Soil Stick ตอนที่ 4.1: ทดสอบวัดความชื้นในดินทรายที่ความลึก 5cm และ 15cm

สวัสดีครับ! จากความเดิมตอนที่แล้ว [Soil Stick ตอนที่ 3: การทดสอบกับดินลักษณะต่างๆ] ผมได้ทดลองวัดความชื้นในดินที่มีลักษณะต่างๆ เพื่อสังเกตว่า Soil Stick นั้นอ่านค่าจากดินหลายรูปแบบรวมถึงสารละลายตัวอย่างแล้ว ได้ผลเป็นอย่างไร ส่วนในบทความตอนนี้ ผมจะมาทดลองวัดค่าความชื้นในดินทราย เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงและอัตราการซึมน้ำของดินตัวอย่าง (ณ ที่นี้ผมจะใช้เป็นดินทรายก่อสร้าง)

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองครั้งนี้ ได้แก่

• กระบอกน้ำแบบใส เจาะใต้กระบอกให้พรุน เพื่อให้น้ำระบายออกได้
• Soil Stick 2 ชุด
• หัวน้ำหยดพร้อมสายต่อ
• Arduino uno Board
• น้ำเปล่า+สีผสมอาหาร (สีเขียว)
• ทราย

ทรายที่นำมาใช้ในการทดลองครั้งนี้ผมซื้อมาจากร้านวัสดุก่อสร้าง เป็นส่วนผสมของทรายหยาบ ทรายละเอียด ทรายแป้ง และกรวดขนาดเล็กปะปนกันมา ผมนำทรายนี้ไปตากวางผึ่งกลางแดดก่อนนำมาทำการทดลองครับ (แต่ไม่ได้ตากจนแห้งมากเหมือนที่ใช้ในการทดลองตอนที่ 3 นะครับ)

ตามลำดับ: ลักษณะทรายที่ใช้ในการทดลอง, การติดตั้งเซ็นเซอร์ Soil Stick, ชุดการทดลอง

ถมทรายลงไปในกระบอกน้ำจนถึงระดับที่สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ได้ จากนั้นปัก Soil Stick ลงไปที่ระดับความลึก 15 cm ก่อน (ตามภาพ) จากนั้นใส่ทรายเพิ่มจนได้ระดับ ก็ปักตัวที่สองลงไป ณ จุด 5 cm (ผู้เขียนแปะแถบสเกลไว้ด้วย ใช้หน่วยเป็นเซนติเมตร หรือ cm ครับ)

ลักษณะการให้น้ำ

วิธีการทดลอง ผมจะค่อยๆ เติมน้ำลงไปในดินทรายตัวอย่างโดยใช้หัวน้ำหยด วัดค่าและบันทึกค่าความชื้นในดินทรายตัวอย่างทุกๆ 1 วินาที * ส่วนวิธีการเชื่อมต่อสายเซ็นเซอร์และโค้ดที่ใช้ ผมจะใส่ไว้ในส่วนท้ายของบทความนะครับ

คำถามชวนคิดก่อนการทดลอง: ทุกท่านคิดว่าต้องใช้เวลาเท่าไหร่ น้ำจึงจะซึมจากระดับความลึก 5 cm สู่ระดับความลึก15 cm??? ลองคิดและทดไว้ในใจดูนะครับ

.

.

.

โอเค มาทดลองกันเลยครับ

Time-lapse การทดลอง

จากข้อมูลบนจอภาพซึ่งแสดงการตรวจวัดความชื้นในดินของ Soil Stick ตัวที่ 1 (ฝังอยู่ที่ระดับ 15 cm) กับตัวที่ 2 (ฝังอยู่ที่ระดับ 5 cm) และผมเร่งภาพความเร็วการทดลอง เราจะสังเกตได้ว่า ค่าการตรวจวัดความชื้นจากตัวที่ 2 สูงขึ้น ก่อนที่น้ำจะค่อยๆ ซึมลงมาจนตัวที่ 1 สามารถตรวจจับได้

