KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

ระบบไฮโดรโปนิกส์แบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับใช้ในครัวเรือน

รายละเอียด

ระบบไฮโดรโปนิกส์แบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับใช้ในครัวเรือนได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบโจทย์ผู้ที่มีพื้นที่น้อยแต่ต้องการปลูกผักสลัดเองในบ้านอย่างสะดวกและง่ายดาย ระบบนี้ออกแบบมาให้สามารถควบคุมการให้ธาตุอาหารโดยอัตโนมัติผ่านการตั้งค่าสภาพการนำไฟฟ้า (EC) และ pH ที่เหมาะสมสำหรับผักสลัดที่ต้องการปลูก มีแสงประดิษฐ์ร่วมเพื่อให้สามารถปลูกในพื้นที่จำกัดที่อาจมีแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอได้ และยังเป็นระบบที่มีต้นทุนต่ำกว่าที่มีจำหน่ายในท้องตลาด จากการตรวจสอบระบบการควบคุมค่า EC และ pH พบว่าระบบปลูกนี้สามารถทำงานได้ดีและควบคุมการให้ธาตุอาหารจนถึงค่า EC และ pH ที่ตั้งไว้ได้ภายในเวลาไม่เกิน 30 นาที และรักษาค่าที่ตั้งไว้ได้ตลอดการเปิดทำงานของระบบ ในการทดลองปลูกผักสลัดกรีนโอ๊คโดยจำลองการตั้งระบบปลูกบริเวณระเบียง พบว่าต้นกรีนโอ๊คมีการเจริญเติบโตด้วยอัตราการเติบโตที่สูงกว่าการปลูกตามปกติ โดยเฉพาะเมื่อใช้แสงประดิษฐ์ร่วม

วัตถุประสงค์

ในการปลูกผักไร้ดินหรือไฮโดรโปนิกส์ (Hydroponics) เกิดขึ้นจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1930 ที่ต้องการหาวิธีการปลูกพืชโดยไม่ต้องใช้ดิน ซึ่งเหมาะกับการปลูกพืชในพื้นที่จำกัดหรือในเขตที่ขาดแคลนดินเพาะปลูก การค้นคว้าในเรื่องนี้พบว่าพืชต้องการธาตุอาหารที่ละลายในน้ำเพื่อเจริญเติบโตได้ดีและสามารถควบคุมคุณภาพของสารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในยุคปัจจุบัน การปลูกผักไร้ดินได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากสามารถใช้พื้นที่เพาะปลูกอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การปลูกในอาคารหรือพื้นที่เมืองที่จำกัด ลดปริมาณการใช้น้ำด้วยการหมุนเวียนน้ำกลับมาใช้ซ้ำ อีกทั้งยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยด้านอาหาร เนื่องจากลดความเสี่ยงจากการปนเปื้อนของโรคพืชและแมลงที่อยู่ในดิน การปลูกผักไร้ดินยังสามารถให้ผลผลิตได้ตลอดทั้งปี ไม่ขึ้นกับฤดูกาล ช่วยสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารในเมืองใหญ่และสอดคล้องกับแนวคิดการเกษตรยั่งยืน เพื่อให้การปลูกผักสลัดเป็นเรื่องที่ง่ายขึ้นและลดอุปสรรคในการจัดการการใส่ปุ๋ยให้เหมาะสม ผู้ศึกษาได้สนใจที่จะพัฒนาระบบไฮโดรโปนิกส์แบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับใช้ในครัวเรือนที่สามารถทำงานได้ด้วยตัวเองเพื่อสนับสนุนผู้ปลูกที่เริ่มต้นใหม่หรือผู้ที่ขาดประสบการณ์ด้านการเกษตรระบบที่พัฒนาขึ้นนี้ถูกออกแบบมาเพื่อลดความซับซ้อนในการคำนวณปริมาณปุ๋ยที่เหมาะสมรวมถึงการเติมปุ๋ยในเวลาที่เหมาะสม นอกจากช่วยประหยัดเวลาและแรงงานแล้วระบบนี้ยังมีความสามารถในการปรับปริมาณปุ๋ยให้สอดคล้องกับการเจริญเติบโตของผักสลัดในแต่ละช่วง ส่งผลให้ผู้ปลูกผักสลัดสามารถมั่นใจได้ว่าผักจะได้รับสารอาหารที่จำเป็นอย่างครบถ้วน ทำให้ผลผลิตมีคุณภาพสูงและมีโอกาสสำเร็จในการปลูกมากขึ้น

