โปรเจกต์ SmartWater

หลายคนคงเคยได้ยินว่าโลกถูกเรียกว่า 'ดาวเคราะห์แห่งน้ำ' และได้เห็นภาพถ่ายจำนวนมากจากอวกาศที่แสดงให้เห็นว่าโลกของเราเต็มไปด้วยท้องทะเลสีน้ำเงิน มนุษย์จำเป็นต้องใช้น้ำในการดำรงชีวิต และเรามีความผูกพันอย่างใกล้ชิดกับน้ำผ่านโมเลกุลของน้ำที่หมุนเวียนอยู่ในร่างกายของเรา ดังนั้น จึงเป็นเรื่องเหลือเชื่อที่จะคิดว่าน้ำบนโลกไม่ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ที่เป็นน้ำจืด ยิ่งไปกว่านั้น น้ำจืดส่วนใหญ่ใน 3 เปอร์เซ็นต์นี้ยังถูกกักเก็บอยู่ในพืดน้ำแข็ง ธารน้ำแข็ง และน้ำบาดาล ดังนั้น สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกจึงดำรงอยู่ได้ด้วยน้ำเพียง 0.3% ที่มีอยู่บนโลกเท่านั้น เมื่อตระหนักถึงความจริงที่น่าตกใจนี้ เราจึงต้องตระหนักว่าเราควรใช้ทรัพยากรที่หายากนี้อย่างชาญฉลาด

WaterSmart System คืออุปกรณ์รดน้ำต้นไม้ที่ออกแบบมาอย่างเรียบง่าย ควบคุมโดย Arduino Uno ซึ่งเป็นบอร์ด Microcontroller แบบ Open Source ที่ใช้ชิป Microchip ATmega328P

ที่ Input Pin ของ Arduino จะมีการเชื่อมต่อกับ FC-28 Soil moisture sensor โดยตัว Sensor วัดความชื้นในดินนี้จะมี Probe สองแท่งสำหรับคำนวณปริมาณน้ำในดินเชิงปริมาตรและส่งค่า Output ออกมา ซึ่ง FC-28 Sensor จะให้ค่าเป็น Analogue Output โดย Probe ทั้งสองจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านดินเพื่อวัดค่าความชื้น

เมื่อระดับความชื้นในดินสูง ดินจะนำไฟฟ้าได้มากขึ้นและมีค่า Resistance ต่ำ แต่เมื่อระดับน้ำต่ำ การนำไฟฟ้าจะลดลงและมีค่า Resistance สูงขึ้น ซึ่ง FC-28 จะคำนวณค่า Resistance นี้เพื่อระบุระดับของน้ำ

ที่ Output Pin ของ Arduino จะเชื่อมต่อกับ Power Relay Module ซึ่ง Power Relay Module คือสวิตช์ไฟฟ้าที่ทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า โดยแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกกระตุ้นด้วยสัญญาณ Low-power แยกต่างหากจาก Microcontroller (ในที่นี้คือ Arduino Uno)

เมื่อถูกกระตุ้น แม่เหล็กไฟฟ้าจะดึงเพื่อเปิดหรือปิดวงจรไฟฟ้า โดยมี Pump ขนาด 12V ที่ต่อกับแหล่งจ่ายไฟภายนอกและมีสาย Ground ต่อผ่าน Relay Model ตัว Arduino จะตรวจสอบระดับความชื้นของดินทุกๆ 15 นาที และหากค่าความชื้นต่ำกว่า Threshold ที่กำหนดไว้ มันจะส่งสัญญาณไปยัง Relay Module เพื่อให้วงจรของ Pump ครบสมบูรณ์ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการรดน้ำต้นไม้

Arduino ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 5V ซึ่งจ่ายไฟให้กับ Soil moisture sensor และ Relay Module ด้วยเช่นกัน โดย Positive Pin ของ Arduino จะเชื่อมต่อกับ Breadboard ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อขั้วบวกของทั้ง Soil moisture sensor และ Power Relay Module เพื่อส่งกระแสไฟไปยังทั้ง Sensor และ Relay Module เนื่องจากมีพอร์ตสำหรับ Positive Pin เพียงพอร์ตเดียวบน Arduino ส่วน Ground Pin ของทั้ง Sensor และ Relay Module จะแยกต่อเข้ากับ Pin บน Arduino ของแต่ละตัว