เกษตรกร 4.0 ไม่ใช่แค่ฝัน! วิทยาศาสตร์ฯ มธ. โชว์ “สมาร์ทฟาร์มคิท”

เกษตรกร 4.0 ไม่ใช่แค่ฝัน! วิทยาศาสตร์ฯ มธ. โชว์ “สมาร์ทฟาร์มคิท”
นวัตกรรมที่เกษตรกรไทยทุกคนเข้าถึงได้ ด้วยต้นทุนต่ำสุดเพียง 1,000 บาท !!

กรุงเทพฯ 26 เมษายน 2560 – คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (มธ.) เปิดตัว “สมาร์ทฟาร์มคิท” ชุดอุปกรณ์ควบคุมการรดน้ำอัจฉริยะต้นทุนต่ำ เสริมแกร่งเกษตรกรไทยยุค 4.0 รับภัยแล้ง พึ่งพาตนเองได้อย่างยั่งยืน ผ่านส่วนประกอบ 3 ส่วน คือ 1) ระบบควบคุมการเปิด-ปิดน้ำ การสั่งเปิด-ปิดระบบรดน้ำพืชผลในแปลงเกษตร พร้อมตั้งเวลาเปิด-ปิดน้ำได้ตามต้องการ

2) ระบบเซ็นเซอร์ติดตามสภาพอากาศ การตรวจวัดอุณหภูมิและความชื้นในดินให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม 3) ระบบสั่งการผ่านสมาร์ทโฟน การติดตามผล พร้อมสั่งรดน้ำและให้ปุ๋ยแก่พืชตามต้องการ ทั้งนี้ สมาร์ทฟาร์มคิท ช่วยควบคุมปริมาณการใช้น้ำตามเวลาที่กำหนดทำให้ช่วยลดการใช้น้ำในการเกษตรได้ไม่ต่ำกว่า 3 เท่า และยังถือเป็นการกระจายองค์ความรู้นวัตกรรมเพื่อประยุกต์ใช้จริงในการเกษตรด้วยต้นทุนที่ต่ำที่เกษตรกรเข้าถึงได้ โดยเกษตรกรสามารถหาซื้ออุปกรณ์ต่างๆ เพื่อนำมาประกอบเองได้ในงบประมาณเริ่มต้น 1,000 บาท สามารถใช้กับพื้นที่แปลงเกษตรขนาด 1 ตารางกิโลเมตร หรือ 625 ไร่ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารจัดการน้ำในแปลงเกษตร

สำหรับเกษตรกรที่สนใจ สามารถขอรับคำปรึกษาได้โดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ได้ที่ 089-446-1900 สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ หมายเลขโทรศัพท์ 02-564-4482 (สาขาเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนายั่งยืน) และ 02-564-4488 (สาขาเทคโนโลยีการเกษตร) หรือเข้าไปที่ www.sci.tu.ac.th

รศ.ปกรณ์ เสริมสุข คณบดีคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มธ. กล่าวว่า “ช่วงน้ำแล้ง” ถือเป็นมหันตภัยร้ายของเกษตรกรไทยที่จะต้องประสบในทุกๆ ปี เนื่องจากเมื่ออยู่ในภาวะน้ำแล้ง การสูบน้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาตินั้นย่อมเป็นไปได้ยาก ดังนั้น เกษตรกรไทยยุคใหม่ จึงจำเป็นต้องปรับตัวให้ทันผ่านการนำเทคโนโลยีและนวัตกรรมมาประยุกต์ใช้ สู่ “เกษตรกรไทย 4.0” ที่สามารถประยุกต์ใช้เทคโนยีเข้ากับวิถีการเกษตรได้อย่างชาญฉลาด อีกทั้งยังสามารถพึ่งพาตนเองได้อย่างยั่งยืน เพื่อเป็นการขจัดปัญหาการสูญเสียทรัพยากรต่างๆ โดยไม่จำเป็น พร้อมทั้งยังได้ผลผลิตที่มีคุณภาพดียิ่งขึ้น โดยล่าสุด คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มธ. ในฐานะผู้เชี่ยวชาญในการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสู่นวัตกรรมใหม่ที่เอื้อประโยชน์แก่สังคม จึงได้วิจัยและพัฒนาองค์ความรู้ “สมาร์ทฟาร์มคิท” ชุดอุปกรณ์ควบคุมระบบรดน้ำอัจฉริยะต้นทุนต่ำ เพื่อเสริมแกร่งเกษตรกรไทยผ่านการกระจายองค์ความรู้ให้เกษตรกรสามารถเข้าถึงนวัตกรรม และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้จริงในการเกษตร อันจะนำไปสู่การพึ่งพาตนเองได้อย่างยั่งยืน สอดคล้องกับแนวคิดของมหาวิทยาลัยที่ว่า “มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์...มหาวิทยาลัยเพื่อประชาชนอย่างแท้จริง”