นวัตกรรมอื่น ๆ

การพัฒนาระบบอัตโนมัติเพื่อการเพาะเลี้ยงปลากัดอย่างแม่นยำ

คณะเทคโนโลยีการเกษตร

การพัฒนาระบบอัตโนมัติเพื่อการเพาะเลี้ยงปลากัดอย่างแม่นยำ

ปลากัด (Betta splendens) เป็นปลาสวยงามที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจที่มีการส่งออกมากเป็นอันดับที่ 1 ของปลาสวยงามของประเทศ แต่มีข้อจำกัดในการเพิ่มกำลังผลิตปลากัด เนื่องจากการแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ และการขาดแคลนแรงงานคนไทย งานวิจัยนี้ต้องการพัฒนา 2 ระบบ คือ ระบบอนุบาลลูกปลากัดและระบบเลี้ยงปลากัดขนาดตลาดโดยการใช้ระบบเทคโนโลยีอัตโนมัติอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมคุณภาพน้ำในระบบและลดการใช้แรงงาน การพัฒนาต้นแบบระบบอนุบาลลูกปลากัดและระบบเลี้ยงปลากัดขนาดตลาด โดยใช้ระบบอัตโนมัติอย่างแม่นยำมี 2 ระบบ ได้แก่ ระบบนำของเสียบางส่วนที่เกิดจากการเลี้ยงไปใช้ประโยชน์ (minimal-waste) และระบบบำบัดน้ำทั้งหมดที่เกิดจากการเลี้ยงกลับมาใช้ใหม่ (zero-waste) เพื่อแก้ปัญหาทั้งด้านคุณภาพน้ำ สวัสดิภาพสัตว์ และแรงงานที่ใช้ในการเลี้ยงปลากัด จากงานทดลองพบว่า ทำให้ปลากัดมีอัตรารอดที่ดีกว่าระบบดั้งเดิมร้อยละ 10-15 เมื่อพิจารณาถึงผลตอบแทนสุทธิ ระบบ zero waste เป็นระบบที่ให้ผลตอบแทนสูงที่สุด

ออกแบบวงจรสำหรับการควบคุมเครื่องผลิตไฮโดรเจนโดยใช้แหล่งจ่ายจากเซลล์โฟโตโวลเทอิก

คณะวิศวกรรมศาสตร์

ออกแบบวงจรสำหรับการควบคุมเครื่องผลิตไฮโดรเจนโดยใช้แหล่งจ่ายจากเซลล์โฟโตโวลเทอิก

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนา ระบบแปลงพลังงานไฟฟ้า เพื่อควบคุมการจ่ายพลังงานจาก โซล่าร์เซลล (PV) ไปยัง เครื่องผลิตไฮโดรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน ตามแนวทาง RE100 โดยเฉพาะไฮโดรเจนสีเขียว ที่ได้จากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสน้ำโดยใช้พลังงานสะอาดจากโซล่าร์เซลล์ ซึ่งไม่ก่อให้เกิดมลพิษ โครงสร้างของระบบที่นำเสนอในงานวิจัยนี้ประกอบด้วย อินเวอร์เตอร์ NPC แบบ 3 ระดับ (Three-Level NPC Inverter), หม้อแปลง, วงจรเรียงกระแสแบบเต็มลูกคลื่น และวงจรกรองความถี่ เพื่อปรับปรุงคุณภาพของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ การออกแบบและจำลองระบบดำเนินการโดยใช้ MATLAB และ Simulink เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวงจรและวิเคราะห์ผลลัพธ์ นอกจากนี้ ยังใช้ระบบควบคุม ไมโครคอนโทรลเลอร์ร่วมกับวงจรขับเกต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส โดยช่วยลดการสูญเสียพลังงาน และการออกแบบนี้สามารถแปลงพลังงาน PV ไปเป็นแรงดันและกระแสที่เหมาะสมสำหรับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตไฮโดรเจนไว้

มิเตอร์ตรวจปรอทแบบพกพา

คณะวิทยาศาสตร์

มิเตอร์ตรวจปรอทแบบพกพา

งานวิจัยนี้ เสนอการสร้างอุปกรณ์ต้นแบบ "มิเตอร์ตรวจปรอทแบบพกพา" (Handheld Mercury Meter) โดยใช้ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าชนิดไวต่อไอออนเป็นแพลตฟอร์มในการตรวจวัดตามหลักการโพเทนชิโอเมตรี ได้สังเคราะห์เยื่อเลือกผ่านที่มีความจำเพาะเจาะจงกับปรอท (II) พบว่ามิเตอร์ที่พัฒนาขึ้น ตอบสนองต่อปรอทได้ดี มีความแม่นและความเที่ยงสูง (ค่าร้อยละของการวิเคราะห์คืนกลับอยู่ในช่วง 92.55 – 109.32 และค่าร้อยละส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์เท่ากับ 2.38) เมื่อนำไปประยุกต์ใช้กับตัวอย่างน้ำและเครื่องสำอางที่มีการเติมสารมาตรฐานปรอทลงไป พบว่าผลการวิเคราะห์ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 เมื่อเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์ด้วยวิธีเชิงเครื่องมือ (ICP-OES) ซึ่งเป็นเครื่องขนาดใหญ่ นำไปใช้กับงานภาคสนามไม่ได้