โครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

โครงงานสิ่งประดิษฐ์ 

เรื่อง เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

ที่มาและความสำคัญ

เนื่องจากคณะผู้วิจัยประสบกับปัญหาเรื่องเวลาในการรดน้ำต้นไม้ บ้านของคณะผู้วิจัยปลูกต้นไม้ไว้แต่ไม่    มีเวลาเปิดปิดน้ำให้ต้นไม้บ่อยๆ หากให้น้ำต้นไม้เกินความจำเป็นของต้นไม้แต่ละชนิดไปก็อาจจะทำให้ต้นไม้ตายได้ หรือหากได้รับน้ำไม่เพียงพอก็สามารถตายได้เช่นกัน ทางคณะผู้วิจัยจึงคิดที่ประดิษฐ์ เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติที่สามารถเติมปริมาณน้ำลงในถังให้พอดีโดยปิดเองอัตโนมัติและชุดวาล์วน้ำเลือกระดับน้ำได้โดยคำนวณเรื่องความเพียงพอต่อความต้องการน้ำของต้นไม้ และใช้การรดน้ำต้นไม้ในระบบหยดเพื่อที่จะให้ดินไม่แห้งเร็วจนเกินไป คณะผู้วิจัยจึงประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดน้ำต้นไม้แต่ละต้น

2. เพื่อศึกษาการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

3. เพื่อศึกษาวิธีการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

4. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำอัตโนมัติ

ตัวแปรที่ศึกษา

ตัวแปรต้น – ปริมาตรน้ำ

ตัวแปรตาม – ประสิทธิภาพและการใช้งาน การเจริญเติบโตของต้นไม้

ตัวแปรควบคุม – ชนิดของต้นไม้ ปริมาตรน้ำที่รดต้นกล้าในแต่ละต้น ชนิดของดิน

นิยามเชิงปฏิบัติการ

ปริมาตรน้ำ หมายถึง ความมากน้อยของปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

การเจริญเติบโตของต้นไม้ หมายถึง  การเพิ่มจำนวนของเซลล์การขยายขนาดจำนวนของเซลล์มีการ เปลี่ยนแปลงลักษณะของโครงสร้าง จากโครงสร้างหนึ่งไปเป็นอีกโครงสร้างหนึ่ง เช่นการเจริญเติบโตทางลำต้น หรือใบไปเป็นดอก ดอกเกิดเป็นผล เป็นต้น

ประสิทธิภาพและการใช้งาน หมายถึง ความสามารถและการทำงานของเครื่องรดน้ำต้นแบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ เพื่อให้บรรลุตามจุดประสงค์ที่ได้ตั้งขึ้น ทำให้เกิดความพึงพอใจทั้งผู้ใช้งานและผู้ประดิษฐ์

ขอบเขตของการศึกษา

การทดลองนี้ศึกษาเฉพาะ ปริมาณน้ำของต้นกล้าโหระพา

ระยะเวลาในการศึกษา

          วันที่ 1 มกราคม 2562 – 28 กุมภาพันธ์ 2562

สถานที่ปฎิบัติการ

- บ้านเลขที่ 72/269 ต.ศาลายา อ.พุทธมณฑล จ.นครปฐม

          - โรงเรียนกาญจนาภิเษกวิทยาลัย นครปฐม เลขที่ 299 หมู่5 ถนนศาลายา-บางภาษี

ต.ศาลายา อ.พุทธมณฑล จ.นครปฐม

การศึกษาวิจัย เรื่อง เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

2. เอกสารที่เกี่ยวข้อง

2.1 ลูกลอย           

2.2 โหระพา             

2.3 แรงดันน้ำ

2.4 ท่อPVC

2.5 ดิน

2.6 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

 

2.1 ลูกลอย

          อุปกรณ์วัดระดับชนิดลูกลอย (float) เป็นอุปกรณ์ใช้สำหรับการวัดระดับ (level measurement) ของเหลว อาศัยหลักการลอยตัวของลูกลอยบนของเหลว โดยน้ำหนักของลูกลอยที่กระทำกับแรงโน้มถ่วงโลกมีค่าเท่ากับน้ำหนักของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับปริมาตรของลูกลอยส่วนที่จมอยู่ในของเหลว ลูกลอยที่ใช้ควรมีรูปร่างและขนาดที่ออกแบบให้รับแรงลอยตัวได้มากโดยมีพื้นที่ผิวน้อย และควรมีขนาดที่เหมาะสมเพื่อความไว (sensitivity) ในการวัด นั่นคือ ส่วนที่จมอยู่ในของเหลวควรมีปริมาตรเป็นครึ่งหนึ่งของปริมาตรทั้งหมดของลูกลอย โดยทั่วไปรูปร่างมาตรฐานของลูกลอยเป็นทรงกลมหรือทรงกระบอก โดยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขึ้นอยู่กับคุณลักษณะและสมบัติของเหลวที่ต้องการวัดระดับ เช่น ลูกลอยที่มีขนาดใหญ่เหมาะสำหรับการวัดระดับของเหลวที่มีความหนาแน่นต่ำ และในทางกลับกันการวัดระดับของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงควรใช้ลูกลอยที่มีขนาดเล็ก โดยทั่วไปขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกลอยอยู่ในช่วง 75 mm ถึง 175 mm ตัวอย่างรูปทรงของลูกลอยแต่ละแบบและการอ่านค่าระดับแสดง  ดังรูปที่ 1

ภาพที่ 1 ภาพแสดงการอ่านค่าของลูกลอย ที่มา : http://www.foodnetworksolution.com

 

ลูกลอยเป็นอุปกรณ์วัดระดับที่นิยมใช้ เนื่องจากมีโครงสร้างที่ง่าย ใช้งานง่าย สามารถใช้งานภายใต้สภาวะอุณหภูมิ (temperature) และความดันสูง (pressure) ได้ สะดวกต่อการปรับเทียบ (calibration) และมีความเที่ยงตรง (precision) สูง สามารถวัดระดับได้ทั้งแบบจุดและแบบต่อเนื่องโดยขึ้นอยู่กับลักษณะการออกแบบ และการเลือกใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม ตัวอย่างการวัดระดับด้วยลูกลอยอย่างง่ายที่สุดแสดงดังรูปที่ 2 เป็นการวัดระดับโดยตรง       ผู้วัดสามารถอ่านค่าระดับของเหลวได้โดยตรงจากตำแหน่งของลูกลอยที่เปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงของของเหลว ซึ่งเป็นการวัดเพื่อติดตามกระบวนการและการปฏิบัติงาน (monitoring processes and operations)

 

ภาพที่ 2 การวัดระดับชนิดลูกลอย ที่มา : http://www.foodnetworksolution.com

สำหรับการวัดระดับโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการควบคุม (control processes and operations) ทำได้โดยการติดตั้งทรานสดิวเซอร์ (transducer) หรืออุปกรณ์อื่นเพิ่ม เพื่อนำสัญญาณไฟฟ้าทางด้านเอาต์พุตที่ได้ต่อเข้ากับเครื่องควบคุม การติดตั้งเครื่องมือวัดระดับสามารถติดตั้งได้ทั้งด้านบนหรือด้านข้างของภาชนะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน ตัวอย่างเช่น การใช้ลูกลอยวัดระดับแบบจุดเพื่อควบคุมระดับน้ำภายในถัง ทำได้โดยการติดตั้งลูกลอยทางด้านบนของภาชนะ และทำงานร่วมกับสวิตช์ตัดต่อ แสดงดังรูปที่ 3 (ก และ ข) โดยการยืดหรือหดตัวของสปริงแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงสถานะทางวงจรไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำหลักการดังกล่าวไปใช้ควบคุมการทำงานของปั๊มน้ำได้

