เครื่องรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
วิศัลย์ศยา นาละคร, ชุติกาญจน์ จำปาทอง, ธันยากานต์ กุลจารุชัยพัฒน์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
อนุพงษ์ ศรีโสภา
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
เครื่องรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์ สามารถรดน้ำได้เองเมื่อดินเริ่มแห้ง และสามารถกำหนดได้ว่าจะให้รดน้ำตอนดินแห้งแค่ไหน โดยใช้ระบบคานเมื่อน้ำแห้งคานจะกระดกไปเปิดก๊อกน้ำ รดน้ำได้เองโดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า และยังดีกว่าระบบคอมพิวเตอร์ที่ทำมาขายในยุคปัจจุบันอีกด้วย เพราะระบบนี้ราคาถูก กำหนดได้ว่าจะให้ดินมีความชื้นกี่เปอร์เซ็นต์ จึงรดน้ำได้วัตถุประสงค์ของโครงงานเพื่อประดิษฐ์เครื่องรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์ และเพื่อศึกษา ความหนาของดิน พื้นที่ของฝารับน้ำ ขนาดต่าง ๆ ในการกระดกเปิดปิดน้ำของคานประโยชน์ที่ได้รับช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าต้นไม้ที่ปลูกไว้ได้รับน้ำที่เหมาะสมตามสภาพแวดล้อมรดน้ำได้เอง คนปลูกต้นไม้ไม่ต้องมาดูแลรดน้ำต้นไม้ทุกวัน ใช้งานง่าย เหมาะกับคนที่ไม่มีเวลาในการรดน้ำต้นไม้ ติดตั้งครั้งเดียวใช้งานได้ตลอดต่อเนื่อง และเป็นต้นแบบ และสามารถผลิตจำหน่ายได้
ผลการทดลองเครื่องรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์ สรุปได้ว่า จากการทดลองหาระยะคานพบว่า ผลการทดลองพบว่า ที่ระยะจากจุดหมุนถึงกระบะทราย 25เซนติเมตรคานกระดกด้วยแรง 2.0 0.1 นิวตัน ซึ่งเป็นแรงที่มีขนาดมากกว่าแรงที่ใช้การปิดวาล์วน้ำ จึงใช้คานขนาดนี้เอาไปใช้ในการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำอัตโนมัติตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์ ผลการศึกษาความหนาของดินพบว่าความหนาของทรายเพิ่มขึ้นทำให้เวลาที่คานกระดกนานขึ้น การทดลองขนาดฝากระบะทรายขนาดต่างๆ ขนาดฝากระบะทราย 196 ตารางเซนติเมตร ใช้เวลาในการรดน้ำ 1.81 0.42 นาทีนานที่สุด สรุปได้ว่าพื้นที่ขนาดกระบะทรายรับน้ำมากขึ้น ทำให้เวลาในการรดน้ำนานขึ้นซึ่งเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ และได้นำอุปกรณ์เปิดปิดน้ำตามความชื้นของดินโดยใช้หลักโมเมนต์ ไปใช้งานจริง โดยความชื้นในดินแปลงผักเริ่มต้น 90% พบว่า ใช้เวลา 7 ชั่วโมง อุปกรณ์สามารถเปิดน้ำได้ ที่ความชื้นของดินในแปลงผัก 75% ซึ่งตรงกับค่าที่ตั้งไว้ในอุปกรณ์ และใช้เวลารดน้ำ 5.12 นาที วัดความชื้นในแปลงผักหลังรดน้ำได้ 90%เครื่องสามารถเปิดปิดน้ำได้เองเนื่องมาจากปลายคานมีกระบะดินซึ่งมีน้ำแทรกตัวอยู่เมื่อเวลาผ่านไปน้ำจะระเหยไปตามสภาพอากาศ ถ้าอากาศร้อน ก็จะระเหยเร็ว อากาศมีความชื้นมากก็จะระเหยช้า ทำให้สัมพันธ์กับพื้นดินที่ปลูกผักหรือต้นไม้ เมื่อน้ำระเหยออกทำให้คานมีโมเมนต์ฝั่งตุ้มถ่วงมากขึ้น ตามสมการ M = mgd ซึ่ง d และg คงที่ สิ่งที่เปลี่ยนไปคือ m มวลของน้ำที่แทรกตัวอยู่ในดิน ถ้าพื้นดินแห้งคานก็จะกระดกไปเปิดวาล์วน้ำทำให้สปริงเกอร์ที่ติดตั้งไว้ทำงาน เมื่อกระบะทรายได้รับน้ำจากสปริงเกอร์ปริมาณหนึ่งทำให้โมเมนต์กระบะทรายมากขึ้นคานจึงกระดกไปปิดวาล์วน้ำแบบอัตโนมัติแบบนี้ไปอย่างต่อเนื่องแบบอัตโนมัติ