รศ.ดร. สุเพชร จิรขจรกุล สาขาวิชาเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนายั่งยืน คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มธ. กล่าวว่า จากการเล็งเห็นถึงปัญหาของระบบการจัดการน้ำในช่วงหน้าแล้งของเกษตรกรไทยในหลายพื้นที่ที่จะต้องสูญเสียเวลา และค่าใช้จ่ายจำนวนมากไปกับการจัดการต่างๆ เพื่อบำรุงดินและผลผลิตทางการเกษตร คณาจารย์ในทีมวิจัยฯ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มธ. จึงได้ร่วมกันพัฒนาอุปกรณ์ “สมาร์ทฟาร์มคิท (Smart Farm Kit)” ระบบควบคุมการรดน้ำอัจฉริยะต้นทุนต่ำ ที่เกษตรกรไทยยุค 4.0 สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในพื้นที่เกษตรของตนได้ เพื่อเป็นการลดความสูญเสียดังกล่าว ผ่านการบูรณาการองค์ความรู้ร่วมกันระหว่างทีมนักวิจัยใน 2 สาขาวิชา คือ สาขาวิชาเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนายั่งยืน และเทคโนโลยีการเกษตรเข้าด้วยกัน โดยระบบสมาร์ทฟาร์มคิททำให้ระบบมีการใช้น้ำที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น จึงสามารถช่วยลดการใช้น้ำในการเกษตรได้ไม่ต่ำกว่า 3 เท่า

รศ.ดร. สุเพชร กล่าวต่อว่า สำหรับชุดอุปกรณ์สมาร์ทฟาร์มคิท เป็นการทำงานร่วมกันระหว่าง 3 อุปกรณ์ ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
• ระบบควบคุมการเปิด-ปิดน้ำ โดยภายในจะมีบอร์ดไมโครคอนโทลเลอร์ที่ช่วยควบคุมอุปกรณ์เปิด-ปิดไฟฟ้า (Relay) ที่ทำหน้าที่เปิดปิดวงจรไฟฟ้าในชนิดเดียวกับสวิตซ์ไฟฟ้า โดยจะสามารถสั่งเปิด-ปิดปั๊มน้ำ สำหรับรดน้ำผักในแปลงเกษตรได้ อีกทั้งยังสามารถตั้งเวลาเปิด-ปิดน้ำได้ตามความต้องการของชนิดพืช ยกตัวอย่างเช่น สั่งเปิดระบบไฟฟ้าของปั๊มน้ำทุกๆ 8.00 น. โดยรดน้ำเป็นเวลา 5 นาที เป็นต้น ทำให้ช่วยลดความกังวลที่เกษตรกรต้องเดินทางไปต่างจังหวัดหลายวัน ไม่มีเวลาดูแลรดน้ำพืชผล ก็ให้ใช้อุปกรณ์รดน้ำอัตโนมัติช่วยควบคุมการรดน้ำได้

• ระบบเซ็นเซอร์ติดตามสภาพอากาศ จะเป็นการตรวจวัดปัจจัยสภาพแวดล้อมของแปลงเกษตรใน 2 รูปแบบ คือ 1) การตรวจวัดอุณหภูมิ ในกรณีที่สภาพแวดล้อมของแปลงมีอุณหภูมิเกินที่กำหนด เช่น อุณหภูมิสูงเกิน 35 องศา ระบบจะทำการสั่งเปิดปั๊มน้ำเป็นระบบน้ำหยด หรือ สปริงเกลอร์ จนกว่าอุณหภูมิจะลดระดับ 2) การวัดความชื้นในดิน ในกรณีที่ตรวจพบความชื้นในอากาศต่ำกว่าที่กำหนด เช่น ความชื้นในดินที่ต่ำกว่า 50% ระบบก็จะสั่งรดน้ำโดยอัตโนมัติ