ภาพที่ 3 ภาพหลักการทำงานลูกลอย ที่มา : http://www.foodnetworksolution.com

นอกจากนี้อุปกรณ์วัดระดับชนิดลูกลอยยังสามารถใช้วัดระดับของเหลวแบบต่อเนื่องได้เช่นกัน โดยการติดตั้งอุปกรณ์ติดตามการเคลื่อนที่ของลูกลอยซึ่งอาจใช้หลักทางกล เช่น การติดตั้งเข็มชี้วัด หรือการติดตั้งลูกลอยร่วมกับทรานสดิวเซอร์ (transducer) วัดระยะและการเคลื่อนที่ เช่น การใช้โพเทนทิโอมิเตอร์  (potentiometer) โดยการต่อก้านของลูกลอยเข้ากับไวเปอร์ (wiper) ของโพเทนทิโอมิเตอร์ หรือการอาศัยสมบัติแม่เหล็กเป็นแรงดึงดูด (ภาพที่ 5) เมื่อลูกลอยแม่เหล็กเคลื่อนที่ขึ้น/ลง แรงดึงดูดของแม่เหล็กจะดึงให้แม่เหล็กที่ติดกับรอกเคลื่อนที่ตามลูกลอยด้วย โดยการเคลื่อนที่ของลูกลอยเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงของของเหลว อย่างไรก็ตาม ลูกลอยที่ใช้สมบัติสารแม่เหล็กไม่เหมาะสมสำหรับการทำงานภายใต้อุณหภูมิ (temperature) สูง เนื่องจากสารแม่เหล็กเสื่อมสภาพเร็วทำให้มีอายุการใช้งานสั้น

ภาพที่ 4 ภาพหลักการทำงานของลูกลอย ที่มา : http://www.foodnetworksolution.com

ภาพที่ 5 ภาพหลักการทำงานของลูกลอย ที่มา :  http://www.foodnetworksolution.com

2.2 โหระพา

          โหระพา (ชื่อวิทยาศาสตร์: Ocimum basilicum Linn.; วงศ์: LABIATAE; ชื่ออื่น: อิ่มคิมขาว, ฉาน - แม่ฮ่องสอน) เป็นไม้ล้มลุก สูง 0.5 - 1 เมตร ลำต้นเป็นสี่เหลี่ยมมีกิ่งอ่อนสีม่วงแดง ใบเป็นใบเดี่ยวออกตรงข้าม             รูปไข่หรือรูปรีกว้าง 3 - 4 เซนติเมตร ยาว 4 - 6 เซนติเมตร ปลายแหลม โคนมน ขอบจะเป็นฟันเลื่อยห่าง ๆ ดอกสีขาวหรือชมพูอ่อน ออกเป็นช่อที่ปลายกิ่งยาว 7 - 12 เซนติเมตร ใบประดับสีเขียวอมม่วงจะคงอยู่เมื่อเป็นผล กลีบดอกโคนเชื่อมกัน ปลายแยกเป็น 2 ส่วน มีเกสรตัวผู้ 4 อัน มีผลขนาดเล็ก

ชื่อวิทยาศาสตร์ : Ocimum basilicum Linn.

ชื่อภาษาอังกฤษ : Sweet Basil, Thai Basil

ชื่ออื่น : ก้อมก้อ (ภาคเหนือและอีสาน), นางพญาร้อยชู้, โหระพาไทย, โหระพาเทศ, ห่อกวยซวย

วงศ์ : LABIATAE

แหล่งที่พบ : นิเวศวิทยาของโหระพามีถิ่นกำเนิดในเอเชียและแอฟริกา

ประโยชน์

ใบสด มีน้ำมันหอมระเหย เช่น methyl chavicol และ linalool ฯลฯ ขับลมแก้ท้องอืดเฟ้อ ใช้เป็นอาหาร แต่งกลิ่นอาหาร แต่งกลิ่นสำอางบางชนิด

เมล็ดเมื่อแช่น้ำจะพองเป็นเมือก เป็นยาระบาย เนื่องจากไปเพิ่มจำนวนกากอาหาร (bulk laxative) ใช้เป็นยาได้หลายชนิด เช่น ปรุงร่วมกับน้ำนมราชสีห์เพื่อกินเพิ่มน้ำนม ตำรวมกับแมงดาตัวผู้ใช้แก้พิษแมลงกัดต่อย นิยมรับประทานร่วมกับอาหารประเภทหลน ลาบ ยำ ส้มตำ ใส่ในแกงเขียวหวาน แกงเผ็ด[1] ก๋วยเตี๋ยว

ลักษณะพืช

พืชล้มลุก อายุหลายปี สูง 0.3-0.9 เมตร ลำต้นกิ่งก้านเป็นเหลี่ยม สีม่วงหรือแดงเข้ม ใบเดี่ยว เรียงตรงข้าม รูปไข่หรือวงรี ขอบใบหยักฟันเลื่อย ดอกสีขาว ออกที่ปลายยอดลำต้น ผลแห้ง มี 4 ผลย่อย เมล็ดเล็กเท่าเมล็ดงา สีน้ำตาลเข้ม โหระพาเป็นพืชพื้นเมืองของอินเดีย แต่แพร่หลายทั้งในเอเชียและตะวันตก ทางตะวันตกนิยมบริโภคใบแห้ง น้ำสลัดใช้โหระพาเป็นส่วนผสมเป็นน้ำสลัดที่คู่กับอาหารอิตาเลียน ในอเมริกาก็นิยมบริโภค โดยโหระพามาจากอียิปต์ ฝรั่งเศส และแคลิฟอเนีย มีกลิ่นแตกต่างกันกับของไทย สำหรับคุณสมบัติทางยาของโหระพาที่สุดยอดมาก ๆ ก็คือ ช่วยในการย่อยอาหาร แก้อาการจุกเสียด แน่นท้อง เพราะในโหระพาสามารถช่วยขับลมในลำไส้ได้เป็นอย่างดี แต่สำหรับบางคนที่เกลียดโหระพาละก็ คุณอาจจะแอบชอบผักชนิดนี้ขึ้นมาก็ได้ที่ได้รู้ว่าผักสวนครัวอย่างโหระพาไม่ได้มีดีแค่ใบ แต่เมล็ดยังสามารถนำมาแช่น้ำให้พองรับประทานเป็นยาแก้บิดได้อีกด้วย

การปลูกและขยายพันธุ์

พันธุ์การค้า-จัมโบ้ เป็นพันธุ์ที่มีใบใหญ่ นิยมทั่วไป พันธุ์พื้นเมืองมักมีกลิ่นหอมแรง การเตรียมดิน ไถดิน    ให้ลึก 30-40 ซม. ตากดิน 2 อาทิตย์ ย่อยดินให้ละเอียดใส่ปุ๋ยคอกหรือปุ๋ยหมัก ให้มีอินทรียวัตถุสูง ดินร่วน                 มีความชื้นในดินสูง และแสงแดดปานกลาง การปลูกใช้ระยะปลูก ระยะระหว่างต้น 25 ซม. ระหว่างแถว 50 ซม. ให้น้ำสม่ำเสมอ   ใช้กิ่งปักชำในกระบะทราย หรือแกลบดำชื้นในที่ ประมาณ 1 สัปดาห์ ก็ย้ายปลูกได้ หรือเพาะด้วยเมล็ด อาจใช้วิธีหว่านเมล็ดให้ทั่วแปลง ใช้ฟางกลบ หรือปุ๋ยคอกที่ย่อยสลายดีแล้วโรยทับบาง ๆ รดน้ำตามทันทีด้วยบัวรดน้ำตาถี่ในกระบะเพาะชำ กล้าเจริญเติบโดสูงประมาณ 10-15 ซม. จึงย้ายปลูกการเก็บเกี่ยว ใช้มีดคมๆ ตัดกิ่งที่เจริญเติบโตเต็มที่อายุเก็บเกี่ยว 50 วัน หลังหยอดเมล็ดสามารถเก็บเกี่ยวได้หลายครั้ง ผลผลิต 4-6 ตัน

