้ น เพื่ อให เหมาะสมกั บ บริ บทของการศึ กษาในห องเรี ยนที่ มี เวลาอย างจํ ากั ด ในสองบทที่ ผ านมาได นํ าเสนอข อมู ลความรู โดยสรุ ปของไมโครกรี น ข อมู ลของเมล็ ดพั นธุ ที่ เลื อกมาเป นตั วอย างในการทํ าความรู จั กและทดลองปลู ก ในบทถั ดมานํ าเสนอข อมู ลเกี่ ยวกั บแสงเที ยม จาก LED ที่ ส งผลต อการเติ บโตของพื ชที่ ใช ไมโครกรี นเป นตั วแทนในการอธิ บาย การสร างระบบ กํ าเนิ ดแสงเที ยมที่ เลื อกสี และความสว างได มาถึ งบทนี้ เป นการทดสอบเกี่ ยวกั บคุ ณภาพของแสงสี ที่ มี ผลต อการสั งเคราะห ด วยแสงของ ไมโครกรี น เพื่ อนํ าไปใช ประกอบในการศึ กษาพฤติ กรรมของไมโครกรี นเมื่ อได รั บแสงสี ต างๆ ต อไป ผู เรี ยนจะได เห็ นถึ งความสั มพั นธ รั บรู และหาบทสรุ ปเพื่ อนํ าความรู ไปต อยอดพั ฒนากั บการเพาะปลู กพื ช อื่ นๆ ได ต อไป อาจนํ าไปสู เป าหมายในภาพใหญ ของการพั ฒนาเกษตรกรรมของประเทศ นั่ นคื อการ พั ฒนาระบบเกษตรกรรมอั จฉริ ยะหรื อสมาร ตฟาร ม (smart farm) ที่ มี การเชื่ อมต อกั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต เพื่ อดู ตรวจสอบสภาพแวดล อม และควบคุ มกระบวนการผลิ ต การเพาะปลู กให มี ประสิ ทธิ ภาพ และก อ ความยั่ งยื นในอาชี พให กั บเกษตรกรและผู เกี่ ยวข องทั้ งระบบในท ายที่ สุ ด 14.1 ทํ าไมต องแสงเที ยมจาก LED ? * เนื้ อหาในหั วข อนี้ อ างอิ งจาก http://www.growlaboratory.com/th/blog/whatisppfd การนํ าหลอดไฟมาเป นแหล งกํ าเนิ ดแสง เพื่ อใช ปลู กพื ชแทนแสงจากดวงอาทิ ตย นั้ นมี มานาน แล ว ในอดี ตใช หลอด HID ที่ ย อมาจาก High intensity Discharge ซึ่ งแยกย อยออกมาได อี ก 2 ชนิ ด ชนิ ดแรกคื อ หลอดไฟ HPS (High pressure Sodium) มี ลั กษณะดั งรู ปที่ 14-1 และชนิ ดที่ สองคื อ หลอด ไฟ MH (Metal Halide) ลั กษณะดั งรู ปที่ 14-2
184 KidBrightIoT รู ปที่ 14-1 ลั กษณะของหลอดไฟ HPS ที่ ป จจุ บั นยั งคงใช ในการให แสงสว างบนถนน (ภาพจาก https://www.ledgrowshop.eu/hps-lamps/powerplant-super-hps-lamp-600w และ https://www.carthrottle.com/post/this-is-why-street-lights-are-orange) รู ปที่ 14-2 ลั กษณะของหลอดไฟ MH มั กใช ในสนามกี ฬาขนาดใหญ (ภาพจาก https://www.lowes.com/pd/Southwire-400w-Metal-Halide-Replacement-Bulb/5000300613 และ https://sportlightsupply.com/wp-content/uploads/HPS-stadium-lights.jpg)
KidBrightIoT 185 เมื่ อหลอด HPS ทํ างานจะเกิ ดความร อนสู ง ให แสงสี เหลื องและใช กระแสไฟฟ ามาก ซึ่ งเป น หลอดที่ ไม ประหยั ดไฟ ด วยคุ ณสมบั ติ การให แสงสี เหลื องจึ งถู กนํ าไปใช ในการให แสงสว างบนถนน ต อมาเมื่ อมี การผลิ ตหลอดไฟ LED ที่ มี อั ตราการส องสว างสู งเพี ยงพอ จึ งนํ าไปติ ดตั้ งทดแทนหลอด HPS มากขึ้ น สํ าหรั บในการเลี้ ยงพื ช แสงจากหลอด HPS ประกอบไปด วยสเปกตรั มของแสงสี แดง และเหลื องเป นหลั ก หลอด HPS จึ งถู กนํ ามาใช ในการปลู กไม ดอกหรื อช วงการทํ าดอก (flowering phrase) เนื่ องจากแสงเหลื องๆ ส มๆ นี่ คื อแสงที่ คล ายกั บสภาพแวดล อมในช วงก อนฤดู หนาว แสง ลั