เซ็นเซอร์วัด ความชื้นดิน

เ ซ็น เ ซ อ ร์วัด
ค ว า ม ชื้ น ดิ น




นวัตกรรมอัจฉริยะควบคุม
การให้น้ำพืช

ธันวาคม 2022

21/12

พืชต้องการน้ำแต่ละช่วง
การเจริญเติบโตไม่เท่ากัน

พืชแต่ละชนิดมีความต้องการในการใช้น้ำในแต่ละ
ช่วงระยะการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันการที่เรา
ทราบความต้องการน้ำในแต่ะช่วงของการเจริญ
เติบโตของพืชที่ปลูกจะช่วยให้เกษตรกรลดความ
เสียหายจากพืชขาดน้ำได้สามารถกำหนดเวลาการ
ให้น้ำตามความต้องการของพืชเกษตรกรใช้น้ำ
น้อยลงลดอัตราการสูญเสียน้ำไปโดยเปล่า
ประโยชน์ได้

นวัตกรรมควบคุมการให้น้ำ
ตามความต้องการพืช ลด
การใช้น้ำโดยเปล่าประโยชน์

“การให้น้ำพืชส่วนใหญ่จะให้ตามความ
รู้สึก คือ ให้น้ำเท่าที่อยากจะให้ ไม่ได้
คำนึงว่าพืชจะต้องการน้ำเท่าไหร่ ส่วน
ใหญ่แล้วจะเป็นการให้น้ำมากเกินความ
ต้องการของพืชด้วยซ้ำไปซึ่งก็เป็นการ
สูญเสียน้ำไปเปล่าๆ

"หากเรารู้ว่าดินบริเวณที่เพาะปลูกเป็น
ดินชนิดไหน ดินเหนียว ดินร่วน หรือ
ดินทรายดินมีความสามารถในการเก็บ
ความชื้น เก็บกักน้ำได้เท่าไหร่แล้วใช้
ร่วมกับเซนเซอร์วัดความชื้นดินจะ
สามารถช่วยวางแผนการใช้น้ำ
ประหยัดน้ำได้ และได้ผลผลิตเพิ่มขึ้น”

วางแผนการใช้แบบน้ำชลประทานไร่นา ควบคุม
ความชื้นดินในเขตรากพืช

คือการควบคุมความชื้นในดินให้อยู่ในระหว่างจุดเหี่ยวเฉาถาวร (PWP)กับ
ความชื้นชลประทาน(Fc)ซึ่งเป็นช่วงความชื้นที่พืชสามารถดูดน้ำนำไปใช้ได้
โดยที่การให้น้ำพืชเมื่อความชื้นในดินลดลงใกล้จุดเหี่ยวเฉาถาวร ส่วนจะให้
ลดลงใกล้มากหรือน้อยแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับความสามารถในการอุ้มน้ำของ
ดิน ความสามารถในการทนแล้งของพืช และสภาพภูมิอากาศ เช่น ความ
แห้งแล้งหรือความชุ่มชื้น ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่มีอิทธิพลต่อการ
ใช้น้ำของพืช

ระดับความชื้นชลประทาน

ระดับความชื้น
ที่ยอมให้พืชนำไปใช้ได้

ระดับความชืั้นที่พืช ความชื้นที่จุดวิกฤต
นำไปใช้ได้
ระดับความชืั้นที่จุด
เหี่ยวเฉาถาสร

ค่าความชื้นชลประทานและความชื้นที่
จุดเหี่ยวเฉาของดินชนิดต่างๆ

เ นื้้ อ ดิ น ความชื้นประทาน ค ว า ม ชื้ น ที่ จุ ด
เ หี่ ย ว ถ า ว ร ( P W P )
ดิ น ท ร า ย
ดิ น ร่ว น % โดย มิลลิเมตร % โดย มิลลิเมตร
ปนทราย น้ำหนัก เมตร/เมตร น้ำหนัก เมตร/เมตร

ดิ น ร่ว น 9 149.5 4 66

ดิ น ร่ว ป น 14 210 6 90
เ ห นี ย ว
22 308 10 140
ดิ น ร่ว น
ปนทราย 27 364 13 175
ดิ น เ ห นี ย ว 31 403 15 195
35 437 17 212.5