โหระพาเป็นพืชที่ชอบดินร่วนซุย เจริญได้ในดินแทบทุกชนิด การปลูกที่นิยมมี 2 วิธี การปลูกโดยใช้เมล็ดพันธุ์ และการปลูกโดยใช้กิ่งชำปลูก

- การปลูกโดยใช้เมล็ดพันธุ์ เราจะนำเมล็ดพันธุ์ มาเพาะในกระบะที่เตรียมไว้ ใช้เวลาเพาะประมาณ 1 เดือน โหระพาจะโตเป็นต้นกล้า แล้วจึงทำการย้ายปลูก เราจะนำมาปลูกลงในแปลงดินที่เตรียมไว้ ให้มีระยะห่างกันประมาณ 30 เซนติเมตร

- การปลูกโดยใช้กิ่งชำปลูก เราจะนำมาปักลงในแปลงดินที่เตรียมไว้ ให้มีระยะห่างกันประมาณ 30 เซนติเมตร

วิธีดูแลรักษาโหระพา

โหระพาเป็นพืชที่ชอบน้ำ ระบายน้ำดีน้ำไม่ขัง ชอบแสงแดด ต้องดูแลรดน้ำเสมอ และโดนแดดได้ตลอดวัน ต้องหมั่นรดน้ำให้ชุ่ม โดยรดน้ำเช้าเย็น จะทำให้โหระพาโตได้เร็ว โหระพามีอายุเฉลี่ยประมาณ 1-2 ปี สามารถเก็บเกี่ยวไปได้เรื่อยๆ ตลอดไป

การเก็บเกี่ยวผลผลิตโหระพา

หลังจากปลูกได้ประมาณ 3 เดือน จะเก็บเกี่ยวผลผลิตได้ และจะสามารถเก็บเกี่ยวไปได้เรื่อยๆ โหระพามีอายุเฉลี่ยประมาณ 1-2 ปี ปลูกครั้งเดียวแต่สามารถเก็บเกี่ยวไปได้ตลอด ใช้มือเด็ดหรือกรรไกร ตัดกิ่งที่มียอดอ่อนไปบริโภค แต่สามารถเก็บเกี่ยวไปได้เรื่อยๆ ทุก 20-30 วัน ถ้าโหระพาออกดอก ควรหมั่นตัดแต่งออกทิ้ง เพื่อให้โหระพามีทรงพุ่มที่แข็งแรง และมีอายุยืนยาว

วิธีเก็บรักษาโหระพา

จะตัดกิ่งโหระพาที่มียอดอ่อน แล้วนำมาล้างน้ำให้สะอาด โหระพาเป็นผักที่บอบบาง ช้ำง่ายและเหี่ยวง่ายกว่า เราจะมีวิธีเก็บรักษาให้สดนานๆ คือให้ล้างน้ำให้สะอาดดี แล้วให้สะเด็ดน้ำออกให้หมด แล้วนำมาห่อด้วยกระดาษหรือผ้าขาวบาง แล้วใส่ถุงหรือกล่องพลาสติก แล้วนำไปแช่ตู้เย็น จะเก็บไว้ใช้ได้นาน

ภาพที่ 6 ต้นโหระพา ที่มา : https://puechkaset.com

2.3 แรงดันน้ำ

          แรงดันเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ความดัน เราสามารถใช้มีดผ่าแอปเปิ้ลให้เป็นชิ้นเล็กๆได้ แต่เราไม่สามารถใช้มือผ่าแอปเปิ้ลให้เป็นชิ้นเล็กๆ ได้ เพราะอัตราส่วนของแรงที่ใช้ผ่าแอปเปิ้ลกับพื้นที่หน้าตัดของมือมีมาก อัตราส่วนนี้เราเรียกว่า ความดัน ความดันมีหน่วยเป็น นิวตัน / ตารางเมตร หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า พาสคัล (Pa) ความดันดังกล่าวเป็นความดันที่เกิดจากของแข็ง ความดันที่เกิดจากของเหลวเรียกว่า ความดันของของเหลว และความดันที่เกิดจากก๊าซ เรียกว่า ความดันก๊าซ โดยทั่วไปเรียกว่า ความดันอากาศ ซึ่งเป็นความดันของอากาศที่อยู่รอบตัวเรานั่นเอง

– ความดันอากาศ ความดันอากาศเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ความดันบรรยากาศ ความดันอากาศเป็นผลของอากาศที่กดลงมาตรงบริเวณที่เราต้องการวัดความดันอากาศ เราสามารถเห็นเหตุการณ์ที่เป็นผลมาจากความดันอากาศได้มากมาย เช่น การใช้หลอดดูดน้ำจากแก้วน้ำหรือภาชนะอื่นๆ น้ำในภาชนะจะถูกแรงกดอากาศกดลงจนทำให้น้ำในภาชนะเคลื่อนที่ไปตามหลอดแล้วเข้าไปสู่ปากเราได้ ประโยชน์ของความดันอากาศ ความดันอากาศทำให้เราสามารถใช้หลอดดูดน้ำได้ การเจาะรูกระป๋องน้ำ หรือกระป๋องนม ต้องเจาะ 2 รู ในตำแหน่งตรงข้ามกันเพื่อให้อากาศดันของเหลวที่อยู่ในกระป๋องไหลออกไปได้ ความดันอากาศช่วยพยุงปีเครื่องบินให้บินในอากาศได้ เนื่องจากความดันใต้ปีกเครื่องบินและความดันบนปีกเครื่องบินที่แตกต่างกันทำให้เครื่องบินลอยขึ้นจากพื้นดินได้ จากหลักการเกิดความดัน หรือแรงดัน ทำให้เราสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้มากมาย เช่น                 ในเครื่องบด ระบบไฮโดรลิก การออกแบบรองเท้านักฟุตบอลที่ต้องมีปุ่มอยู่ที่พื้นรองเท้า เพื่อลดความดันระหว่างรองเท้ากับพื้นสนามได้ดีขึ้น หรือรองเท้าสกีของนักเล่นสกีจีมีลักษณะแบน และมีพื้นที่มากทำให้เพิ่มความดันระหว่างพื้นรองเท้ากับพื้นที่มีหิมะปกคลุมการเคลื่อนไหวของนักเล่นสกี จะคล่องแคล่วและเล่นสะดวกขึ้น

