คลังผลงานวิจัย กรมวิชาการเกษตร

รายงานผลงานวิจัยและพัฒนา

การพัฒนาเครื่องจักรกลเกษตรเพื่อลดแรงงานในการจัดการการผลิตไม้ผล

คำหลัก : เครื่องยกร่องและปูพลาสติก สตรอเบอรี่ โรงเรือนอัจฉริยะ ควบคุมอัตโนมัติ สภาวะอากาศ ไม้ผลเมืองหนาวนอกฤดู

ผู้วิจัย : สนอง อมฤกษ์

ผู้ร่วมวิจัย : ขนิษฐ์ หว่านณรงค์,มานพ รักญาติ,สราวุฒิ ปานทน,พงษ์รวี นามวงศ์,ธวัชชัย สวัสดี,สรวิศ จันทร์เจนจบ,นิติ ผูกจิต,มานพ คันธามารัตน์,อนุภพ เผือกผ่อง,วิชัย โอภานุกุล,อานนท์ สายคำฟู,อาธร พรบุญ,สุพัฒธณกิจ โพธิ์สว่าง,อุทัย ธานี,เสาวคนธ์ วิลเลี่ยม,สิทธิชัย ดาศรี,ธงไชย บุญประเสริฐ,ชัยวัฒน์ เผ่าสันทัดพาณิชย์,อัคคพล เสนาณรงค์

หน่วยงาน :

ปี: 2564

ประเภทผลงาน: รายงานความก้าวหน้า

จำนวนผู้อ่าน: 115 ครั้ง

บทคัดย่อ (Abstract)