โดยทั่วไป ยอมให้ความชื้นในดินลดลง 50-75% ของ
ความชื้นที่พืชดูดเอาไปใช้ได้ ส่วนความชื้นที่เหลือในดิน
หลังจากที่พืชดูดเอาความชื้นที่ยอมให้พืชดูดไปใช้ได้ไป

หมดแล้วคือ ความชื้นที่จุดวิกฤติ

ผลงานฝีมือคนไทย การให้น้ำแก่พืชจะต้องเริ่มทำเมื่อ
คุณภาพเทียบเท่าของต่าง ความชื้นในดินลดลงถึงจุดวิกฤติ
ประเทศ และปริมาณน้ำที่ให้จะต้องมากพอที่
จะเพิ่มความชื้นในดิน

ให้ถึงความชื้นชลประทานซึ่งหากให้น้ำไม่ทันจน
ทำให้ความชื้นในดินลดต่ำลงกว่าความชื้นที่จุด
วิกฤติพืชอาจจะเสียหายได้ การทีเราจะทราบได้
ว่าความชื้นในดินถึงจุดวิกฤติหรือยังนั้น
สามารถตรวจวัดความชื้นในดินบริเวณเขตราก
พืชได้ ซึ่งทำได้อยู่ 3 วิธี คือ
1การวัดความชื้นในดินด้วยการชั่งน้ำหนัก
2การวัดความชื้นโดยดูลักษณะและความรู้สึก
สัมผัส
3การวัดด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ด้วย
เซนเซอร์วัดความชื้นของดินนั้นเอง
“ความสัมพันธ์ระหว่างดิน น้ำ และพืช พบว่า
ผลผลิตจะลดลงหากพืชขาดน้ำในช่วงออกดอก
ซึ่งเป็นระยะที่พืชต้องสะสมธาตุอาหาร เพื่อใช้
เลี้ยงดอกมากที่สุดในช่วงระยะของการเจริญ
เติบโต

ผลงานเซนเซอร์วัดความชื้นดินของ
ดร.โอภาส ทำหน้าที่ในการตรวจวัดเพื่อ
บอกระยะระดับความชื้นสูงสุด ต่ำสุดที่
พืช ที่ดินสามารถเก็บน้ำไว้ได้ เครื่อง
วัดความชื้นระบบTDR (Time
Domain Response)เป็นเครื่องมือ
วัดความชื้นที่มีความแม่นยำมาก และมี
ราคาไม่แพงเหมือนกับของที่นำเข้า
จากต่างประเทศ

คุณสมบัติทางด้านเทคนิคของเครื่อง

คือ มีช่วงการวัดที่ 0-90%มีค่าความถูกต้อง: +/- 3%ความ
ละเอียด0.5%สามารถใช้งานในช่วงอุณหภูมิ 20-50 องศาเซลเซียสส่วน
สัญญาณที่ได้จากเซนเซอร์นั้นจะเป็นแรงดันไฟฟ้าในช่วง0.5 -4 วัตต์(แรงดัน
ไฟฟ้าที่ใช้ 5โวลต์)ตัวเซ็นเซอร์จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ที่ความถี่ 13
เมกกะเฮิร์ต คล้ายคลื่นโทรศัพท์มือถือ การออกแบบภายนอกของเครื่อง
เซนเซอร์ทำจากเรซิน มีความทนทาน สามารถนำไปปักในดินและใช้งานได้
ยาวนาน ทนทานต่อสภาพอากาศที่ร้อนและชื้นได้ดี ป้องกันการกัดทำลายของ
สัตว์ต่างๆ ได้ ส่วนขาของตัวเซนเซอร์ที่ยาวออกมา 2 ขานั้น เรียกว่าแท่ง
เซนเซอร์มีความยาว 3เซนติเมตร ทำจากสแตนเลส ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ
ส่วนการใช้งานนั้น ก็จะปักลงไปในดินเพื่อวัดความชื้นดิน สามารถอยู่ในดินได้
นานๆ โดยไม่เกิดสนิม เซนเซอร์จะเป็นแค่ตัววัดที่แสดงค่าเป็นตัวเลข แต่ถ้าจะ
ใช้งานต้องไปเชื่อมต่อกับระบบแจ้งเตือนแบบไหนก็ได้ สนนราคาอยู่ที่อันละ
1,000บาท