– ความดันของของเหลว เป็นแรงดัน หรือความดันที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลวกดทับลงมาตรงบริเวณที่เราต้องการวัด ความดันของน้ำหากวัดในบริเวณตื้นๆหรือใกล้กับผิวน้ำ ความดันน้ำจะมีค่าน้อยกว่าบริเวณที่มีความลึกลงไปใต้ผิวน้ำมากๆ ระดับน้ำที่ตื้น เราจะสามารถลงไปว่ายน้ำหรือดำน้ำได้ โดยไม่มีอันตรายเนื่องจากความดันน้ำมีน้อย แต่หากเราดำน้ำในระดับน้ำที่ลึกเกินไป ความดันของน้ำจะกดดันเรา อาจทำให้เกิดอันตรายได้ ความดันของน้ำจะทำในทุกทิศทุกทางที่น้ำล้อมรอบตัวเรา การดำน้ำในระดับน้ำลึก หรือการเดินทางในทะเลลึกจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ เช่น ชุดดำน้ำที่แข็งแรงมากๆ ที่สามารถทนความดันสูงในน้ำลึกได้ การออกแบบเรือดำน้ำต้องออกแบบมาอย่างแข็งแรง และทนต่อสภาพความดันสูงในน้ำลึกได้เป็นอย่างดี ความดันของของเหลวทุกชนิดจะออกแรงกระทำกับวัตถุในทุกทิศทุกทาง ซึ่งจะแตกต่างจากความดันอากาศที่ทำในทิศทางเดียว คือ กดลงมาบริเวณนั้นหรือผิววัตถุนั้นตรงๆ

2.4 ท่อ PVC

ท่อ PVC คือ ท่อที่ทำขึ้นจากโพลิไวนิลคลอไรด์ โดยไม่ผสมพลาสติกไซเซอร์ ซึ่งชื่ออย่างเป็นทางการที่ได้ระบุใน มอก. คือ ท่อพีวีซีแข็ง แต่คนทั่วไปนั้นจะรู้จักมักคุ้นกันในชื่อท่อ PVC กันมากกว่า  โดยในปัจจุบันท่อชนิดนี้เป็นที่นิยมอย่างมากในวงการก่อสร้าง  เพราะด้วยคุณสมบัติที่ดีหลายอย่างไม่ว่าจะเป็น คุณสมบัติที่มีความเหนียวยืดหยุ่นตัวได้ดี  ทนต่อแรงดันน้ำ  ทนต่อการกัดกร่อน  ไม่เป็นฉนวนนำไฟฟ้าเพราะไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า  เป็นวัสดุไม่ติดไฟ  น้ำหนักเบาอีกทั้งยังราคาถูกอีกด้วย  ท่อ PVC จึงถูกนำมาใช้ในงานหลาย ๆ ระบบ อาทิเช่น  ระบบประปา  ระบบงานร้อยสายไฟฟ้า  ระบบงานระบายน้ำทางการเกษตร/อุตสาหกรรม

 

ภาพที่ 7 ท่อ พี.วี.ซี ที่มา : http://xn--pvc-vml6g3g.blogspot.com/2013/10/pvc.html

สาร พี.วี.ซี. ได้ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในคริสศตวรรษที่แล้ว จุดเริ่มนั้นเกิดจากการที่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่ง ทำการศึกษาปฏิกิริยาของสารอินทรีย์แกลชนิดใหม่ (Vinyl Chloride, C2H3CL) ที่พวกเราได้ประดิษฐ์ขึ้นและพบปรากฎการณ์ประหลาด เมื่อสารนี้ต้องแสงแดด คือการเกิดการรวมตัวของของแข็งสีขาวที่ก้นหลอดทดลอง อันที่จริงปรากฎการณ์นี้มีชื่อทางเคมีว่าการเกิด Polymerization ซึ่งทำให้ได้สารพลาสติกชนิดใหม่ Polyvinyl Chloride นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าสารใหม่นี้ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีทั่ว ๆ ไป และที่สำคัญคือ ไม่สามารถทำลายมันได้ แต่เนื่องจาก พี.วี.ซี. มีคุณสมบัติต่อต้านการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ทำให้ยากที่จะนำมาใช้ประโยชน์ ด้วยเหตุนี้การพัฒนาสาร พี.วี.ซี. จึงหมดไปกระทั่งปี ค.ศ. 1920 เศษ จึงได้มีการค้นคว้าเกี่ยวกับสาร พี.วี.ซี. อีกในยุโรปและอเมริกาเหนือ ในช่วงนี้ได้มีการนำเอา พี.วี.ซี. มาใช้ประโยชน์อย่างจริงจัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศเยอรมัน โดยในปี ค.ศ. 1930 เศษ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกร ชาวเยอรมันได้นำการพัฒนาและผลิตท่อ พี.วี.ซี. จำนวนจำกัดออกมาใช้งาน ท่อเหล่านี้ยังคงปรากฎและใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพจนตราบเท่าทุกวันนี้

ในตอนปลายของสงครามโลกครั้งที่ 2 เยอรมันถูกโจมตีทางอากาศอย่างหนักหน่วงเมืองต่าง ๆ ถูกทำลายแต่ประชาชนก็ยังเอาชีวิตรอดอยู่ได้ด้วยการอาศัยตามซากปรักหักพังของอาคาร สิ่งที่เป็นปัญหาใหญ่คือ ระบบส่งน้ำและระบายน้ำที่ถูกทำลาย วิกฤติการณ์นี้ยิ่งทวีความรุนแรงขึ้นอีกเมื่อฝ่ายสัมพันธมิตรโจมตีแคว้นรูห์ และแคว้นซาร์ ซึ่งเป็นแหล่งผลิตเหล็กและแร่อื่น ๆ ที่ใช้ผลิตท่อในยุคนั้น