กษณะนี้ จึ งเป นการหลอกต นไม ให เตรี ยมขยายพั นธุ ต นไม จึ งเร งออกดอก ส วนหลอดไฟชนิ ด HM เวลาทํ างานจะให แสงสี ขาวที่ มี ความสว างสู งมาก จึ งนิ ยมใช ในสนาม กี ฬาขนาดใหญ แสงจากหลอด MH มี สเปกตรั มของแสงสี นํ้ าเงิ นค อนข างสู งจึ งเหมาะกั บการนํ ามา ใช ในการนํ ากระตุ นทํ าใบของพื ช เช น ไม ใบ, ผั กใบเขี ยว, ต นบอนไซ หรื อแม แต การใช ปลู กไม ดอก ในระยะทํ าใบ (vegetative phrase) อย างไรก็ ตาม แม ว าหลอดไฟทั้ งสองชนิ ดนี้ จะให แสงที่ นํ ามาใช ปลู กต นไม ได แต นั่ นไม ได หมายความว า ปลู กได ดี และมี ประสิ ทธิ ภาพ หลอดไฟเหล านี้ สามารถเปล งแสงออกมามหาศาลได แต ก็ มี แสงจํ านวนมหาศาลที่ ต นไม นํ าไปใช งานไม ได เช นกั น ในขณะที่ การใช แสงเที ยมจาก LED ในการ ปลู กต นไม นั้ น ผู ใช งานสามารถควบคุ มสเปกตั มแสงให ตกอยู ในช วงที่ พื ชนํ าไปใช งานได เต็ มที่ ดั งนั้ น เมื่ อเที ยบกั บปริ มาณแสงที่ พื ชสามารถนํ าไปสั งเคราะห ได แล ว LED จะใช พลั งงานน อยกว าหลอดแบบ HPS และ MH เป นอย างมาก 14.2 พารามิ เตอร ของแสงเที ยมที่ ควรรู * * เนื้ อหาในหั วข อนี้ อ างอิ งจาก http://www.growlaboratory.com/th/blog/whatisppfd เพื่ อที่ จะบอกถึ งคุ ณภาพของแสงที่ มี ผลต อการสั งเคราะห ด วยแสงของพื ช นั กวิ ทยาศาสตร จึ ง พยายามคิ ดหาทางวั ดค าพารามิ เตอร ที่ เกี่ ยวข องกั บการใช หลอดไฟเป นแหล งกํ าเนิ ดแสงเที ยมให กั บ พื ช โดยมี พารามิ เตอร ที่ เกี่ ยวข อง 4 ตั ว คื อ PAR, PPF, PPFD และสุ ดท ายคื อ DLI 1. PAR ย อมาจาก Photosynthetically Active Radiation แปลว า การแผ รั งสี ในย านที่ มี ผลต อ การสั งเคราะห ด วยแสงของพื ช ซึ่ งอยู ในช วงความยาวคลื่ น 400 ถึ ง 700 นาโนเมตร ถ าหลอดไฟมี ค า PAR น อย หากนํ าไปส องแสงให พื ช จะเท ากั บว า เสี ยค าไฟฟ าไปโดยเปล าประโยชน เนื่ องจากพื ช สั งเคราะห ด วยแสงได น อยหรื อไม ได เลย ตั วอย างหลอดประเภทนี้ ได แก หลอด UV ที่ ความยาวคลื่ น น อยกว า 400 นาโนเมตร เป นต น
186 KidBrightIoT 2. PPF ย อมาจาก Photosynthetic Photon Flux หมายถึ ง การวั ดแสงจากตั วกํ าเนิ ดแสงว าให ค า PARต อหน วยวิ นาที เป นเท าใด มี หน วยคื อ mol/second หากหลอดไฟที่ มี ค า PPF มากๆ หมายถึ ง หลอด ไฟดวงนั้ นมี ความสามารถในการให แสงได จ ามาก อย างไรก็ ตามค า PPF นี้ ยั งไม สื่ อให เห็ นว า พื ชได รั บ แสงมากหรื อน อยในการนํ าสั งเคราะห ด วยแสง เพราะเป นการวั ดค าในด านของแหล งกํ าเนิ ดแสงเป นหลั ก 3. PPFD ย อมาจาก Photosynthetic Photon Flux Density พารามิ เตอร ตั วนี้ เป นค าที่ สํ าคั ญที่ สุ ดเพราะจะเป นตั วบอกว า โดยแท จริ งแล วพื ชได รั บแสงที่ นํ าไปใช ในกระบวนการสั งเคราะห ด วยแสง มากน อยเพี ยงใด โดยมี หน วยเป น mol/M2/second หรื อ ไมโครโมลต อตารางเมตรต อวิ นาท ีการวั ด ปริ มาณ PPFD คื อผลลั พธ ที่ เกิ ดจากความสามารถในการกระจายแสงในช วงความยาวคลื่ น 400 ถึ ง 700 นาโนเมตร เป นหลั ก โดยรวบรวมประสิ ทธิ ภาพของแหล งกํ าเนิ ดแสง LED ในด านอื่ นๆ เข ามา คํ านวณทั้ งหมด ไม ว