• ระบบสั่งการและแจ้งเตือนผ่านสมาร์ทโฟน จะเป็นการส่งข้อความแจ้งเตือน พร้อมแสดงผลสภาพอากาศบริเวณพื้นที่แปลงเกษตร ผ่านระบบ Line Notify บนสมาร์ทโฟนของเกษตรกร เช่น อุณหภูมิที่ร้อน ความชื้นในดินที่แล้ง และปริมาณน้ำที่ลดน้อยลง ฯลฯ เพื่อเป็นการอำนวยความสะดวก เพิ่มประสิทธิภาพ และประหยัดเวลาของเกษตรในการควบคุมและสั่งเปิด-ปิดระบบรดน้ำปุ๋ย รวมถึงน้ำสมุนไพรสำหรับป้องกันแมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตลอดจนหาแนวทางการป้องกันและกำจัดโรคให้ทันท่วงที เพื่อเพิ่มคุณภาพของผลิตผลทางการเกษตร

ทั้งนี้ สมาร์ทฟาร์มคิท ถือเป็นการกระจายองค์ความรู้นวัตกรรม เพื่อประยุกต์ใช้จริงในการเกษตรด้วยต้นทุนต่ำที่เกษตรกรสามารถเข้าถึงได้ โดยสามารถหาซื้ออุปกรณ์ต่างๆ เพื่อนำมาประกอบเองได้ในงบประมาณ 1,000 บาท หรือหากในกรณีที่เกษตรกรไม่มีทักษะทางด้านเทคโนโลยีพื้นฐาน สามารถขอคำแนะนำ และเข้ามาศึกษาดูงานที่แปลงสาธิตเกษตรฯ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยอุปกรณ์สมาร์ทฟาร์มคิท 1 ชุด สามารถใช้กับพื้นที่แปลงเกษตรขนาด 1 ตารางกิโลเมตร หรือ 625 ไร่ ซึ่งโดยปกติหากเกษตรต้องการติดตั้งระบบรดน้ำอัตโนมัติ พร้อมติดตามผลสภาพอากาศของพื้นที่เกษตร อาจจะมีค่าใช้จ่ายอุปกรณ์และค่าดำเนินการติดตั้งราคาสูง ทั้งนี้ สำหรับเกษตรกรที่สนใจชุดอุปกรณ์สมาร์ทฟาร์มคิท สามารถขอรับคำปรึกษาได้ฟรี โดยไม่มีค่าใช้จ่าย นอกจากนี้ เกษตรกรในพื้นที่จังหวัดกรุงเทพฯ และปริมณฑล ยังสามารถติดต่อเจ้าหน้าที่ผู้เชี่ยวชาญเพื่อขอดูงานที่แปลงสาธิตเกษตร คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มธ. ศูนย์รังสิต และให้คำแนะนำการเลือกซื้อและการใช้งานอุปกรณ์ได้ฟรีเช่นกัน รศ.ดร. สุเพชร กล่าว

ดังนั้น การที่เกษตรกรไทย จะก้าวสู่เกษตรกร ยุค 4.0 จึงไม่ใช่แค่ความฝัน เพราะในปัจจุบันเกษตรกรไทยมีความใกล้ชิดกับเทคโนโลยีและนวัตกรรมสมัยใหม่เป็นอย่างมาก จากนโยบายไทยแลนด์ 4.0 ของรัฐบาล ที่มุ่งส่งเสริมให้ในหลายภาคส่วนนำเทคโนโลยีเข้ามาปรับใช้ หากแต่เกษตรกรในบางกลุ่ม ยังมีข้อจำกัดในการนำเทคโนโลยีดังกล่าว เข้ามาประยุกต์ใช้ให้สอดคล้องกับวิถีการทำการเกษตร ซึ่งหากเกษตรกรมีความกระตือรือร้นเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ๆ ก็จะสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับพื้นที่เกษตรของตนได้อย่างหลากหลาย นับตั้งแต่ต้นน้ำ กลางน้ำ ปลายน้ำ ที่ทีมคณาจารย์คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ได้รวมตัวกันวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมเพื่อนำไปสู่การพัฒนาการเกษตรยุค 4.0 ด้วยการใช้เทคโนโลยียืดอายุ พร้อมคงความสดให้กับอาหาร จากแปลงเกษตรไปสู่ตลาดรับซื้อ ที่ช่วยให้เกษตรกรมีรายได้ที่เพิ่มขึ้น จากการแปรรูปอาหารหรือสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับผลิตภัณฑ์ และสามารถขยายกลุ่มเป้าหมายไปสู่ตลาดใหม่หรือตลาดออนไลน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รศ.ดร. สุเพชร กล่าวทิ้งท้าย
สามารถสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ หมายเลขโทรศัพท์ 02-564-4482 (สาขาเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนายั่งยืน) และ 02-564-4488 (สาขาเทคโนโลยีการเกษตร) หรือเข้าไปที่ www.sci.tu.ac.th

