การประเมินสมรรถนะในระดับห้องปฏิบัติการของเซนเซอร์วัดความชื้นดิน ชนิดคาปาซิทีฟต้นทุนต่ำสำหรับดินเนื้อละเอียดและดินเนื้อปานกลาง

Laboratory performance evaluation of a low-cost capacitive soil moisture sensor for fine- and medium-textured soils

Name: ณัฐฏ์พล เลาวัฒนารัศมี

Address: -

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน

Name: พงศกร หีบแก้ว

Address: -

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน

Name: วัชรชัย ใจน้ำ

Address: -

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน

Name: นภัสกร ชุลี

Address: -

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน

Name: ชูพันธุ์ ชมภูจันทร์

Address: -

Organization : คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน

keyword: เซนเซอร์วัดความชื้นดินชนิดคาปาซิทีฟ

ThaSH: ความชื้นในดิน

; ความชื้นในดินโดยปริมาตร

ThaSH: เซนเซอร์วัดความชื้นดิน

; การประเมินสมรรถนะในระดับห้องปฏิบัติการ

; laboratory performance evaluation

; volumetric water content

; capacitive soil moisture sensor

Abstract: เซนเซอร์วัดความชื้นในดินแบบ IoT โดยเฉพาะชนิดคาปาซิทีฟเป็นเครื่องมือสำคัญที่นิยมใช้งานในงานด้านการชลประทานแม่นยำ เนื่องจากมีราคาถูกและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความชื้นในดินได้รวดเร็ว อย่างไรก็ตามเซนเซอร์ชนิดคาปาซิทีฟต้นทุนต่ำส่วนมากจำเป็นต้องได้รับการเทียบมาตรฐานที่ถูกต้องให้เป็นค่าความชื้นในดิน ซึ่งจะมีความจำเพาะเจาะจงต่อเนื้อดินในพื้นที่เกษตรกรรม งานวิจัยนี้เลือกใช้เซนเซอร์ Soil Stick ซึ่งเป็นเซนเซอร์ที่มีจำหน่ายในประเทศไทย ทำการเทียบมาตรฐานกับดินเนื้อละเอียดและดินเนื้อปานกลางจากพื้นที่เกษตรกรรมในจังหวัดเพชรบุรี โดยสมการเทียบมาตรฐานจะเป็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าจากเซนเซอร์ที่เชื่อมต่อกับบอร์ด NodeMCU ESP32 กับค่าความชื้นในดินโดยปริมาตร ผลการวิจัยพบว่า สมการเทียบมาตรฐานอยู่ในรูปสมการพหุนามดีกรีที่ 3 โดยมีค่า RMSE เท่ากับ 0.07 cm3.cm-3 จากนั้นประเมินสมรรถนะการตรวจวัดความชื้นในดินด้วยเซนเซอร์ Soil Stick ที่เทียบมาตรฐานแล้ว เปรียบเทียบกับเซนเซอร์ SM100 ซึ่งเป็นเซนเซอร์ที่ได้รับการเทียบมาตรฐานในเนื้อดินหลายกลุ่มจากโรงงานผลิต พบว่า ค่า RMSE ของเซนเซอร์ Soil Stick เท่ากับ 0.07 cm3.cm-3 ซึ่งต่ำกว่ากับเซนเซอร์ SM100 ที่มีค่า RMSE เท่ากับ 0.08 cm3.cm-3 นอกจากนี้ จากค่าดัชนีความเชื่อมั่นของการตรวจวัดพบว่า เซนเซอร์ Soil Stick มีค่า 0.78 แปลผลได้ว่ามีสมรรถนะในการตรวจวัดอยู่ในเกณฑ์ดีมาก ในขณะที่เซนเซอร์ SM100 มีค่าดัชนีความเชื่อมั่นของการตรวจวัด 0.66 แปลผลได้ว่ามีสมรรถนะในการตรวจวัดอยู่ในเกณฑ์ดี ผลจากการปรับเทียบมาตรฐานทำให้เซนเซอร์มีความแม่นยำในการตรวจวัดความชื้นดินและสามารถนำเซนเซอร์ไปใช้งานเพื่อควบคุมปริมาณการให้น้ำชลประทานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Abstract: IoT soil moisture sensors, especially capacitive types, play a vital role in precision irrigation due to offering cost-effective and rapid soil moisture monitoring. However, low-cost capacitive sensors often require accurate calibration specific to agricultural soil textures. This study focuses on calibrating Soil Stick sensors, commercially available in Thailand, using fine and medium-textured soils from agricultural areas in Phetchaburi Province. The calibration process establishes an equation relating the sensor's output voltage, connected to the NodeMCU ESP32 microcontroller board, to volumetric water content. The calibration results revealed a third-degree polynomial equation with an RMSE value of 0.07 cm3.cm-3. The performance evaluation was conducted using the calibrated Soil Stick sensor compared to the SM100 sensor, a factory-calibrated for various soil types. The Soil Stick sensor exhibited a lower RMSE value of 0.07 cm3.cm-3, whereas the SM100 sensor had an RMSE value of 0.08 cm3 cm-3. Furthermore, the confidence index of measurement (CI) demonstrated that the Soil Stick sensor achieved a value of 0.78, indicating a very good measurement performance, while the SM100 sensor yielded a CI of 0.66, denoting good measurement performance. The sensor's accuracy in soil moisture measurement was enhanced through calibration, enabling efficient control in irrigation applications.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: พระนครศรีอยุธยา

Email: library@rmutsb.ac.th

Created: 2566

Modified: 2568-05-15

Issued: 2568-05-15

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : วารสารวิชาการ มทร.สุวรรณภูมิ. ปีที่ 11, ฉบับที่ 2 (ก.ค.-ธ.ค.. 66), หน้า 254-264

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	129 Rmutsb 68.pdf	688.64 KB

ใช้เวลา

0.041429 วินาที