ปัจจุบันท่อ พี.วี.ซี. มีบทบาทสำคัญในตลาดโลกมาก จากสถิติการผลิตท่อ พี.วี.ซีในสหรัฐอเมริกา ปี ค.ศ. 1976 ปรากฏว่า มีจำนวนผลิตถึง 1.5 พันล้านปอนด์ ต่อปี มาตรฐานท่อพี.วี.ซี. ในสหรัฐอเมริกาได้ถูกกำหนดขึ้นในปี ค.ศ. 1940 เศษ โดย The American Society for Testing and Materials (ASTM)สำหรับประเทศไทยนั้น ท่อ พี.วี.ซี. เริ่มเป็นที่รู้จักและใช้กันเมื่อประมาณ 20 ปีที่ผ่านมา และปัจจุบันกำลังเป็นที่รู้จักและใช้การอย่างแพร่หลาย จนสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม ได้กำหนดมาตรฐาน ท่อ พี.วี.ซี. และอุปกรณ์ต่อท่อ พี.วี.ซี. ขึ้นโดยแบ่งแยกสีตามการใช้งาน เช่น มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมท่อ พี.วี.ซี. แข็งสำหรับใช้เป็นท่อร้อยสายไฟฟ้า สายโทรศัพท์ (มอก. 216-2520) กำหนด เป็นท่อสีเหลืองอ่อน (Primerose) มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมท่อ พี.วี.ซี. แข็งสำหรับใช้เป็นท่อน้ำดื่ม (มอก. 17-2523) กำหนดเป็นท่อสีน้ำเงิน (Arctic Blue) มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมท่อ พี.วี.ซี. แข็งสำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรมและชลประทาน (มอก.) กำหนดเป็นสีเท่า เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุปกรณ์สำหรับต้นท่อ ซึ่งกำหนดสีตามท่อ            พี.วี.ซี. สำหรับใช้งานต่าง ๆ กัน  ท่อพีวีซี  ในประเทศไทยส่วนใหญ่ถูกผลิตมาในขนาด 4 เมตร แต่อาจจะมีบางประเภทถูกผลิตมาในขนาดความยาว 3 - 6เมตร ข้อดีที่เห็นได้ชัดคือมีน้ำหนักเบากว่าเหล็กถึง 1 ใน 5 ราคาถูก สามารถนำมาดัดงอตามความต้องการใช้ประโยชน์ได้ง่ายอีกทั้งยังไม่เกิดสนิมในท่อเหมือนท่อเหล็กอีกด้วย  ในงานเดินท่อที่ในอดีตเคยใช้ท่อที่ทำจากเหล็กปัจจุบันจึงถูกแทนที่ด้วยท่อพีวีซี กันอย่างแพร่หลาย  หากแต่ข้อด้อย คือ  ไม่สามารถทนต่อแรงกระแทงที่รุนแรงมากๆอีกทั้งยังไม่ทนต่อแรงดันและอุณหภูมิที่สูงมากได้นั้นเอง เราได้รวบรวมท่อพีวีซี ทุกชนิดหรือทุกสีไว้พร้อมจำหน่ายแก่ท่านผู้ใช้บริการประกอบไปด้วย 1.ชนิดสีฟ้า ปลายเรียบ, ปลายบาน, ปลายบานปากระฆัง แหวนยาง , แบบกรอง ชนิดเซาร่องตรง  2.ชนิดสีเทา 3.ชนิดสีเหลือง 4.ชนิดสีขาว ท่อพีวีซี      สีฟ้า หรือ PIPE (BLUE) ใช้ในงานท่อน้ำ  ประเภทประปา  ประเภทระบายสิ่งปฏิกูล  ประเภทน้ำดื่ม  ประเภทระบายน้ำ ประเภทรับความดันในโรงงานอุตสาหกรรม และงานอื่นๆหลากหลายประเภทงาน โดยเป็นท่อยาวขนาดท่อนละ 4เมตร ผลิตด้วยงานคุณภาพมาตรฐาน มอก.17-2532 มีตัวเลขระบุแรงดันสูงสุดที่รับได้เป็นกิโลกรัม              ต่อตารางเมตรแสดง มีทั้งแบบชนิดปลายบานธรรมดา BELL-END  PIPER และแบบชนิดปลายบานปากระฆัง แหวนยาง RUBBER   RING SOCKET  PIPES

ท่อสีเทา หรือ PIPE (GRAY) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้สำหรับเดินน้ำทิ้งหรืองานเพื่อการเกษตรและโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้ระบายน้ำหรือของเหลวประเภทเคมีภัณฑ์โดยเป็นท่อยาวขนาดท่อนละ 4เมตร สำหรับ ท่อสีเหลือง หรือ PIPE(YELLOW) เนื่องจากมีคุณสมบัติเบาและเป็นฉนวนไม่นำไฟฟ้า จึงถูกนำมาใช้เป็นผลิตภัณฑ์สำหรับร้อยสายไฟฟ้าและสายโทรศัพท์โดยเป็นท่อยาวขนาดท่อนละ 4เมตร ผลิตด้วยงานคุณภาพมาตรฐาน มอก.216-2524 มีทั้งขนาดกว้าง 3นิ้ว (80) และ 4นิ้ว (100) ยาวท่องละ 6เมตร 

2.5 ดิน

ดิน หมายถึง วัตถุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการสลายตัวทางกายภาพ และทางเคมีของหินและแร่ รวมกับสารอินทรีย์ ที่เกิดจากการสลายตัวของซากพืชซากสัตว์เป็นผิวชั้นบนที่ห่อหุ้มโลก ซึ่งดินจะมีลักษณะและคุณสมบัติต่างกันไปในที่ต่างๆ ตามสภาพภูมิอากาศ ภูมิประเทศ วัตถุต้นกำเนิด สิ่งมีชีวิตและระยะเวลาการสร้างตัวของดิน

ประเภทของดิน

ดินเหนียว เป็นดินที่มีเนื้อละเอียด ในสภาพดินแห้งจะแตกออกเป็นก้อนแข็งมาก เมื่อเปียกน้ำแล้วจะมีความยืดหยุ่น สามารถปั้นเป็นก้อนหรือคลึงเป็นเส้นยาวได้ เหนียวเหนอะหนะติดมือ เป็นดินที่มีการระบายน้ำและอากาศไม่ดี แต่สามารถอุ้มน้ำ ดูดยึด และแลกเปลี่ยนธาตุอาหารพืชได้ดี เหมาะที่จะใช้ทำนาปลูกข้าวเพราะเก็บน้ำได้นาน

ดินร่วน เป็นดินที่เนื้อดินค่อนข้างละเอียดนุ่มมือในสภาพดินแห้งจะจับกันเป็นก้อนแข็งพอประมาณ               ในสภาพดินชื้นจะยืดหยุ่นได้บ้าง เมื่อสัมผัสหรือคลึงดินจะรู้สึกนุ่มมือแต่อาจจะรู้สึกสากมืออยู่บ้างเล็กน้อย เมื่อกำดินให้แน่นในฝ่ามือแล้วคลายมือออก ดินจะจับกันเป็นก้อนไม่แตกออกจากกัน เป็นดินที่มีการระบายน้ำได้ดีปานกลาง จัดเป็นเนื้อดินที่มีความเหมาะสมสำหรับการเพาะปลูก

ดินทราย เป็นดินที่มีอนุภาคขนาดทรายเป็นองค์ประกอบอยู่มากกว่าร้อยละ 85 เนื้อดินมีการเกาะตัวกันหลวมๆ มองเห็นเป็นเม็ดเดี่ยวๆ ได้ ถ้าสัมผัสดินที่อยู่ในสภาพแห้งจะรู้สึกสากมือ เมื่อลองกำดินที่แห้งนี้ไว้ในอุ้งมือแล้วคลายมือออกดินก็จะแตกออกจากกันได้ แต่ถ้ากำดินที่อยู่ในสภาพชื้นจะสามารถทำให้เป็นก้อนหลวมๆ ได้ แต่พอสัมผัสจะแตกออกจากกันทันที

 ดินทางด้านวิศวกรรม

ดิน เป็นวัสดุก่อสร้างพื้นฐานในงานวิศวกรรมโยธา ใช้เป็นวัสดุถมในงานก่อสร้างต่าง ๆ เช่นงานถมเพื่อยกระดับบริเวณอาคาร ถนน เขื่อน และใช้เป็นวัสดุผสมสำหรับทำอิฐหรือ ในบางกรณีอาจเพิ่มวัสดุอื่น เช่นปูนขาว เพื่อช่วยในการปรับปรุงคุณภาพดินให้มีคุณสมบัติในการรับกำลังได้มากขึ้นเพื่อผลทางด้านวิศวกรรม บางวัฒนธรรมนำดินมาปั้นเป็นตัวบ้านที่อยู่อาศัยโดยตรง

ประโยชน์ของดิน

ดิน เป็นวัสดุทำเครื่องปั้นดินเผา ดินที่นำมาใช้ทำเครื่องปั้นดินเผาเป็นดินเหนียวที่มีเนื้อละเอียดสามารถทำเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตได้ดินมีไว้สำหรับปลูกพืช เป็นแหล่งเก็บกักน้ำ