          แผนงานย่อยที่ 3 การพัฒนาเครื่องจักรกลเกษตรเพื่อลดแรงงานในการจัดการการผลิตไม้ผล ประกอบไปด้วย 5 โครงการ ได้แก่ 1) วิจัยและพัฒนาเครื่องยกร่องและปูพลาสติกสำหรับสตรอเบอร์รี่ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องยกร่องและปูพลาสติกสำหรับสตรอเบอร์รี่ โดยสร้างและปรับปรุงต้นแบบเครื่องต้นแบบให้สามารถทำงานได้ดีโดยใช้รถไถเดินตามขนาด 11 แรงม้าเป็นต้นกำลัง ที่ความกว้างการทำงาน 1.2 เมตร สามารถยกร่องกว้าง 60 เซนติเมตร สูง 20 เซนติเมตร (สามารถปรับความกว้างของร่องได้สูงสุด 90 เซนติเมตร) ดำเนินการทดสอบเครื่องต้นแบบที่อำเภอสะเมิง จังหวัดเชียงใหม่ ในแปลงที่เป็นดินร่วนปนทรายและเตรียมดินขั้นแรกด้วยจอบหมุน ผลการทดสอบพบว่า ความสามารถในการทำงานเฉลี่ย 1.4 ไร่ต่อชั่วโมง ความสามารถทางทฤษฎี 1.6 ไร่ต่อชั่วโมง ประสิทธิภาพการทำงาน 87.5 เปอร์เซ็นต์เครื่องต้นแบบสามารถทำงานกลบขอบพลาสติกได้ทั้งหมด การวิเคราะห์จุดคุ้มทุน เมื่อเครื่องต้นแบบราคา 12,000 บาท อายุการใช้งาน 5 ปี มีจุดคุ้มทุน ที่ 43.23 ไร่ต่อปี 2) วิจัยพัฒนาโรงเรือนอัจฉริยะควบคุมสภาวะอากาศอัตโนมัติ สำหรับการผลิตไม้ผลเมืองหนาวนอกฤดูงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิจัยพัฒนาโรงเรือนอัจฉริยะควบคุมสภาวะอากาศอัตโนมัติที่เหมาะสม สำหรับการผลิตไม้ผลเมืองหนาวนอกฤดู ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพการผลิต โดยออกแบบเป็นโรงเรือนปิดขนาด 4 x 5 x 2.5 เมตร (กว้าง x ยาว x สูง) ควบคุมด้วยสมองกลฝังตัว ซึ่งอ่านค่าจากเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์และแสง และส่งคำสั่งไปควบคุมการเปิดเครื่องปรับอากาศอัตโนมัติ ถ้าอุณหภูมิข้างในโรงเรือนสูงกว่า 24°C (กลางวัน) หรือสูงกว่า 16°C (กลางคืน) และใช้เครื่องปรับอากาศช่วยลดความชื้นสัมพัทธ์ในโรงเรือน โดยให้ทำงานเมื่ออุณหภูมิข้างในโรงเรือนสูงกว่า 14°C และความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ ควบคุมเครื่องทำความชื้นให้เปิดอัตโนมัติถ้าความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 60 เปอร์เซ็นต์ และควบคุมให้ปิดม่านพรางแสงอัตโนมัติเมื่อความเข้มแสงอาทิตย์ภายนอกโรงเรือนสูงกว่า 30,000 lux เพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนเข้ามาสะสมใต้หลังคา จากการทดสอบปลูกสตรอเบอร์รี่สายพันธุ์ญี่ปุ่นในโรงเรือนต้นแบบ ระหว่าง ก.พ. – ก.ค. 64 ที่พบว่าภายใต้การควบคุมสภาวะอากาศอัตโนมัติภายในโรงเรือน โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ย 21.6 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ย 68 เปอร์เซ็นต์ มีการเจริญเติบโตดี และเมื่ออายุ 70 วันหลังปลูก มีการเจริญเติบโตด้านการแตกยอด การออกดอก และการติดผล สูงที่สุด โดยผลผลิตทั้งหมดตั้งแต่เดือน มี.ค.- ส.ค. 64 รวม 6,619 กรัม น้ำหนักผลผลิตเฉลี่ยต่อต้น 33.09 กรัม มีจำนวนผลต่อต้นเฉลี่ย 5.13 ผล/ต้น น้ำหนักผลเฉลี่ย 6.46 กรัม/ผล และความหวานเฉลี่ย 11.4 Brix 3) วิจัยและพัฒนาเครื่องคัดน้ำหนักผลสตรอเบอร์รี่ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตสตรอเบอร์รี่ด้วยเครื่องจักรกลทดแทนแรงงานคนโดยการวิจัยและพัฒนาเครื่องคัดน้ำหนักผลสตรอเบอร์รี่ ด้วยวิธีการใช้เซ็นเซอร์วัดน้ำหนักแบบสเตรนเกจโหลดเซล (Strain gage Load cell) มาใช้ร่วมกับบอร์ดควบคุมอัตโนมัติแบบอาดุยโน่บอร์ด (Arduino board) ซึ่งมีสมองกลไฟฟ้าสั่งการควบคุมการทำงานของเครื่องมือให้ทำการคัดแยกน้ำหนักแบบอัตโนมัติ ได้เครื่องต้นแบบ มีสัดส่วนขนาด 1,500 x 1,080 x 870 มิลลิเมตร มีส่วนประกอบสำคัญคือ ชุดกลไกป้อนผลแบบจานหมุน ใช้ต้นกำลังเป็นมอเตอร์เกียร์ทด 1:60 ขนาด 0.25 แรงม้า ชนิด 3 เฟส 220 