าจะเป นความสามารถด านการกระจายแสง, เทคโนโลยี เลนส การวั ดค า PPFD คื อการวั ดค าแสงบริ เวณต นไม นิ ยมวั ดบริ เวณยอดผั กหรื อยอดต นไม มี ความมากน อยแตกต างกั นไป ตามระยะห างจากแหล งกํ าเนิ ดแสง การแจ งค า PPFD ที่ ถู กต องของแหล งกํ าเนิ ดแสงที่ ใช ปลู กต นไม จึ งควรแสดงให เห็ นถึ งค า PPFD ในระยะต างๆ ด วย ไม ใช วั ดค า PPFD ในระยะเพี ยง 10 ซม. แล วนํ า เสนอว า แหล งกํ าเนิ ดแสดงเพื่ อปลู กต นไม นี้ สามารถผลิ ตค า PPFD ได สู ง เพราะในความเป นจริ งแล ว การติ ดตั้ งให LED สํ าหรั บให แสงแก ต นไม มั กห างจากต นไม มากกว า 10 ซม. ดั งนั้ น การทราบว า ถ าต นไม อยู ห างจากไฟปลู กต นไม ในระยะ 30 ซม. 60 ซม. หรื อ 100 ซม. ต นไม ย อมได รั บค า PPFD ที่ แตกต างกั น ดั งนั้ นการทราบค าของ PPFD ที่ ระยะต างๆ จึ งเป นเรื่ องสํ าคั ญ 4. DLIย อมาจาก Daily Light Integral คื อค าของแสงที่ ต นไม ได รั บต อวั น มี หน วยเป น mol/ m2/d หรื อไมโครโมลต อตารางเมตรต อวั น ค านี้ มี ประโยชน มากและควรนํ าไปใช ร วมกั บค า PPFD เนื่ องจากต นไม แต ละประเภทมี ความต องการแสงในแต ละวั นที่ แตกต างกั น ถ าได รั บแสงเพี ยงพอตามที่ ต นไม หรื อพื ชนั้ นต องการ ต นไม ชนิ ดนั้ นก็ สามารถเจริ ญเติ บโตได อย างเต็ มศั กยภาพตามสายพั นธุ เช น ผั กกาดหอมต องการค า DLI เท ากั บ15 ต อวั น ในแง ของการปลู กต นไม ในร มและโรงงานปลู กผั กนั้ น พารามิ เตอร นี้ ถื อว า มี ความสํ าคั ญมากๆ เพราะจะทํ าให ทราบได ว า ควรจะเป ดไฟปลู กต นไม เป นเวลากี่ ชั่ วโมงต อวั น เพื่ อให พื ชได รั บค า DLI เพี ยงพอ ถ าเป ดไฟเกิ นความต องการของพื ช นั่ นก็ คื อ ค าไฟฟ าที่ ต องจ ายไปโดยไม ก อให เกิ ดประโยชน เปรี ยบเที ยบให เห็ นภาพได ว า การวั ดค า PPFD คื อการวั ดปริ มาณ นํ้ าฝนที่ ตกลงมา ณ บริ เวณต นไม จุ ดๆ นั้ น ว ามี ปริ มาณเท าไหร ต อวิ นาที และถ ามี ขั นขนาดใหญ เบอร 15 วางอยู ถ านํ้ าเต็ มขั นใบนี้ เมื่ อไหร นั่ นก็ คื อปริ มาณนํ้ าที่ ต นไม ต นนั้ นต องการในแต ละวั น การนํ าเอาขั นไป รองนํ้ า ณ บริ เวณนั้ น เพื่ อนํ ามาคํ านวณว า ด วยอั ตรานํ้ าฝนขนาดนี้ จะต องใช เวลากี่ ชั่ วโมงเพื่ อที่ นํ้ าในขั น เบอร 15 นี้ จะเต็ ม จึ งพอสรุ ปได ว า ถ าทราบค า PPFD แล ว นํ าค า PPFD มาคํ านวณได ว าจะต องเป ดไฟให แสงปลู กต นไม เป นเวลากี่ ชั่ วโมง เพื่ อให ต นไม ได รั บค า DLI ที่ ต องการในแต ละวั น ค า PPFD จึ งเป นค า ของแสงปลู กต นไม ส วนค า DLI เป นค าที่ ต องการแสงของต นไม ทั้ งสองค านี้ ทํ างานสั มพั นธ กั น
KidBrightIoT 187 14.3 ว ากั นด วยเรื่ อง PPFD จากข อมู ลของพารามิ เตอร ที่ ใช ประเมิ นคุ ณภาพของแสงที่ นํ ามาใช เลี้ ยงต นไม พบว า ค าที่ สํ าคั ญและควรให ความสนใจคื อ ค า PPFD ในการวั ดค า จะต องวั ดใกล ๆ ใบของพื ช เช น ที่ ยอดอ อน หรื อบริ เวณที่ ใบไม ได รั บแสง ทั้ งนี้ ค า PPFD จะเปลี่ ยนแปลงไปตามความห างของแหล งกํ าเนิ ดแสง ในที่ นี้ ก็ คื อ LED ด วยเหตุ นี้ เองการบอกค าปริ มาณ PPFD จึ งจํ าเป นจะต องระบุ คู