2.6 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

          1. เครื่องรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ

ผู้จัดทำ  1. นางสาวสุปรียา มะโนมั่น

           2. นายไพสิฐ พูดเพิ่ม

บทคัดย่อ ในปัจจุบันนี้โลกกำลังเผชิญกับปัญหาภาวะโลกร้อน อันเนื่องมาจากทรัพยากรป่าไม้กำลังจะหมดไป ดังนั้นภาครัฐจึงได้มีการรณรงค์ให้ปลูกต้นไม้ และเพื่ออำนวยความสะดวกหลักการทำงานของเครื่องรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ คือ จะรับค่าความชื้นและอุณหภูมิผ่านตัวเซนเซอร์เข้ามาประมวลผลโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อตัดสินใจว่าจะทำการรดน้ำต้นไม้หรือไม่ และยังสามารถทำงานได้ในโหมดของการตั้งเวลา เพื่อให้ทำการรดน้ำต้นไม้ตามเวลาที่ตั้งไว้ โดยที่การเปิด-ปิดน้ำ จะควบคุมผ่านโซลินอยด์วาว์ล จากการทดสอบการทำงาน พบว่า เครื่องรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ สามารถทำงานจริงตามที่ออกแบบไว้ทุกประการ

2.โรงเรียนวัดบุญยืน

เนื่องจากโรงเรียนวัดบุญยืนได้รับการสนับสนุนเครื่องกรองน้ำและเครื่องทำน้ำเย็นจากหน่วยงานภายนอกมาใช้ในโรงเรียนโดยเครื่องกรองน้ำเป็นระบบเปิดปิดน้ำเข้าออก โดยใช้ประตู้น้ำซึ่งควบคุมด้วยมือ การใช้ไฟฟ้าในการควบคุมหลอดยูวีสำหรับการฆ่าเชื้อ ยังต้องใช้ไฟในการเลี้ยงปั๊มน้ำในกรณีที่แรงดันน้ำไม่ถึงระดับน้ำต้นทางเป็นน้ำประปา ซึ่งในการเปิด-ปิดน้ำ ในแต่ละครั้งนั้นจะต้องใช้แรงงานคนในการ ปิด-เปิดน้ำซึ่งในบางครั้งคนที่คอยเปิด-ปิดนั้นติดภาระเรียนหนังสือ ทำให้เกิดความไม่สะดวกฝ้าติดตามการทำงานของเครื่องเติมน้ำเพราะต้องใช้เวลานานกว่าน้ำจะเติม และถ้าไม่มีคนมาปิด-เปิดน้ำ สามเณรก็จะไม่ได้ฉันน้ำและเพื่อป้องกันการลืมปิด-เปิดน้ำ ดังนั้นจึงจัดทำโครงงานระบบเติมน้ำอัตโนมัติขึ้นมาเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว

3.โครงงานเครื่องควบคุมระดับน้ำ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี พระจอมเกล้าพระนครเหนือ

เนื่องจากน้ำนั้นเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการดำรงชีวิตเพื่ออุปโภค บริโภค ทั้งมนุษย์ พืช สัตว์และงานทางด้านอุตสาหกรรม โดยในงานด้านอุตสาหกรรมนั้นส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้น้ำเป็นหลักในการผลิต โดยเฉพาะในเรื่องการควบคุมระดับของน้ำ ซึ่งถ้าเกิดเราไม่สามารถควบคุมระดับน้ำตามที่เราต้องการใช้หรือจำเป็นต้องใช้ได้นั้นอาจทำให้เกิดการสิ้นเปลืองทรัพยากรธรรมชาติอย่างไร้ประโยชน์

จากเหตุข้างต้นนี้ทางผู้จัดทำจึงได้มีแนวคิดริเริ่มทำ เครื่องควบคุมระดับ เพื่อควบคุมระดับน้ำให้ใช้ในปริมาณตามจุดประสงค์ที่เราต้องการ นอกจากนี้ยังสามารถแสดงผลการวัดเกณฑ์ของระดับน้ำและเตือนเมื่อมีเกณฑ์ของระดับน้ำเกินค่าจากที่เรากำหนด

เราเลือกขนาดถังบรรจุน้ำที่เราต้องการและเลือกใช้เซ็นเซอร์ จากหลักการของน้ำคือ ยิ่งน้ำมีมากความดันในน้ำนั้นย่อมสูงตาม จึงเลือกใช้เซ็นเซอร์ความดัน ซึ่งจะติดไว้ใต้ถังน้ำ และนำวาล์วเปิดน้ำมาต่อใต้ถังเช่นกัน มอเตอร์ปั๊มน้ำนั้นจะปั๊มน้ำจากถังสำรองเข้าทางด้านบนของถัง การควบคุมมอเตอร์นั้นเราจะใช้สัญญาณ PWM ในการควบคุม การเขียนโปรแกรมนั้นเราจะนำค่าจะเซ็นเซอร์ มาเทียบกับแรงดันไฟฟ้า และเทียบค่าให้เป็นเซนติเมตร เมื่อค่าของเซ็นเซอร์มีค่าน้อยจะทำให้ สัญญาณ PWM สั่งมอเตอร์ทำงาน ถ้าค่าเซ็นเซอร์มีค่าเกินกว่าแรงดันไฟฟ้าที่เราตั้งไว้ จะทำให้หยุดจ่ายสัญญาณ PWM

   

บทที่ 3

วิธีดำเนินการ

งานประดิษฐ์ เรื่อง เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ คณะผู้วิจัยได้แบ่งการทดลองออกเป็น 4 ตอนดังนี้

ตอนที่ 1 การศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

ตอนที่ 2 การออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

ตอนที่ 3 การประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

ตอนที่ 4 การทดสอบประสิทธิภาพเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

ตอนที่ 1 การศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

   วิธีดำเนินการตอนที่ 1 การศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

จุดประสงค์

   เพื่อศึกษาปริมาตรน้ำที่เหมาะสมและเพียงพอตามที่พืชต้องการ

สมมุติฐาน

             ถ้าปริมาตรน้ำเพียงพอต่อความต้องการของพืช ดังนั้น พืชจะเจริญเติบโตได้ดี

ตัวแปรที่ศึกษา

   ตัวแปรต้น  ปริมาตรน้ำ

   ตัวแปรตาม การเจริญเติบโตของพืช

   ตัวแปรควบคุม ชนิดและสายพันธุ์ของพืช ชนิดของดิน

อุปกรณ์และสารเคมี

ลำดับ	รายการ	จำนวน
1	ขวดใส่น้ำในปริมาตรต่างๆ	3 ขวด
2	ดินที่จะใช้ทดสอบ	3 กระถาง
3	ต้นกล้าโหระพา	3 ต้น

วิธีการทดลอง ตอนที่ 1

      1.1 การเตรียมดิน

1.1.1. เนื่องจากโหระพาเป็นพืชผักสวนครัว จึงต้องใช้ดินร่วน

1.1.2. นำดินร่วนที่หามา ใส่ลงในกระถาง 3 ใบ

1.1.3.เตรียมน้ำที่จะรดลงในดิน ใส่ขวด ปริมาตร 100 150 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร

1.1.4.เตรียมต้นกล้าของโหระพาสำหรับปลูกในดินร่วน

1.2 ทำการทดลอง

    1.2.1 นำต้นกล้าโหระพาที่เตรียมไว้ 3 ต้น ปลูกลงไปในดินร่วนที่เตรียมไว้  

1.2.2 นำน้ำที่อยู่ในขวดปริมาตร 100 150 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร (ml) รดลงไปในดินร่วนที่ปลูกต้นโหระพาอยู่