ผมลองนำผลการทดลองที่ได้มาพล็อตเป็นกราฟครับ

การทดลองนี้ ใช้เวลาทั้งหมด 1,200 วินาที (20 นาที) ผลเป็นดังกราฟ ลองมาวิเคราะห์กันดูดีไหมครับ

• วินาทีที่ 0
  ตัวที่สอง 5cm ค่าความชื้นนิ่งอยู่ที่ 1.2, ตัวที่หนึ่ง 15cm ความชื้นนิ่งอยู่ที่ 1.3
• วินาทีที่ 30 เริ่มปล่อยน้ำ
• วินาที่ที่ 40
  ตัวที่สอง 5cm แสดงค่าความชื้นเพิ่มขึ้นทีละนิด
• วินาทีที่ 220
  ตัวที่หนึ่ง 15cm แสดงค่าความชื้นเพิ่มขึ้นทีละนิด
• นาทีที่ 8
  ตัวที่สอง 5cm ค่าความชื้นเริ่มนิ่งที่ 9.7
• นาทีที่ 10
  ตัวที่หนึ่ง 15cm ค่าความชื้นเริ่มนิ่งที่ 10.6
• นาทีที่ 10 หยุดการปล่อยน้ำ
• นาทีที่ 12–13
  ตัวที่สอง 5cm ค่าความชื้นลดลงเล็กน้อย
• นาทีที่ 14
  ตัวที่สอง 5cm ค่าความชื้นเริ่มนิ่งที่ 9.4

เป็นอย่างไรกันบ้างครับ ผลการทดลองกับคำตอบที่ทุกท่านทดไว้ในใจใกล้เคียงกันไหมครับ? จากการทดลอง เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงค่าความชื้นในดินจากน้อยไปมาก ในความลึกที่แตกต่างกันได้อย่างชัดเจน ซึ่งเวลาที่ใช้ทั้งหมดคือ ประมาณ 3 นาที ครับ

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ Soil Stick เข้ากับ Arduino uno

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ กับบอร์ด Arduino uno

• OUT (สายไฟสีขาว) ของ Soil Stick ตัวที่1 (15cm) ต่อกับ A0
• EN (สายไฟสีเหลือง) ของ Soil Stick ตัวที่1 (15cm) ต่อกับ A1
• OUT (สายไฟสีขาว) ของ Soil Stick ตัวที่2 (5cm) ต่อกับ SDA(A4)
• EN (สายไฟสีเหลือง) ของ Soil Stick ตัวที่2 (5cm) ต่อกับ SCL(A5)
• +V (สายไฟสีแดง) ของ Soil Stick ทั้ง 2 ตัว ต่อกับ 5V
• GND (สายไฟสีดำ) ของ Soil Stick ทั้ง 2 ตัว ต่อกับ GND

ในส่วนของการ Coding นั้น…

code ที่ใช้ในการทดลอง

ผมทำ wet test, dry test ของเซ็นเซอร์แต่ละตัว แล้วนำค่ามาใส่ใน WET_MILLIVOLT, DRY_MILLIVOLT ก่อนการทดลองครับ [ดูวิธีการทดสอบได้ใน ตอนที่ 2 ครับ]

***จากผลการทดลอง หลายคนอาจจะสังเกตได้ว่า ค่าความชื้นที่วัดได้ ทำไมจึงเกิน 10.0 ทั้งๆ ที่ผ่านการทำ dry test และ wet test แล้วทั้ง 2 ตัว (ทั้งที่ไม่ควรมีค่าใดๆ ที่เกิน 10.0)

ในตอนหน้า (ตอนที่ 4.2 ซึ่งไม่ใช่ตอนต่อไป) ผมจะเล่าให้ฟังว่าเกิดอะไรขึ้นครับ

ติดตามมาพบพวกเราได้ที่

• Facebook fan page: เกษตรไทย IoT
• Medium: AgriThaiIoT