กั บระยะทางต างๆ ด วย ดั งรู ปที่ 14-3 และตั วอย างปริ มาณค า PPFD จากแหล งกํ าเนิ ดแสงที่ แตกต างกั นเป นดั งตารางที่ 14-1 ค าในตารางนี้ จะช วยให ผู ใช งานสามารถเปรี ยบเที ยบได อย างคร าวๆ ว าปริ มาณค า PPFD จากแหล งกํ าเนิ ดแสดงที่ กํ าลั งสร างหรื อใช งานอยู นั้ น อยู ในระดั บใด น อยไป หรื อมากไป จากนั้ นจึ ง ปรั บค าระยะห าง หรื อปรั บความเข มแสงให มากขึ้ น จนได ค า PPFD ที่ ต องการ รู ปที่ 14-3 ตั วอย างการบอกค า PPFD ที่ ระยะต างๆ ของแหล งกํ าเนิ ดแสง LED สํ าหรั บปลู กพื ช ตารางที่ 14-1 ตั วอย างค า PPFD จากแหล งกํ าเนิ ด แสงที่ แตกต างกั น ต องมี การบอกระยะทางกํ ากั บไว ด วยเสมอ (ที่ มา : https://www. researchgate. net/publication/328065125_Electrodeless_ sulfur_lamp_on_the_basis_of_microwave_ excitation_estimation_of_spectral_effectiveness_ of_ radiation_for_bio-objects) รู ปที่ 14-4 ตั วอย างเครื่ องวั ดแสงที่ มี จํ าหน าย
188 KidBrightIoT ในการวั ดค าแสงในพื้ นที่ ต างๆ โดยปกติ เป นการวั ดค าความส องสว างของแสง ซึ่ งมี หน วยเป น ลั กซ (Lux) จึ งนํ าเครื่ องมื อที่ เรี ยกว า ลั กซ มิ เตอร มี หน าตาดั งรู ปที่ 14-4 มาวั ดค าปริ มาณของความ ส องสว างแสงที่ ตํ าแหน งต างๆ จากนั้ นจึ งนํ าค าที่ ความส องสว างแสงนี้ ไปคํ านวณหาค า PPFD ต อไป การวั ดค า PPFD ในที่ นี้ จะใช ค าความส องสว างแสงในหน วยลั กซ มาทํ าการคํ านวณร วมกั บค า องค ประกอบอื่ นของแสงสี ในแต ละสเปกตรั ม เพื่ ออํ านวยความสะดวกมึ เว็ บไซต ที่ ช วยคํ านวณหา ความสั มพั นธ ระหว างค า Lux กั บค า PPFD ได โดยนํ าค า Lux ที่ อ านได ไปแปลงที่ เว็ ปไซต นี้ https://www.waveformlighting.com/horticulture/convert-lux-to-ppfd-online-calculator จากรู ปที่ 14-5 ป อนค า Lux เท ากั บ 1000 แล วเลื อกแหล งกํ าเนิ ดแสงเป น LED สี แดงและสี นํ้ าเงิ น ความยาวคลื่ น 450 +650 นาโนเมตร เพราะในที่ นี้ ใช LED สี แดงและสี นํ้ าเงิ น จะได ผลลั พธ เป นค า PPFD เท ากั บ 88.73 mol/M2/s รู ปที่ 14-5 เว็ บเพจเครื่ องคํ านวณเพื่ อแปลงค าความส องสว างแสงในหน วยลั กซ (Lux) เป น PPFD
KidBrightIoT 189 14.4 สร างเครื่ องวั ด PPFD อย างง ายด วยบอร ด KidBright32iP ในการทดลองปลู กไมโครกรี น ผู ปลู กสามารถควบคุ มปริ มาณแสงที่ ส องให ไมโครกรี นได โดย ทํ าการวั ดออกมาเป นค า PPFD ซึ่ งเป นตั วบ งบอกถึ งปริ มาณแสงที่ พื ชได รั บในขณะนั้ น หลั กการของ เครื่ องวั ด PPFD เป นดั งรู ปที่ 14-6 14.4.1 เชื่ อมต ออุ ปกรณ ตั วตรวจจั บที่ นํ ามาใช ในงานนี้ คื อ ZX-LUX ที่ ติ ดตั้ งโมดู ลตรวจจั บแสง BH1750 ให ค าออกมาเป น ค าความส องสว างแสงในหน วยลั กซ หรื อเรี ยกสั้ นๆ ว า ค า Lux โดยติ ดต อกั บบอร ด KidBright32iP ผ าน ทางบั ส I2C ผ านจุ ดต อ KB-CHAIN ดั งแสดงในรู ปที่ 14-7 รู ปที่ 14-6 ไดอะแกรมเครื่ องอ านค า PPFD อย างง าย รู ปที่ 14-7 การเชื่ อมต ออุ ปกรณ เพื่ อสร างเครื่ องวั ด PPFD อย างง าย