1.2.3 สังเกตในเวลา 1 ชั่วโมง สังเกตว่า ปริมาณน้ำที่รดลงไปนั้น มีน้ำขังหรือไม่ มีการดูดซับน้ำดีหรือไม่ ต้นกล้าเฉาหรือไม่ น้ำเยอะเกินไปหรือพอดีอย่างไร แล้วบันทึกผลลงในตารางบันทึกผล

ตอนที่ 2 การศึกษาออกแบบเครื่องเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

   วิธีดำเนินการตอนที่ 2  การศึกษาออกแบบเครื่องเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จุดประสงค์

     เพื่อศึกษาการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

 สมมุติฐาน

    ถ้าการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ดังนั้น การประดิษฐ์จะสะดวกและรวดเร็ว

ตัวรางหยดน้ำระบบหยด

ใช้ท่อ PVC ขนาด 6 หุน ยาว 2 เมตร 1 ท่อ

ใช้ท่อลมออกซิเจนตู้ปลา 9 อัน

และที่ปิดท่อ 6 หุน 1 อัน

ทำท่อระบบหยดดังกล่าวจำนวน 3 ท่อ

ดังรูป

ตัวถัง

ใช้ถัง 60 ลิตร จะติดลูกลอยไว้ที่ปริมาณน้ำ 50 ลิตร เมื่อน้ำเปิดถึง 50 ลิตร น้ำจะหยุดโดยอัตโนมัติ

แล้วต่อท่อเข้าถัง ปริมาณน้ำ 10 30 40 ลิตร เลือกใช้ปริมาณน้ำตามชนิดของต้นไม้ แล้วใช้บอลวาล์วจำนวน 3 ตัว เป็นตัวเปิดปิดน้ำจากในถัง  ดังรูป

 

ตอนที่ 3 การประดิษฐ์เครื่องเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

   วิธีดำเนินการตอนที่ 3  การประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จุดประสงค์

          เพื่อศึกษาการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

 สมมุติฐาน

          ถ้าการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ เป็นไปตามที่ออกแบบไว้ ดังนั้น เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติจะได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการ

อุปกรณ์และสารเคมี

ลำดับ	รายการ	จำนวน
1	ข้อต่อนอก 3/4นิ้ว	4ตัว
2	ข้อต่อใน3/4นิ้ว	4ตัว
3	ข้อต่อใน3/4นิ้ว	4ตัว
4	วาล์ว3/4นิ้ว	4ตัว
5	สายยาง3/4นิ้ว	3เมตร
6	สายยาง1นิ้ว	1.5เมตร
7	ข้อต่อสามทาง3/4นิ้ว	2 ตัว
8	ข้องอ90˚3/4นิ้ว	4ตัว
9	ลูกลอยพลาสติก3/4นิ้ว	1ตัว
10	เข็มขัดรัดท่อ3/4นิ้ว	4ตัว
11	ถัง66ลิตร สีดำ ผิวด้าน	1ใบ
12	ท่อลมออกซิเจนตู้ปลา	9ตัว
13	ท่อ PVC 3/4นิ้ว	1ท่อน
14	ข้อต่อปิดท่อ PVC 3/4นิ้ว	1ตัว
15	ซิลิโคน ป้องกันน้ำรั่ว	1หลอด

วิธีการประดิษฐ์

   1.ตัวถัง เจาะรูน้ำเข้าที่ถัง วัดปริมาณน้ำให้ได้ 50 ลิตร

   2เจาะรูน้ำออกที่ถัง ตามตำแหน่งที่ต้องการจ่ายตามปริมาณน้ำ 10 30 และ 40 ลิตรตามลำดับ วัดปริมาณน้ำจากบนลงล่าง

   3.ประกอบชุดวาล์วลูกลอยอัตโนมัติสำหรับน้ำเข้าที่ความสูงตามปริมาณน้ำที่กำหนดไว้คือ 50 ลิตร โดยใช้วาล์วลูกลอยพลาสติกต่อเข้ากับข้องอ90˚3/4นิ้วเพื่อจ่ายน้ำเข้าและต่อเข้ากับข้อต่อใน3/4นิ้วและข้อต่อนอก3/4นิ้ว เพื่อต่อไปยังวาล์วเปิดปิดระบบเติมน้ำและสายยาง6หุนยาว1.5ม.ที่เชื่อมกับท่อน้ำประปาบ้าน

   4.ชุดท่อส่งน้ำ ประกอบชุดวาล์วน้ำออกแต่ละจุด โดยใช้ ท่อPVC3/4นิ้ว ข้อต่อนอก 3/4นิ้ว 3ตัว ข้อต่อใน3/4นิ้ว 3ตัว  ข้อต่อใน3/4นิ้ว3ตัว วาล์ว3/4นิ้ว 3ตัว ข้อต่อสามทาง 3/4นิ้ว 2 ตัว ข้องอ90˚3/4นิ้ว 2ตัว ดังภาพ...

   5.ประสานข้อต่อทุกตำแหน่งเพื่อต่อไปยังชุดท่อส่งน้ำ

   6.ชุดท่อที่ติดตั้งหัวน้ำหยด เจาะรูท่อ โดยใช้ท่อPVCยาว 2 เมตร เพื่อติดตั้งหัวน้ำหยดพร้อมติดตั้งหัวน้ำหยดหรือท่อลมออกซิเจนตู้ปลา ให้หัวน้ำหยดห่างกัน 20 ซม. ให้ได้ 9 ตัว โดยเหลือพื้นที่ไว้ให้ปลายท่อทั้งสองฝั่ง 20 ซม.ด้วย จากนั้นสวมจุกปิดท่อไว้ที่ปลายท่อด้านหนึ่ง

   7.ต่อสายยาง 1.5 ม. เข้ากับชุดท่อส่งน้ำกับท่อที่ติดตั้งหัวน้ำหยด

   8.ปิดรอยรั่วต่างรอบชุดวาล์วน้ำออกและน้ำเข้าด้วยซิลิโคน

   9.ใช้เข็มขัดรัดท่อรัดสายยางกับท่อของทุกชุดอย่างละ 2 ตัว เพื่อป้องกันไม่ให้สายยางและท่อหลุดออกจากกันเนื่องด้วยแรงดันน้ำ

ปริมาณการจ่ายน้ำ

จุดบนสุดวาล์วที่ 1 จ่ายน้ำ 10 ลิตร , จุดกลางวาล์วที่ 2 จ่ายน้ำ 30 ลิตร , จุดล่างสุดวาล์วที่ 3 จ่ายน้ำ 40 ลิตร

ตอนที่ 4 การศึกษาประสิทธิภาพเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

วิธีดำเนินการตอนที่ 4  การศึกษาประสิทธิภาพเครื่องเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จุดประสงค์

   เพื่อศึกษาประสิทธิภาพเครื่องเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

 สมมุติฐาน

    ถ้าประดิษฐ์ได้ตามที่ออกแบบเอาไว้ ดังนั้น ประสิทธิภาพของเครื่องจะได้ตามที่ต้องการ

วิธีการทดลองตอนที่ 4

    1.ชุดระบบน้ำหยดศึกษาโดย ทำการเปิดระบบน้ำที่10ลิตรก่อน จากนั้นสังเกตปริมาณน้ำที่หยดออกมาจากท่อระบบน้ำหยด ด้วยบีกเกอร์วัดปริมาณสังเกต1ชม.แรกและวัดปริมาณน้ำที่ได้ ถ้าทุกๆต้นไดรับปริมาณน้ำที่เท่ากัน แสดงว่ามีประสิทธิภาพที่ดีจะไม่มีต้นไม้ต้นใดที่ได้รับปริมาณน้อยหรือมากเกินไป คำนวณเวลาที่จะใช้รดน้ำทั้งหมดจากปริมาณน้ำครั้งแรกและเวลา1ชม.ที่ได้ทำการทดลองไป