ความแรงของคลื่นเปลี่ยนไปตามความชื้นดิน

เซนเซอร์ระบบTDR จะส่งคลื่นเป็นรัศมี 5 เซนติเมตรในดิน และวัดคลื่นสะท้อน
กลับมาว่าเปลี่ยน แปลงไปอย่างไร ซึ่งขึ้นอยู่กับความชื้นในดินการกระจายของ
คลื่นก็จะต่างกัน ความแรงของคลื่นจะเปลี่ยนไปตามความชื้น เหมือนคลื่น
โทรศัพท์มือถือ ถ้าอยู่ในที่โล่งสัญญาณก็จะกระจายไปได้ไกล เมื่อความชื้นใน
ดินเปลี่ยนไป คลื่นที่สะท้อนกลับมาก็เปลี่ยนไป และเป็นการวัดเพื่อประยุกต์ว่า
ความชื้นระดับนั้นต้องรดน้ำในปริมาณเท่าไร. พื้นที่ตรวจสอบความชื้นในดิน จะ
ดูได้บริเวณรอบๆ เครื่องเซ็นเซอร์ แต่หากเป็นพื้นผืนที่ใหญ่ และบริเวณนั้นให้
น้ำคล้ายคลึงกัน เป็นที่ดินเดียวกัน ดินบริเวณนั้นจะไม่ต่างกันมาก จึงสามารถ
สุ่มวัดความชื้นและกะประมาณดูได้ เซนเซอร์จะวัดบริเวณที่ติดตั้งเท่านั้น ถ้า
พื้นที่เพาะปลูกนั้นเป็นดินที่มีลักษณะเหมือนกัน ให้น้ำเท่าๆ กัน ก็สามารถใช้
เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินเป็นตัวแทนวัดในหนึ่งแปลงนั้นได้เลย อาจจะ 5 ไร่
10 ไร่ก็ได้

คุณสมบัติทางด้านเทคนิคของเครื่อง

การพัฒนาระบบวัดความชื้นในดิน เป็นระบบที่มีเซ็นเซอร์วัดความชื้นอุปกรณ์
ส่งข้อมูลวัด ระบบส่งข้อมูลแบบไร้สายด้วยคลื่นวิทยุ และแหล่งจ่ายพลังงาน
จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 10 วัตต์ เป็นตัวจ่ายไฟ ใช้ไฟไม่มาก ค่าที่วัดได้
จะส่งไปไร้สายไปยังเซ็นเตอร์ที่เป็นระบบเก็บข้อมูลอีกทีขึ้นมาใช้งานในแปลง
ทดลองด้วย

“เป้าหมายของการใช้เซนเซอร์นี้เพื่อช่วยเพิ่มผลผลิต ประหยัดน้ำ และ
พลังงานด้วยเทคโนโลยีง่ายๆ สามารถใช้งานครอบคลุมพื้นที่การเกษตรขนาด
ใหญ่ได้ ราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับของที่นำเข้าจากต่างประเทศ หากต้องการ
ประหยัดน้ำให้มากขึ้นไปอีก วิธีการก็คือแทนที่จะรดน้ำให้อยู่ในระดับสูงสุด ที่
อาจจะเกินความต้องการของพืช เราสามารถลดการให้น้ำพืชลงมาด้วยเครื่อง
เซ็นเซอร์นี้

มีความเป็นไปได้สูงว่า ในอนาคตการวัดอุณหภูมิ ความชื้นใน วัดความเร็วลม
ทิศทางลม หรือวัดปริมาณน้ำฝนนั้นอาจไม่จำเป็นต้องดูอีกเลยก็ได้หากเจ้า
เครื่องเซนเซอร์วัดความชื้นดินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เพราะ
จริงๆ แล้วการวัดทั้งหมดนี้เป็นเพียงการเก็บข้อมูลเพื่อดูว่ามีน้ำอยู่ในดินเท่า
ไหร่ เพื่อที่จะนำไปคำนวณว่าปีนี้จะต้องให้น้ำพืชเท่าไหร่ แต่สำหรับตัวเซ็นเซอร์
วัดความชื้นดินนี้จะช่วยให้เราสามารถจัดการการให้น้ำและการปลูกพืชได้
ทั้งหมดได้โดยใช้แค่เซนเซอร์วัดความชื้นดินเท่านั้น"