190 KidBrightIoT 14.4.2 วั ดค าแสงปรั บเที ยบกั บเครื่ องวั ดมาตรฐาน สิ่ งที่ ต องดํ าเนิ นการในลํ าดั บถั ดมาคื อ ต องทํ าการปรั บแต งค าของความส องสว างแสงหรื อค า Lux ที่ อ านได จาก BH1750 ให ใกล เคี ยงกั บเครื่ องมื อวั ดแสงมาตรฐานเสี ยก อน วิ ธี การคื อ (1) สร างโค ดตามโปรแกรมที่ 14-1 แล วอั ปโหลดไปยั งบอร ด KidBright32iP เพื่ ออ านค าจาก BH1750 นํ ามาแสดงที่ ส วนแสดงผล LED 16 x 8 จุ ด (2) นํ า ZX-LUX ไปวั ดค าแสงในพื้ นที่ ที่ ต องการ จากนั้ นบั นทึ กค าที่ วั ดได เก็ บไว โปรแกรมที่ 14-1 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ ออ านค าความส องสว างแสงที่ วั ดได จากโมดู ล BH1750 บนมิ นิ บอร ด ZX-LUX ที่ ติ ดต อผ านบั ส I2C แสดงผลที่ LED 16 x 8 จุ ดบนบอร ด KidBright32iP (3) จั ดหาเครื่ องวั ดแสงหรื อลั กซ มิ เตอร มาตรฐาน (ดั งตั วอย างในรู ปที่ 14-4) มาวั ดค าแสงในจุ ด เดี ยวกั น (4) นํ าค าที่ อ านได จากโมดู ล BH1750 บนมิ นิ บอร ด ZX-LUX ของบอร ด KidBright32iP มา ปรั บเที ยบกั บค าวั ดได จากเครื่ องวั ดแสงมาตรฐานด วยสู ตรคํ านวณดั งนี้ ค าปรั บแต ง = ค า Lux จากบอร ด KidBright32iP / ค า Lux จากเครื่ องวั ดแสงมาตรฐาน อย างไรก็ ตาม ความแตกต างของค า Lux ที่ ได จากการทํ างานของ BH1750 บนมิ นิ บอร ด ZXLUX ควรมี ค าไม ต างจากค าของเครื่ องวั ดมาตรฐานมากนั ก จากการทดสอบพบว า มี ค าต างกั น 20% จึ งทํ าการหารด วยค าปรั บแต งที่ เท ากั บ 1.20
KidBrightIoT 191 (5) นํ าค าปรั บแต งที่ ได ในขั้ นตอนที่ (4) ใส แทนที่ ในช องตั วเลข 1 ของบล็ อก LUX 1 จะได เป นโปรแกรมที่ 14-2 จากนั้ นอั ปโหลดโค ดไปยั งบอร ด KidBright32iP (6) นํ า ZX-LUX ไปวั ดค าแสงในจุ ดเดิ มอี กครั้ ง ค าที่ วั ดได จะเป นค าที่ ได รั บการปรั บเที ยบให ตรงกั บเครื่ องวั ดแสงมาตรฐานแล ว 14.4.3 คํ านวณค า PPFD ขั้ นตอนต อไปเป นการคํ านวณค า PPFD โดยใช ค า Lux ที่ ได จากขั้ นตอนที่ (6) ในหั วข อที่ ผ านมา ทํ าได 2 วิ ธี คื อ วิ ธี ที่ 1 นํ าค า Lux ที่ วั ดได แปลงเป นค า PPFD ผ านเว็ บเพจ https://www.waveformlighting.com/horticulture/convert-lux-to-ppfd-online-calculator วิ ธี ที่ 2 ใช ค าคงที่ ที่ ได จากการหารค า PPFD ที่ ค า Lux 1000 จากรู ปที่ 14-5 ด วยค า lux = 1000 จะได ค าคงที่ เป น 88.73/1000 = 0.08873 นั่ นหมายความว า เมื่ ออ านค าจากโมดู ล BH1750 ได เท าใด ทํ าการคู ณด วย 0.08873 ผลลั พธ ที่ ได จะเป นค า PPFD ในที่ นี้ เลื อกการคํ านวณค าในวิ ธี ที่ 2 โดยนํ าค าคงที่ ของการแปลงค ามาบรรจุ ลงในโปรแกรมที่ 14-3 เนื่ องจากระบบตั วเลขของโปรแกรม KidBright IDE กํ าหนดให มี ความละเอี ยดทศนิ ยม 2 ตํ าแหน ง ดั งนั้ นค าคงที่ 0.08873 จึ งถู กป ดขึ้ นเป น 0.09 เพื่ อนํ าไปป อนลงในโปรแกรม โปรแกรมที่ 14-2 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ ออ านค าความส องสว างแสงที่ วั ดได จากโมดู ล BH1750 บนมิ นิ บอร ด ZX-LUX ที่ ติ ดต อผ านบั ส I2C ที่ มี การเพิ่ มค าปรั บแต ง ทํ าให ค าแสงที่ วั ดได และนํ ามา แสดงผลที่ LED 16 x 8 จุ ดของบอร ด KidBright32iP เป นค าที่ ตรงกั บเครื่ องวั ดแสงมาตรฐาน