โวลต์และใช้อินเวอร์เตอร์ ชนิด 1 เฟส 220 โวลต์ มาควบคุมมอเตอร์ให้ปรับรอบหมุนได้ชุดเซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักผล เชื่อมต่อแผงวงจรขยายสัญญาณไฟฟ้า ADC มีหน้าปัดแสดงผลแบบจอสัมผัส ใช้เซอร์โว ม อ เต อ ร์ ค ว บ คุ ม กำ ร เปิด - ปิดลิ้นปล่อยผลชุดจ่ายคัดแยกขนาดผลโดยน้ำหนักใช้เซอร์โวมอเตอร์ขับเคลื่อนตำแหน่ง ท่อจ่ายผล และชุดตู้ควบคุมหลัก มีตู้ควบคุมระบบไฟฟ้าหลัก และตู้บอร์ดควบคุมอัตโนมัติ ผลทดสอบหาประสิทธิภาพการคัดแยกขนาดผลโดยน้ำหนักที่ระดับความเร็วเชิงเส้นของจานป้อน 0.072, 0.082 และ 0.088 เมตรต่อวินาทีที่ความเร็วเชิงเส้น 0.082 เมตรต่อวินาทีให้ผลทดสอบดีที่สุดมีอัตราการป้อน 1,920 ผล/ชั่วโมง ประสิทธิภาพการคัดเฉลี่ย 100 เปอร์เซ็นต์ผลการวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์มีจุดคุ้มทุนที่ 30,301.20กิโลกรัม/ปี ระยะเวลาคืนทุน 1.4 ปี 4) วิจัยและพัฒนาเครื่องคัดแยกสีผลสตรอเบอร์รี่โดยใช้เทคนิค Image Processing งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิจัยและพัฒนาเครื่องคัดแยกสีผลสตรอเบอร์รี่โดยใช้เทคนิคประมวลผลภาพ (Image Processing) เครื่องมีขนาด 1,325 x 3,000 x 1,400 mm ใช้กล้องตรวจจับภาพสีความละเอียด 752 x 480 Pixel และใช้โปรแกรมสำเร็จรูป IV - H1 ในการประมวลผลภาพ ระบบการคัดแยกทำงานอัตโนมัติควบคุมด้วยโปรแกรม PLC สามารถคัดแยกสีผลสตรอเบอร์รี่ได้ 4 สี คือ สีขาว สีชมพู สีแดง และสีแดงคล้ำ ผลการทดสอบเครื่องที่ความเร็วเชิงเส้นสายพานคัดแยก 0.05, 0.08 และ 0.1 เมตรต่อวินาที ความเร็วสายพานคัดแยก 0.05 เมตรต่อวินาทีให้ผลทดสอบดีที่สุด เครื่องมีความแม่นยำเฉลี่ย 93.23 เปอร์เซ็นต์ ความสามารถเฉลี่ย 3,214 ผลต่อชั่วโมง ส่วนการคัดด้วยแรงงานมีความสามารถเฉลี่ย 1,494 ผลต่อชั่วโมง ความสามารถในการทำงานของเครื่องเร็วกว่าการใช้แรงงานคน 2.15 เท่า เครื่องต้นแบบราคา 150,000บาท อายุการใช้งาน 7 ปี มีจุดคุ้มทุนอยู่ที่ 4.81 ปีและ 5) วิจัยและพัฒนาเครื่องขุดหลุมและใส่ปุ๋ยรองพื้นแบบอัตโนมัติสำหรับการปลูกกล้วยหอม ได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาเครื่องขุดหลุมและใส่ปุ๋ยรองพื้นแบบอัตโนมัติสำหรับการปลูกกล้วยหอมโดยได้ต้นแบบที่เหมาะสมดังนี้ เครื่องขุดหลุมและใส่ปุ๋ยรองพื้นแบบอัตโนมัติสำหรับการปลูกกล้วยหอม รับกำลังมาจากเพลาอำนวยกำลังของรถแทรกเตอร์ส่งกำลังมายังห้องเฟืองทดเพื่อขับชุดสว่านเจาะหลุม ในขณะที่ถังปุ๋ยจะถูกขับผ่านโซ่เฟืองทดของล้อขับ (ground wheel) เพื่อลำเลียงขี้วัวออกทั้งด้านซ้ายและด้านขวาของถังปุ๋ยโดยผ่านเกลียวลำเลียง มีการกำหนดระยะระหว่างหลุมอัตโนมัติโดยจะใช้เอ็นโค้ดเดอร์ (Rotary Encoder) ติดตั้งเข้ากับล้อขับ (Ground wheel) แล้วส่งสัญญาณทางไฟฟ้าให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Uno เพื่อประมวลผลระยะการเคลื่อนที่จากการหมุนของล้อขับและ ประมวลผลได้ตามค่าระยะปลูกที่ต้องการแล้วจะส่งสัญญาณดิจิตอลไปยังชุดรีเลย์ (Relay Module) เพื่อสั่งให้แตรลมทำงาน และเป็นสัญญาณเสียงให้คนขับรถแทรกเตอร์หยุดรถเพื่อขุดหลุมปลูกกล้วย ได้ทำการทดสอบที่สภาวะ ความหนาแน่นดินสภาพแห้ง 1.55 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ความชื้นดิน 15.97 เปอร์เซ็นต์ (dry basis) มีความสามารถในการทำงานเฉลี่ย 0.47 ไร่ต่อชั่วโมง การใช้เครื่องขุดหลุมและใส่ปุ๋ยจะมีจุดคุ้มทุนอยู่ที่ 24.67 ไร่/ปี นั่นคือเกษตรกรหรือผู้รับจ้างจะต้องทำการขุดหลุมและใส่ปุ๋ยด้วยเครื่องอย่างน้อย 25 ไร่/ปี เป็นระยะเวลา 7 ปี โดยมีต้นทุนหรือค่าใช้จ่ายในการใช้งานอยู่ที่ 3,000 บาท/ไร่

URL Reference :

(ดาวน์โหลด: 44 ครั้ง)

ปรับปรุงข้อมูลเมื่อวันที่ 21-11-2567

แจ้งไฟล์หาย