12-02-2016, 04:02 PM
วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องจักรกลเกษตรความแม่นยำสูงสำหรับอ้อย
วิชัย โอภานุกุล, พินิจ จิรคคกุล, ขนิษฐ์ หว่านณรงค์, อัคคพล เสนาณรงค์, ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, อานนท์ สายคำฟู, เวียง อากรชี, อุชฎา สุขจันทร์, วีระ สุขประเสริฐ,
ดนัย ศาลทูนพิทักษ์, บาลทิตย์ ทองแดง, มงคล ตุ่นเฮ้า, อนุชา เชาวโชติ, สิทธิชัย ดาศรี และอุทัย ธานี
สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม และศูนย์วิจัยและพัฒนาการเกษตรขอนแก่น
การออกแบบและพัฒนาเครื่องผสมปุ๋ยอัตโนมัติตามการวิเคราะห์ดินสำหรับอ้อย
พินิจ จิรคคกุล, ขนิษฐ์ หว่านณรงค์, วิชัย โอภานุกุล, อัคคพล เสนาณรงค์, ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, เวียง อากรชี, อุชฎา สุขจันทร์, บาลทิตย์ ทองแดง, อนุชา เชาวโชติ, สิทธิชัย ดาศรี และอุทัย ธานี
สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม และศูนย์วิจัยและพัฒนาการเกษตรขอนแก่น
กิจกรรมที่ 1 การออกแบบและพัฒนาเครื่องผสมปุ๋ยอัตโนมัติตามการวิเคราะห์ดินสำหรับอ้อย
พินิจ จิรัคคกุล, วิชัย โอภานกุล, ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์ และอุชฎา สุขจันทร์
การวิจัยและพัฒนาเครื่องผสมปุ๋ยอัตโนมัติตามการวิเคราะห์ดิน เป็นการบูรณาการเทคโนโลยีหลายศาสตร์เพื่อพัฒนาเครื่องจักรและระบบการวิเคราะห์ทางการเกษตร โดยโครงการวิจัยเลือกพืชที่มีศักยภาพในการใช้ปุ๋ย คือ อ้อย ซึ่งจากการศึกษาระบบทางกลของการผสมปุ๋ยเชิงผสม และระบบการวิเคราะห์ธาตุอาหารในดินจากชุดวิเคราะห์อย่างง่ายพบว่า 1) การผสมควรมีการเลือกชนิดแม่ปุ๋ยที่มีขนาดใกล้เคียงกัน จะช่วยให้การผสมเป็นไปได้อย่างสม่ำเสมอและลดอิทธิพลจากการแยกตัวของขนาดปุ๋ย โดยปริมาณการผสมไม่ส่งผลต่อสัดส่วนปริมาณธาตุอาหารในแต่ละช่วงของการบรรจุ ซึ่งในการผสมปุ๋ยเพื่อการบรรจุสำหรับกลุ่มเกษตรเกษตรควรมีพิกัดความคลาดเคลื่อน +4% เพื่อให้ปุ๋ยที่ผ่านการผสมและทำการสุ่มตรวจอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานตาม พรบ. ปุ๋ย ส่วนที่ 2 การพัฒนาเซนเซอร์และระบบควบคุมเครื่องผสมปุ๋ยอัตโนมัติพบว่า การใช้เซนเซอร์สีกับชุดตรวจธาตุอาหารในดินอย่างง่าย ไม่สามารถใช้ได้โดยตรง เนื่องจากการสะท้อนแสงของภาชนะ เนื่องจากการสะท้อนแสงของภาชนะทำผลการวิเคราะห์ไม่คงที่และถูกต้อง เพราะฉะนั้นการวิเคราะห์จะใช้การถ่ายภาพเพื่อแปลงการสะท้อนของภาพเป็นสี