Development of Soil Humidity Measurement using Multi-Level Capacitance Technique

Abstract

Results of the Thai Agricultural Statistics Survey 2019, it was found that more than 58.98 million acres of agricultural land were used and has an export value of agricultural products more than 1.315 trillion baht. But at present, farmers in many areas face the water scarcity, by automatic irrigation with Installing a humidity measuring device at the root zone of the plant to maintain optimum humidity. Therefore, this thesis presents the development of a prototype system for automatic soil humidity determination with electric capacitance method and multi-depth, design with a simple structure and low-cost. The experiment showed that prototype system and probe (capacitive moisture sensor v1.2) can work effectively in estimating soil humidity, And the results showed that the sand soil had an average seepage rate of 0.62-1.34 cm/min, clay soil 0.57-0.87 cm/min and loam soil 0.78-1.20 cm/min. Therefore, the results of this experiment are beneficial to farmers and agricultural scholars. And hoped that the developed prototype system will be an important part to raising the standards of agriculture in Thailand or developing countries.

ผลการสำรวจสถิติการเกษตรของไทยปี 2562 พบว่ามีการใช้พื้นที่ทำการเกษตรกว่า 149.24 ล้านไร่ และมีมูลค่าการส่งออกสินค้าเกษตรและผลิตภัณฑ์กว่า 1.315 ล้านล้านบาท แต่ในปัจจุบันเกษตรกรในหลายพื้นที่ประสบปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำ ดังนั้นการชลปทานแบบอัตโนมัติด้วยการติดตั้งอุปกรณ์วัดค่าความชื้นที่บริเวณโซนรากของพืชเพื่อรักษาค่าความชื้นให้เหมาะสม คือหนึ่งในวิธีการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุด วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการพัฒนาระบบต้นแบบอุปกรณ์วัดค่าความชื้นในดินอัตโนมัติด้วยวิธีเก็บประจุไฟฟ้า หลายระดับความลึก เน้นการออกแบบให้มีโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อนและราคาประหยัด จากการทดลองพบว่าระบบต้นแบบและโพรบวัด (capacitive moisture sensor v1.2) สามารถประมาณค่าความชื้นของดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ และผลจากการวิเคราะห์พบว่าดินทรายมีอัตราการซึมเฉลี่ยที่ 0.62-1.34 ซม./นาที, ดินเหนียว 0.57-0.87 ซม./นาที และดินร่วน 0.78-1.20 ซม./นาที ดังนั้นผลการทดลองนี้จึงเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรและนักวิชาการเกษตร เช่น นำไปเปรียบเทียบค่าความชื้นจากพื้นที่เกษตรกรเพื่อหาชนิดของดินหรือลักษณะทางกายภาพ และหวังว่าระบบต้นแบบที่พัฒนาขึ้นจะเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยยกระดับมาตรฐานการเกษตรในประเทศไทยหรือประเทศที่กำลังพัฒนาให้สูงขึ้นได้