192 KidBrightIoT สร างโค ดตามโปรแกรมที่ 14-3 อั ปโหลดไปยั งบอร ด KifdBright32iP จากนั้ นนํ าไปวั ดค าแสง ในบริ เวณเดิ ม ค าที่ ได จะเป นค า PPFD ตามที่ ต องการ นั บจากนี้ ผู พั ฒนาจะได เครื่ องวั ดค า PPFD พร อมสํ าหรั บการนํ าไปใช วั ดค าแสงในการเพาะ เลี้ ยงไมโครกรี น เพื่ อนํ าค า PPFD ไปใช เป นข อมู ลเพื่ อประเมิ นผลการเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นต อไป โปรแกรมที่ 14-3 โปรแกรมสํ าหรั บบอร ด KidBright32iP เพื่ อแสดงค า PPFD จากการอ านค าความส องสว าง มาจากโมดู ล BH1750 บนมิ นิ บอร ด ZX-LUX ที่ ส วนแสดงผล LED 16 x 8 จุ ด ทํ าให บอร ด KidBright32iP กั บมิ นิ บอร ด ZX-LUX ทํ างานเป นเครื่ องวั ด PPFD อย างง ายสํ าหรั บใช วั ดค าแสงในการเพาะเลี้ ยงไมโครกรี น
KidBrightIoT 193 KidBright ในหนั งสื อเล มนี้ มี จุ ดประสงค นํ าเสนอแนวทางการเรี ยนรู เพื่ อประยุ กต ใช งานระบบสมองกลฝ งตั ว กั บงานด านเกษตรกรรม เพี่ อให เยาวชนและผู สนใจทั่ วไปได รั บความรู และสามารถต อยอดเพื่ อสร างระบบ การผลิ ตทางการเกษตรสมั ยใหม ที่ ผสานเข ากั บวิ ทยาศาสตร และเทคโนโลยี ได อย างเหมาะสม ตั วอย างการ เพาะปลู กที่ เลื อกมานํ าเสนอในที่ นี้ คื อ การเพาะปลู กผั กจิ๋ วหรื อไมโครกรี น ด วยเหตุ ผลสํ าคั ญคื อ ผู เรี ยนได ทดลองการปลู กพื ชจริ งที่ มี โอกาสได รั บผลผลิ ตสู ง ใช พื้ นที่ น อย ใช งบประมาณไม มาก และใช เวลาในการ เรี ยนรู การทดลอง การทดสอบสั้ น เพื่ อให เหมาะสมกั บบริ บทของการศึ กษาในห องเรี ยนที่ มี เวลาอย างจํ ากั ด ในบทที่ 12 นํ าเสนอข อมู ลความรู โดยสรุ ปของไมโครกรี น ข อมู ลของเมล็ ดพั นธุ ที่ เลื อกมาเป น ตั วอย างในการทํ าความรู จั กและทดลองปลู ก บทที่ 13 นํ าเสนอข อมู ลเกี่ ยวกั บแสงเที ยมจาก LED ที่ ส งผลต อการเติ บโตของพื ชที่ ใช ไมโคร กรี นเป นตั วแทนในการอธิ บาย การสร างระบบกํ าเนิ ดแสงเที ยมที่ เลื อกสี และความสว างได บทที่ 14 รู จั กกั บค าพารามิ เตอร ของแสงที่ มี ผลต อการสั งเคราะห ด วยแสงของพื้ น โดยเฉพาะ อย างยิ่ งกั บค าความหนาแน นของอนุ ภาคแสงที่ พื ชได รั บเพื่ อการสั งเคราะห ด วยแสงหรื อ PPFD นํ าไป สู การสร างเครื่ องวั ดค า PPFD อย างง ายด วยบอร ด KidBright32iP กั บมิ นิ บอร ดวั ดความส องสว างแสง เพื่ อนํ าไปใช ประกอบในการศึ กษาพฤติ กรรมของไมโครกรี นเมื่ อได รั บแสงสี ต างๆ ต อไป ในบทนี้ เป นการนํ าข อมู ลจากทั้ ง 3 บทก อนหน านี้ (บทที่ 12 ถึ ง 14) มาประกอบกั นเพื่ อทดลอง พั ฒนาระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง เพื่ อให เห็ นถึ งความสั มพั นธ รั บรู และหาบทสรุ ปเพื่ อนํ า ความรู ไปต อยอดพั ฒนากั บการเพาะปลู กพื ชอื่ นๆ ได ต อไป 15.1 ภาพรวมของตั วอย างระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง ในรู ปที่ 15-1 เป นไดอะแกรมแนวคิ ดอย างง ายของระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง โดยผู เรี ยนสามารถนํ าแนวทางนี้ ไปสร างกล องทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสงได ในระบบจะติ ดตั้ งแถบ LED 3 สี โปรแกรมได เพื่ อขั บแสงเที ยมไปยั งไมโครกรี นที่ เริ่ มมี ลํ าต นและใบออกมาแล ว มี ตั วตรวจจั บ ความชุ มชื้ นในดิ นเพื่ อตรวจสอบสภาพดิ นแจ งกลั บไปยั งส วนควบคุ มซึ่ งก็ คื อบอร ด KidBright32iP