สมาร์ทฟาร์มคิท – ชุดอุปกรณ์สมาร์ทฟาร์มต้นทุนต่ำ สำหรับเกษตรกรไทยทุกคน

1. ระบบ Arduino พร้อม Sensor ที่ตรวจวัดและติดตามการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและความชื้นดินในแปลงเพาะปลูก ทำให้เกิดระบบเกษตรแม่นยำสูง ช่วยควบคุมให้สภาพแวดล้อมอยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับพืช โดยในชุดจะประกอบด้วย

1.1 บอร์ด ESP8266 NodeMCU เป็นอุปกรณ์ไมโครคอนโทรเลอร์ (Microcontroller) ตระกูล AVR ที่มีการพัฒนาแบบ Open Source คือมีการเปิดเผยข้อมูลทั้งด้าน Hardware และ Software ตัว ที่แพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน เราเรียกว่า บอร์ด Arduino อ่านว่า (อา-ดู-อิ-โน่ หรือ อาดุยโน่) ซึ่งบอร์ดได้ถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้ง่าย เพื่อให้ผู้ใช้งานยังสามารถดัดแปลง เพิ่มเติม พัฒนาต่อยอดทั้งตัวบอร์ด หรือเขียนโปรแกรมต่อยอดได้อีกด้วย ซึ่งผู้ใช้งานสามารถเลือกใช้บอร์ดชนิดต่างๆ ได้ตามความเหมาะสม
1.1.1 อุปกรณ์ชุดนี้เป็นเสมือนสมองกลที่ผู้ใช้งานสามารถเขียนโปรแกรมกำหนด ช่วงเวลาในระบบทำงาน เช่น การสั่งอุปกรณ์ต่างๆ ที่มาเชื่อมต่อผ่าน Port หรือ Pin หมายเลขต่างๆ บนบอร์ด ผู้ใช้งานจึงนิยมนำอุปกรณ์ควบคุม หรือเซนเซอร์ตรวจวัดต่างๆ มาเชื่อมบน Pin ของบอร์ดได้สะดวก

1.1.2 ผู้ใช้งานเขียนโปรแกรม เพื่อควบคุมอุปกรณ์ Arduino รุ่น ESP8266 NodeMCU ให้เชื่อมต่อกับ WIFI ที่บ้าน หรือผ่านอุปกรณ์สมาร์ทโฟนที่ให้สัญญาณ WIFI จากนั้นอุปกรณ์ Arduino จะส่งข้อมูลเชื่อมต่อไปยัง Cloud Server หรือ Web server ที่ผู้ใช้เข้ารหัสมาฝากข้อมูลไว้ เพื่อใช้งานแสดงผลข้อมูล หรือควบคุมการเปิดปิดผ่านหน้าต่างที่ออกแบบควบคุมอีกส่วนหนึ่ง

1.2 อุปกรณ์ควบคุมการเปิดปิดไฟฟ้า หรือเรียกว่า รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่นำมาเชื่อมต่อเข้ากับ Pin ของ ESP8266 NodeMCU อุปกรณ์รีเลย์จะถูกควบคุมให้ทำหน้าที่ตัดต่อวงจรไฟฟ้าแบบเดียวกับสวิตช์ไฟฟ้า โดยควบคุมการทำงานด้วยไฟฟ้า ขนาด 3.3 -5 V. และผู้ใช้งานก็สามารถเลือกใช้ Relay ที่มีอยู่ตามท้องตลาดหลายประเภท และหลายขนาด ที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

