ระบบตรวจสอบและควบคุมไถระเบิดดินดานแบบขาเรียงอัตโนมัติ
“ปัญหาชั้นดินดาน” เป็นอุปสรรคสำคัญที่ซ่อนอยู่ใต้ผืนดินในการเพาะปลูก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เกษตรกรรมที่ต้องใช้เครื่องจักรกลอย่างต่อเนื่อง เช่น ไร่อ้อย ชั้นดินดานนี้จะกีดขวางการเจริญเติบโตของรากพืชและการระบายน้ำ แม้ว่าการใช้ “ไถระเบิดดินดาน” จะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ตรงจุด แต่เครื่องมือดั้งเดิมนั้นต้องการแรงลากจูงจากรถแทรกเตอร์สูงมาก ทำให้เกษตรกรต้องแบกรับต้นทุนค่าน้ำมันเชื้อเพลิงที่พุ่งสูงขึ้น
ทีมนักวิจัยจึงได้คิดค้นและพัฒนา “ไถระเบิดดินดานแบบขาเรียง” ที่มาพร้อมระบบควบคุมอัตโนมัติ โดยมุ่งเป้าไปที่การลดแรงลากจูงในการใช้งานเป็นหลัก เพื่อช่วยแบ่งเบาภาระต้นทุนให้กับเกษตรกร
กระบวนการทำงาน นวัตกรรมนี้เป็นการผสานเทคโนโลยีอัจฉริยะเข้ากับเครื่องจักรกลการเกษตร โดยออกแบบระบบให้สามารถรับส่งข้อมูลและควบคุมการทำงานได้แบบเรียลไทม์ (Real-Time) ผ่านระบบเครือข่าย CAN bus ซึ่งมีกระบวนการทำงานดังนี้:
- ระบบเซ็นเซอร์อัจฉริยะ: ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดแรงลากจูง (Load cell) ที่ขาหน้าและขาหลัง, เซ็นเซอร์วัดความลึก (Rotary Encoder) และชุดตรวจจับตำแหน่งและระยะทาง (GPS)
- สมองกลควบคุมการทำงาน: ระบบจะอ่านค่าสัญญาณแรงลากจูงผ่าน CAN bus นำมาประมวลผลหาค่าเฉลี่ยและประเมินความแปรปรวน หากพบว่าดินมีความแข็งหรือแรงลากจูงสูงขึ้น ระบบจะส่งสัญญาณไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อสั่งการให้ “ยกขาไถหน้าขึ้น” โดยอัตโนมัติ เพื่อรักษาระดับแรงลากจูงให้ต่ำที่สุด และช่วยรักษาระดับความลึกของขาไถหลังให้คงที่
การใช้งานและผลการทดสอบ จากการนำไปทดสอบใช้งานจริงในพื้นที่ปลูกอ้อย ระบบที่พัฒนาขึ้นสามารถทำงานและแสดงผลข้อมูลได้อย่างถูกต้อง โดยแบ่งเป็น 2 ส่วนหลัก:
- ระบบตรวจสอบ (Monitoring System): สามารถติดตามค่าแรงลากจูง ความลึกการไถ และระยะทางได้แบบเรียลไทม์
- ระบบควบคุม (Control Mechanism): มีการตอบสนองต่อแรงลากจูงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อไถไปพบกับดินแข็ง ขาไถหน้าจะเคลื่อนที่ปรับระดับเพื่อรับแรงกระทำก่อน เพื่อช่วยลดแรงลากจูงที่เกิดขึ้น จากนั้นขาไถหลังจึงจะปรับตัวเคลื่อนที่ตาม ทำให้การทำงานราบรื่นและลดภาระของรถแทรกเตอร์ได้จริง (แม้ในระยะแรกอาจมีข้อจำกัดเรื่องความหน่วงของเวลาในการประมวลผลอยู่บ้าง ซึ่งทีมวิจัยเตรียมพัฒนาแก้ไขด้วยระบบแบบขัดจังหวะหรือ Interrupt ในอนาคต)
จุดเด่นของผลงาน
- ประหยัดต้นทุน เพิ่มกำไรให้เกษตรกร: การลดแรงลากจูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการไถ ทำให้ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง ลดเวลาในการทำงาน และลดค่าใช้จ่ายในการเตรียมดินได้อย่างเป็นรูปธรรม
- ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ: เป็นต้นแบบการผสานระบบเซ็นเซอร์ที่สามารถวัดแรงลากจูง ความแข็งของดิน และปรับความลึกของขาไถได้อย่างแม่นยำ
- ก้าวสู่เกษตรอัจฉริยะ (Smart Farming): นวัตกรรมนี้เป็นรากฐานสำคัญในการพัฒนาระบบเครื่องจักรกลการเกษตรสู่การทำเกษตรแบบแม่นยำสูง (Precision Agriculture) ของประเทศไทยในอนาคต
ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม
ศิริพฒ ศรีเจริญ, รศ.ดร.ประเทือง อุษาบริสุทธิ์, ผศ.ดร.วัชรชาญ สุขเจริญวิภารัตน์ และ ดร.ชัยยะ จันทรา
ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน
E-mail: fengptu@ku.ac.th