194 KidBrightIoT บอร ด KidBright32iP จะทํ าการแจ งเตื อนสภาวะของดิ นแห งด วยการขั บเสี ยงสั ญญาณออกทาง ลํ าโพง และส งสั ญญาณขั บ LED เพื่ อแจ งเตื อนด วยอี กทางหนึ่ ง อาจนํ าแนวคิ ดนี้ ไปต อยอดเพื่ อสร าง โรงเรื อนเพาะปลู กพื ชในตระกู ลได ๆ 15.2 แนวทางเตรี ยมการใช งานตั วตรวจจั บความส องสว างแสง ในกล องทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง เพื่ อให การวั ดค า PPFD ในระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นมี ความแม นยํ าและทนต อสภาพแวดล อม ในการทํ างานที่ มี ทั้ งนํ้ า ฝุ น และความชื้ น จึ งขอแนะนํ าให ทํ าการเตรี ยมความพร อมใช งานให กั บมิ นิ บอร ด ตั วตรวจจั บความส องสว างแสง ZX-LUX ให รองรั บการทํ างานได อย างเหมาะสม สิ่ งที่ แนะนํ าให ดํ าเนิ นการคื อ บรรจุ มิ นิ บอร ด ZX-LUX ลงกล องพลาสติ กใส แล วเจาะช องเพื่ อ ให สายสั ญญาณลอดออกมา แล วใช ดิ นนํ้ ามั นติ ดเข ากั บช องที่ ให สายสั ญญาณลอดออกมา เพื่ อ ประโยชน 2 ประการคื อ กั นนํ้ าเข า และช วยให จุ ดสายสั ญญาณมี ความมั่ นคง ก อนนํ าไปต อกั บบอร ด KidBright32iP ดั งแสดงแนวทางตามรู ปที่ 15-2 รู ปที่ 15-1 ไดอะแกรมแนวคิ ดอย างง ายของระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง
KidBrightIoT 195 หากหากล องพลาสติ กใสไม ได อาจใช ถุ งซิ ป โดยนํ ามิ นิ บอร ด ZX-LUX บรรจุ ลงในถุ ง หาก ใช ถุ งชิ ป ให ทํ าการรี ดป ดปากถุ งให สนิ ทที่ สุ ด แล วใช เทปใสป ดเพื่ อเพิ่ มโอกาสในการป องกั นละออง นํ้ า ส วนบริ เวณที่ สายสั ญญาณลอดออกมา อาจใช ลวดเย็ บเพื่ อบั งคั บตํ าแหน งสาย แล วใช เทปใสติ ด เพื่ อป ดเพิ่ ม ดั งรู ปที่ 15-3 หรื ออาจใช ถุ งพลาสติ กใส โดยนํ ามิ นิ บอร ด ZX-LUX บรรจุ ลงในถุ ง ทํ าการป ดปากถุ งด วยการ ใช หนั งยางรั ดไปพร อมกั นสายสั ญญาณให แน นพอสมควร ดั งรู ปที่ 15-4 วิ ธี การนี้ ง ายที่ สุ ด แต อาจมี ไอนํ้ า เกิ ดขึ้ นในระหว างการใช งานได จึ งอาจต องหมั่ นเปลี่ ยนถุ งพลาสติ กในระหว างการทดลองใช งาน ในรู ปที่ 15-5 แสดงแนวทางในการใช งานตั วตรวจจั บแสงในกล องทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี น ด วยแสง รู ปที่ 15-2 เพื่ อป องกั นไม ให ตั วตรวจจั บแสงเสี ยหายจากสภาพแวดล อม จึ งแนะนํ าให ติ ดตั้ งมิ นิ บอร ด ตั วตรวจจั บ ZX-LUX ลงในกล องพลาสติ กใสเพื่ อป องกั นนํ้ าก อนนํ าไปใช งานจริ ง รู ปที่ 15-3 การใช ถุ งซิ ปเพื่ อปกป องมิ นิ บอร ดตั วตรวจจั บความส องสว างแสง ZX-LUX เมื่ อนํ ามาใช ในกล อง ทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง
196 KidBrightIoT รู ปที่ 15-4 การใช ถุ งพลาสติ กในการปกป องมิ นิ บอร ดตั วตรวจจั บความส องสว างแสง ZX-LUX เมื่ อนํ ามาใช ใน กล องทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง รู ปที่ 15-5 การทดลองปลู กไมโครกรี น โดยนํ าเครื่ องวั ดค า PPFD มาวั ดเพื่ อศึ กษาผลกระทบที่ เกิ ดขึ้ น เมื่ อระยะห างของแสงเที ยมจาก LED เปลี่ ยนไปซึ่ งส งผลต อค า PPFD
KidBrightIoT 197 15.3 เตรี ยมการทดสอบด วยการสร างกล องเพาะเลี้ ยงไมโครกรี น 15.3.1 เกี่ ยวกั บกล องเพาะเลี้ ยง จากความรู ที่ ทราบแล วว า แสงสี ต างๆ มี ส วนในการเจริ ญเติ บโตของพื ชได เพราะพื ชต องการ แสงในการสั งเคราะห ด วยแสงเพื่ อสร างสารอาหารที่ จํ าเป นต อการเจริ ญเติ บโต จึ งนํ ามาสู การออกแบบ และสร างกล องทดลองเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสงซึ่ งควบคุ มด วยบอร ด KidBright32iP โดย ภาพร างแนวคิ ดของระบบนี้ แสดงดั งรู ปที่ 15-6 ประกอบด วยกล องทึ บแสง ภายในประกอบด วยแก ว หรื อถาดพลาสติ กที่ มี การเพาะไมโครกรี น โดยต องเติ บโตมี ลํ าต นและใบงอกออกมาแล ว ฉี ดพรมนํ้ า ด วยกระบอกฉี ดนํ้ า ที่ ด านบนของกล องติ ดตั้ งแถบ LED โปรแกรมได ไว เหนื อถาดเพาะเลี้ ยง โดยมี การวั ดระยะความสู งระหว างแถบ LED กั บขอบถาดเพาะเลี้ ยง ขณะเดี ยวกั นก็ มี ตั วตรวจจั บความส อง สว างแสงติ ดตั้ งไว ด วย เพื่ อใช วั ดค า PPFD ของแสงในขณะนั้ น นอกจากนี้ ยั งมี ตั วตรวจวั ดความชุ ม ชื้ นในดิ นป กไว ในถาดเพาะเลี้ ยงที่ มี ดิ นสํ าหรั บเพาะไมโครกรี น หากดิ นมี ความชุ มชื้ นน อยกว าค าที่ ตั้ ง ไว จะขั บ LED ให สว างพร อมขั บเสี ยงเพื่ อแจ งเตื อน ต องฉี ดนํ้ าเพิ่ มลงในถาดเพาะเลี้ ยงโดยเร็ วต อไป ตั วกล องทึ บแสงอาจใช กล องกระดาษใบใหญ เจาะรู เพื่ อนํ าสายสั ญญาณต างๆ ออกมาด าน นอก หลั งจากอั ปโหลดโค ดให กั บบอร ด KidBright32iP แล วให เปลี่ ยนการจ ายไฟมาใช อะแดปเตอร USB 5V แทน เนื่ องจากการทดลองบั นทึ กค าและผลการทํ างานมี ระยะเวลานานเป นสั ปดาห การใช อะแดปเตอร 5V มาเป นแหล งจ ายไฟจะสะดวกและคล องตั วมากกว า รู ปที่ 15-6 ภาพร างโครงสร างของกล องเพาะเลี้ ยงไมโครกรี น
198 KidBrightIoT 15.3.2 การเชื่ อมต อทางฮารดแวร ในรู ปที่ 15-7 แสดงการเชื่ อมต อของอุ ปกรณ อิ เล็ กทรอนิ กส เพื่ อให สอดคล องกั บแนวคิ ดของ ระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสงในรู ปที่ 15-6 แถบ LED โปรแกรมได ZX-RGB8S ต อกั บจุ ดต อพอร ต O1 ของ KidBright32iP มิ นิ บอร ด ZX-LED สํ าหรั บแจ งเตื อนดิ นแห งต อกั บจุ ดต อพอร ต O2 ของ KidBright32iP มิ นิ บอร ด ZX-LUX ต อกั บจุ ดต อ KB-CHAIN ของ KidBright32iP ส วนแสดงผล LED 16 x 8 จุ ดของบอร ด KidBright32iP ใช แสดงค า PPFD 15.3.3 สร างโค ดควบคุ มการทํ างาน ใช โปรแกรม KidBright IDE ที่ ติ ดตั้ งปลั๊ กอิ น iRGBLED, BH1750, iTerminal และ iPORT เพื่ อสร างโค ดตามโปรแกรมที่ 15-1 จากนั้ นอั ปโหลดโค ดไปยั งบอร ด KidBright32iP เพื่ อทดสอบการ ทํ างาน รู ปที่ 15-7 แสดงการเชื่ อมต อฮาร ดแวร กั บบอร ด KidBright32iP เพื่ อสร างระบบเพาะเลี้ ยงไมโครกรี นด วยแสง