  2.ทำการศึกษาว่าชุดระบบเติมน้ำมีการหยุดเติมน้ำที่50ลิตรจริงหรือไม่

  

ผลการดำเนินการ

ผลการทดลอง ตอนที่ 1 การศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

    ตารางบันทึกผล  ตอนที่ 1 การศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้

ปริมาตรน้ำที่ทดลอง	ผลที่ได้จากการสังเกต
100 ลูกบาศก์เซนติเมตร	จากการทดลองรดน้ำ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงในดินร่วน ผลปรากฎว่า เมื่อรดน้ำไปซักพัก น้ำจะซึมลงดิน จนแทบไม่เหลือน้ำอยู่ข้างบน คาดว่า ปริมาณน้ำอาจจะไม่พอสำหรับต้นกล้า
150 ลูกบาศก์เซนติเมตร	จากการทดลองรดน้ำ 150 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงในดินร่วน ผลปรากฎว่า น้ำส่วนนึง ซึมลงไปในดิน และเหลือน้ำอีกส่วนนึง ที่ไม่ซึมลงไป เป็นปริมาณไม่มากไม่น้อย คาดว่า เป็นปริมาณพอดี
200 ลูกบาศก์เซนติเมตร	จากการทดลองรดน้ำ 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงในดินร่วน ผลปรากฎว่า น้ำส่วนนึงซึมลงไปในอีก แต่เหลือน้ำอีกปริมาณมากที่ขังอยู่บนผิวดิน คาดว่า น้ำจะขัง และรากจะเน่าได้

 สรุปผลการทดลองตอนที่ 1

     จากการทดลองศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดต้นไม้ ผลปรากฎว่า นำที่ปริมาณ 150 ลูกบาศก์เซนติเมตร               เป็นปริมาณที่เหมาะสมที่สุด เพราะว่า น้ำไม่แห้งจนเกินไปจนไม่พอ และ น้ำไม่เยอะจนเกินไป จนเป็นน้ำขังอยู่บนผิวดิน

รูปดินที่เตรียมไว้ 3 แก้ว เปรียบเสมือน     3 กระถาง เพื่อเตรียมทดลอง

  

เราทำการรดน้ำ 100 150 200 ลูกบาศก์เซนติเมตรลงไปในดิน โดยที่ริมซ้ายสุด เป็น 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ตรงกลางเป็น 150 ลูกบาศก์เซนติเมตร และริมขวาสุดเป็น 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร สังเกตเป็นเวลา 1 ชั่วโมง

เมื่อทำการสังเกต ครบระยะเวลา                   1 ชั่วโมง จะสังเกตได้ว่า ฝั่งซ้ายสุด              จะแห้งจนไม่เหลือน้ำ ตรงกลางจะเหลือน้ำปริมาณกำลังพอดี ไม่มากไม่น้อย และฝั่งขวาสุด จะมีน้ำขังอยู่ปริมาณมาก

ผลการทดลอง ตอนที่ 2 การศึกษาการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จากการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ผลปรากฎว่า นำไปประดิษฐ์ได้จริง

ผลการทดลอง ตอนที่ 3 การศึกษาการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จากการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ผลปรากฎว่า สามารถนำไปใช้งานตามจุดประสงค์ได้ และจะได้ประสิทธิภาพ ตามการทดลองตอนที่ 4

ผลการทดลอง ตอนที่ 4 การศึกษาประสิทธิภาพเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ

จากการทดลองทำการเปิดท่อลมออกซิเจนหมุนเกลียวไป3/4รอบ แต่ละหยดจะห่างกัน 2 วินาที  ใน1ชม. จะได้ 1,800 หยด น้ำที่เราเปิดให้ต้นไม้คือ 370 ลูกบาศก์เซนติเมตร = 7,400 หยด ใช้เวลาประมาณ4ชม. จึงจะรดน้ำหมด

สรุป เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ สามารถหยุดการเติมน้ำที่ระดับน้ำ 50 ลิตรได้จริง และสามารถรดน้ำต้นไม้แบบระบบหยดได้จริง

สรุปผลการดำเนินการ/อภิปรายผลการดำเนินการ

สรุปผลการดำเนินการ

1. จากการทดลองศึกษาปริมาตรน้ำที่จะใช้รดน้ำต้นไม้ ผลปรากฎว่า น้ำที่ปริมาณ 150 ลูกบาศก์เซนติเมตร เป็นปริมาตรที่เหมาะสมที่สุดในการใช้รดน้ำต้นไม้ที่เป็นต้นกล้า 1 ต้น จากการศึกษา ต้นกล้า เป็นช่วงที่ต้องการน้ำมากที่สุด จึงต้องรดน้ำ เช้า เย็น รดครั้งละ 150-200 ลูกบาศก์เซนติเมตร จึงต้องใช้น้ำวันละ 350 - 400 ลูกบาศก์เซนติเมตร (โดยในการประดิษฐ์เราใช้370ลบ.ซม) ถ้าเป็นต้นที่เติบโตแล้ว จากการศึกษา ต้องรดน้ำ เช้า เย็น รดครึ่งละ 150 ลูกบาศก์เซนติเมตร จึงต้องใช้น้ำวันละ 300 ลูกบาศก์เซนติเมตร

2. จากการศึกษาการออกแบบเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ผลปรากฎว่า ออกแบบแล้ว สามารถหาอุปกรณ์และประดิษฐ์ได้จริง

3. จากการศึกษาการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ผลปรากฎว่า เมื่อประดิษฐ์แล้วสามารถนำไปใช้งานตามวัตถุประสงค์ได้จริง

4. จากการศึกษาประสิทธิภาพเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ผลปรากฎว่า ในการทดลองทำการเปิดท่อลมออกซิเจนหมุนเกลียวไป3/4รอบ แต่ละหยดจะห่างกัน 2วินาที  ใน1ชม. จะได้ 1,800 หยด น้ำที่เราเปิดให้ต้นไม้คือ 370 ลูกบาศก์เซนติเมตร = 7,400 หยด ใช้เวลาประมาณ4ชม. จึงจะรดน้ำหมด สรุปว่า จากการประดิษฐ์เครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ สามารถเติมน้ำและหยุดการเติมน้ำที่ระดับน้ำ 50 ลิตรจริงและสามารถรดน้ำต้นไม้ในระบบหยดได้จริง

อภิปรายผลการดำเนินการ

จากการทดลอง หาประสิทธิภาพของเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ สามารถใช้งานได้จริง               ในระบบเติมน้ำ และ การรดน้ำแบบระบบหยด เป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้

ประโยชน์ของการศึกษา

1. สามารถนำเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติไปใช้ในการเกษตรตามครัวเรือนได้

2. ทราบถึงปริมาณน้ำที่ต้นกล้าต้องการ

3. สามารถนำเครื่องรดน้ำต้นไม้แบบเติมน้ำกึ่งอัตโนมัติ ไปพัฒนาเพิ่มเติมเป็นนวัตกรรมใหม่ๆได้

ข้อเสนอแนะ

  -  ควรทดลองอุปกรณ์อื่นในการหยุดน้ำ ที่นอกเหนือจากลูกลอย

  -  ควรขยายพื้นที่ในการรดน้ำให้มากกว่าเดิม