แต่เมื่อในสภาพภาพปกติสีจะมีความแตกต่างและเกิดความแปรปรวนเช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นการวิเคราะห์ปริมาณธาตุอาหารในดินควรใช้ภาพเป็นการวิเคราะห์ และทำการปรับเปรียบเทียบสีมาตรฐาน (Calibration curve) เพื่อให้เกิดความเที่ยงตรง และใช้การรวมแสงเพื่อการแยกชนิดสีจะสามารถช่วยให้การวิเคราะห์มีความชันสูงขึ้นและส่งผลต่อการวิเคราะห์ปริมาณธาตุอาหารได้อย่างละเอียดมากขึ้น โดยการวิเคราะห์สีแยกเป็น R G B พบว่า การวิเคราะห์ปริมาณ ไนเตรต และฟอสฟอรัส ความสัมพันธ์ของความถี่กับความเข้มข้นมีสมการเป็นโพลิโนเมียลลำดับ 3 (polynomial equation order 3) และค่าความเชื่อมันมีค่าเท่ากับ 0.9998 และ 0.9943 และใช้สีแดงและสีน้ำเงินในการวิเคราะห์ภาพของปริมาณไนเตรตและฟอสฟอรัส ตามลำดับ ส่วนโพแทสเซียมการใช้สีแดงเพียงสีเดียวและสมการเป็นโพลิโนเมียลลำดับ 2 (polynomial equation order 2) และค่าความเชื่อมันมีค่าเท่ากับ 1 ซึ่งสมการทั้ง 3 ได้นำมาเป็นข้อมูลในระบบ PLC ในการประมวลธาตุอาหารในดินเพื่อการผสมปุ๋ย
กิจกรรมที่ 2 ทดสอบและพัฒนาเครื่องหยอดปุ๋ยสำหรับปุ๋ยผสม
ขนิษฐ์ หว่านณรงค์, อัคคพล เสนาณรงค์, พินิจ จิรัคคกุล, เวียง อากรชี และอุทัย ธานี
สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม ได้พัฒนาเครื่องใส่ปุ๋ยสำหรับปุ๋ยผสมในอ้อยแบบ 2 แถว ติดพ่วงรถแทรกเตอร์ขนาด 60 แรงม้าขึ้นไป เพื่อใช้กับปุ๋ยที่ผสมเองตามค่าวิเคราะห์ดิน โดยสามารถเลือกเปลี่ยนอัตราหยอดได้ครอบคลุม ตามคำแนะนำของกรมวิชาการเกษตร มีส่วนประกอบหลัก คือ ถังใส่ปุ๋ย 2 ถัง สำหรับใส่ปุ๋ยที่ผสมไว้แล้วตามค่าวิเคราะห์ดิน ชุดกำหนดอัตราปุ๋ยแบบเฟืองจักรยานสามารถปรับอัตราหยอดได้ตั้งแต่ 7 - 87 กิโลกรัม/ไร่ ใบมีดตัดใบอ้อยแบบกงจักร ท่อนำปุ๋ย ขาไถเปิดร่องดิน และล้อควบคุมการปล่อยปุ๋ย จาการทดสอบในแปลงอ้อย พบว่า เครื่องต้นแบบมีความสามารถการทำงานเฉลี่ย 5.30 ไร่/ชั่วโมง ที่ความเร็วการเคลื่อนที่ของรถแทรกเตอร์เฉลี่ย 1.23 เมตร/วินาที ประสิทธิภาพการทำงานเฉลี่ย 65.88% ความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ย 1.70 ลิตร/ไร่
โครงการที่ 2 วิจัยและพัฒนาเครื่องปลิดและเก็บใบอ้อยสำหรับรถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก
วิชัย โอภานุกุล, พินิจ จิรคคกุล, ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, อานนท์ สายคำฟู, วีระ สุขประเสริฐ, ดนัย ศาลทูนพิทักษ์, บาลทิตย์ ทองแดง และมงคล ตุ่นเฮ้า
กิจกรรมที่ 1 ออกแบบและพัฒนากลไกการปลิด และเก็บใบอ้อย
ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, วิชัย โอภานุกุล, อานนท์ สายคำฟู, วีระ สุขประเสริฐ, มงคล ตุ่นเฮ้า และพินิจ จิรัคคกุล
การพัฒนากลไกเพื่อใช้ปลิดและเก็บใบอ้อย ประกอบด้วยมอเตอร์กระแสตรงขนาด 900 วัตต์ เป็นตัวขับเคลื่อนการหมุนของลูกปลิดใบอ้อย และมีไมโครคอนโทรเลอร์ควบคุมการเปลี่ยนรอบตามความสูงของต้นอ้อย ผลการทดสอบหา duty cycle ที่เหมาะสมกับต้นอ้อยพันธุ์ขอนแก่น3 อายุ 6 เดือน ความสูงเฉลี่ย 205 เซนติเมตร พบว่าความสูง 0 - 50 เซนติเมตร ใช้ duty cycle 80.56% รอบการหมุน 680 รอบต่อนาที, 50 - 90 เซนติเมตร ใช้ duty cycle 75.56% รอบการหมุน 680 รอบต่อนาที, 90 - 180 เซนติเมตร ใช้ duty cycle 77.78% รอบการหมุนของ 700 รอบต่อนาที และมากกว่า 180 เซนติเมตรขึ้นไปใช้ duty cycle 0% ส่วนผลการทดสอบชุดกลไกเมื่อนำไปติดตั้งกับรถแทรกเตอร์ โดยใช้ความเร็วเคลื่อนที่ 2.09 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วเชิงเส้นของลูกปลิดใบ 0.5 เมตรต่อวินาที ทิศทางการหมุนทวนเข็มนาฬิกา มีอัตราการทำงาน 0.86 ไร่ต่อชั่วโมง พลังงานไฟฟ้าที่ใช้เฉลี่ย 37.33 แอมป์ต่อชั่วโมง พบว่าทำให้ตาของต้นอ้อยมีการสูญเสียเล็กน้อยเพียง 1.38% โดยข้อมูลที่ได้นำไปใช้ในกิจกรรมที่ 2 ต่อไป
กิจกรรมที่ 2 วิจัยและพัฒนาเครื่องปลิดและเก็บใบอ้อยแบบกึ่งอัตโนมัติ
วิชัย โอภานุกุล, ตฤณสิษฐ์ ไกรสินบุรศักดิ์, อานนท์ สายคำฟู, วีระ สุขประเสริฐ และบาลทิตย์ ทองแดง
การเผาใบอ้อยนับว่าเป็นปัญหาใหญ่ของไทย สำนักงานคณะกรรมการอ้อยและน้ำตาลทราย (สอน.) พบว่าแต่มีอ้อยไฟไหม้ถูกส่งเข้าโรงงานน้ำตาลเพิ่มขึ้นทุกปี ในฤดูการผลิตปี 57/58 มีจำนวน 69.05 ล้านตัน หรือคิดเป็น 65.38 % จากผลผลิตอ้อยทั้งประเทศ 105.96 ล้านตัน ด้วยเหตุดังกล่าว สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม จึงดำเนินการวิจัยต้นแบบเครื่องปลิดและเก็บใบอ้อยแบบกึ่งอัตโนมัติ เพื่อใช้แก้ปัญหาการเผาใบอ้อยก่อนเก็บเกี่ยว การใช้งานนำมาพ่วงกับรถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก วิ่งเข้าไปในร่องอ้อยก่อนเก็บเกี่ยว เหมาะกับอ้อยที่มีระยะแถว 120 เซนติเมตรขึ้นไป มีส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่ (1) โครงเครื่อง (2) ระบบส่งกำลังด้วยสายพาน (3) ลูกปลิดใบอ้อย (4) เกลียวส่งใบอ้อย (5) ห้องม้วนใบ ความสามารถในการทำงานเฉลี่ย 1 ไร่/ชั่วโมง ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ย 1 ลิตร/ไร่ เครื่องมีมิติโดยรวม (กว้างxยาวxสูง) 80 x 150 x 150 เซนติเมตร น้ำหนัก 130 กิโลกรัม ราคาประมาณ 35,000 บาท