ยกตัวอย่างเช่น ในกรณีที่นำปั๊มสูบน้ำ ในแปลงเกษตร ที่จะสูบเพื่อรดน้ำต้นไม้ และผักต่างๆ ในแปลง ให้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์รีเลย์นี้ แล้วผู้ใช้งานจะต้องเขียนโปรแกรมให้ Arduino มาควบคุมการทำงานเปิดหรือปิดอุปกรณ์รีเลย์ ให้เปิดปิดไฟตามที่กำหนดเช่น เปิดปิดระบบไฟฟ้าของปั๊มสูบน้ำทุก 8.00 น. และรดน้ำไป 5-10 นาที ตามความต้องการชนิดพืช
1.3 อุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ และความชื้นในอากาศ ด้วย DHT22 หรืออาจจะใช้รุ่นที่มีคุณสมบัติที่ดีกว่า หรือใกล้เคียงกันได้ เช่น DHT11 หรือ DHT21 โดยผู้ใช้งานต้องติดตั้งเซนเซอร์ DHT22 เข้ากับ Pin ของ ESP8266 NodeMCU เพื่อให้รับค่าจากอุปกรณ์เซนเซอร์ โดยค่าที่ตรวจวัดได้นั่น ได้แก่ ความชื้นในอากาศ และอุณหภูมิในอากาศ ซึ่งผู้ใช้จะนำไปเป็นปัจจัยในการควบคุมอุปกรณ์ Relay ได้อีกด้วย เช่น
• ระบบควบคุมอุณหภูมิในแปลงเกษตร โดยผู้ใช้งานสามารถแก้ไขโปรแกรมเพื่อกำหนดเงื่อนไขให้ ESP8266 NodeMCU ตรวจวัดระดับของอุณหภูมิ เช่น ในกรณีที่พบว่าอุณหภูมิร้อนเกินที่กำหนดเช่น 35 องศาเซลเซียส ที่ตรวจวัดได้ด้วย DHT22 ให้ไปสั่งการให้ Relay เปิดไฟปั๊มน้ำสูบน้ำ ให้น้ำทางระบบน้ำหยด หรือสปริงเกลอร์
• ระบบความคุมความชื้นอากาศในแปลงเกษตร ผู้ใช้งานสามารถแก้ไขโปรแกรมเพื่อกำหนดเงื่อนไขให้ ในกรณีที่ตรวจพบว่า ความชื้นในอากาศต่ำกว่าที่กำหนด เช่น 50% ก็สามารถให้ปั๊มน้ำสูบน้ำทำงาน

การนำระบบควบคุมความชื้นในอากาศประยุกต์ใช้กับงานตามต้องการได้ เช่น ระบบควบคุมอุณหภูมิความชื้นในโรงเพาะเห็ด ระบบควบคุมอัตโนมัติ หรือจะใช้ทำเป็นเซนเซอร์เล็ก ๆ สำหรับมอนิเตอร์อุณหภูมิความชื้นในสถานที่ต่าง ๆ การใช้งานเซนเซอร์อุณหภูมิและความชื้นร่วมกับ Arduino สามารถทำได้โดยง่าย เพราะมีไลบารีมาให้พร้อมใช้งาน เพียงแค่คัดลอกไปวางก็สามารถดึงค่าอุณหภูมิและความชื้นออกมาได้แล้ว
1.4 อุปกรณ์ Soil Moisture Sensor เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งเชื่อม Pin กับ ESP8266 NodeMCU เพื่อตรวจวัดความชื้นดิน โดยผู้ใช้นำอุปกรณ์ปักไว้บนผิวหน้าดินในระดับที่เหมาะสม แล้วใช้การวัดค่าความต้านทานระหว่างอิเล็กโทรดที่ชุบโลหะเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชั่น เพิ่มอายุการใช้งานและลดการสึกหรอเนื่องจากความชื้น แต่ก็มีข้อจำกัดด้านอายุการใช้งานและสภาพดินที่เป็นกรดมากเกินไป อายุการใช้งานก็จะสั้นลงไป

ผู้ใช้งานก็นำมาเชื่อมต่อกับ ESP8266 NodeMCU แล้วเขียนโปรแกรมเพื่อกำหนด ระดับความชื้นดินที่ต่ำกว่าค่าที่กำหนดเช่น ถ้าความชื้นดินต่ำกว่า 50% ให้ระบบเปิดไฟปั๊มน้ำให้ สูบน้ำเข้าสู่ท่อ PE เพื่อให้น้ำผ่านน้ำหยด หรือสปริงเกลอร์ ซึ่งเหมาะสมกับการใช้งานเพื่อการทำระบบรดน้ำอัตโนมัตินำระบบมาประกอบใส่กล่องอุปกรณ์ แล้วติดตั้ง เพื่อใช้งานประยุกต์ได้ตามงบประมาณ และความเหมาะสม

การเขียนโปรแกรมเพื่อเชื่อมโยงกับระบบ Cloud Server
2. ระบบ IoT ที่ส่งข้อมูลผ่าน Cloud และเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตเพื่อติดตามข้อมูลสภาพอากาศ อุณหภูมิ ความชื้น และความชื้นดิน ได้แบบ Real-time ทันเวลา ซึ่งส่วนนี้จำเป็นต้องอาศัยพึ่งพาผู้เขียนโปรแกรมช่วยพัฒนาเชื่อมต่อระบบของเราเข้ากับ Server เพื่อให้สะดวกต่อการใช้งานผ่านสมาร์ทโฟน หรือ Computer Notebook เพื่อติดตามสภาพอากาศ และดิน ในแปลงที่ปลูก และควบคุมการเปิดปิดปั๊มสูบน้ำ เพื่อรดน้ำต้นไม้ หรือจะให้ระบบทำงานอัตโนมัติ ได้ตามสะดวก