Skip to content
การพัฒนาชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหารโดยใช้ระบบไร้สาย
นักวิจัย : ผู้ช่วยศาสตราจารย์ก้องภพ ชาอามาตย์ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
แนวคิดที่มาของงานวิจัยชิ้นนี้
แหล่งน้ำจืดหนองหารเป็นแหล่งน้ำจืดในจังหวัดสกลนครตั้งอยู่บริเวณอำเภอเมืองสกลนคร อำเภอโพนนาแก้ว มีเนื้อที่ประมาณ 77,000 ไร่ ความลึกเฉลี่ย 2-10 เมตร ความจุเฉลี่ย 200 ล้านลูกบาศก์เมตร ในปี 2552 กรมควบคุมมลพิษได้ดำเนินการติดตามคุณภาพของแหล่งน้ำหนองหารพบว่ามีเกณฑ์คุณภาพน้ำที่เสื่อมโทรมโดยสาเหตุที่สำคัญที่ทำให้แหล่งน้ำหนองหารเสื่อมโทรมเกิดจากน้ำทิ้งจากชุมชนและกิจกรรมด้านการเกษตร (กรมควบคุมมลพิษ, 2552) ชุมชนเทศบาลเมืองสกลนครมีประชากรทั้งหมด 54,842 คน อัตราการผลิตน้ำเสียประมาณ 200 ลิตรต่อคนต่อวัน แหล่งกำเนิดมลพิษที่อยู่กับที่ (Point Sources) ที่มีผลต่อคุณภาพน้ำหนองหารส่วนมากเป็น บ้านพักอาศัยของคนในชุมชน อู่ซ่อมรถยนต์ ร้านซ่อมจักรยานยนต์ โรงแรม โรงเรียน ร้านอาหาร อาคารพาณิชย์ร้านซักรีด คาร์แคร์ เป็นต้น โดยบ้านเรือนของชุมชนและโรงแรมเป็นแหล่งกำเนิดน้ำเสียที่มีจำนวนมากที่สุด ดังนั้นการเฝ้าระวังจึงเป็นกิจกรรมที่สำคัญเพื่อให้ทราบถึงสถานภาพของแหล่งน้ำในปัจจุบันรวมทั้งปัญหาหรือแนวโน้มของปัญหาที่จะเกิดขึ้นในอนาคตเพื่อนำข้อมูลไปวางแผนจัดการคุณภาพของน้ำ แก้ไขและป้องกันผลกระทบที่เกิดจากมลพิษในแหล่งน้ำนั้นได้ทันท่วงทีก่อนที่น้ำและแหล่งน้ำนั้นจะเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้ประโยชน์ โครงการวิจัยจึงมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหารแบบอัตโนมัติผ่านระบบเครือข่ายไร้สายและ เพื่อศึกษาการส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายไร้สายโดยชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำนี้จะส่งข้อมูลด้วยระบบเครือข่ายไร้สาย ข้อมูลที่ได้จะเป็นแบบ Real time และหน่วยงานที่มีหน้าที่เกี่ยวข้อง เช่น ศูนย์วิจัยและพัฒนาประมงน้ำจืด สามารถนำข้อมูลมาตรวจสอบหรือดูข้อมูลย้อนหลังได้เพื่อนำข้อมูลมาวิเคราะห์ประเมินสถานการณ์คุณภาพของน้ำและช่วยในการตัดสินใจแก้ปัญหาคุณภาพน้ำหนองหารได้
ผลการดำเนินงาน
ชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำ
ชุดต้นแบบที่ได้สร้างขึ้นมาเป็นการพัฒนาจากตัวเดิม (K Chaarmart, 2017) โดยทำการติดตั้งระบบตรวจวัดเพิ่มเข้าไปที่ตัวทุ่นพร้อมทั้งปรับเปลี่ยนตัวส่งสัญญาณจาก ZigBee มาใช้ Node MCU ESP8266 แทน ในส่วนการรับน้ำหนักของทุ่นลอยน้ำสามารถรับน้ำหนักได้สูงสุดที่ 52.65 กิโลกรัมรวมตัวทุ่นลอยน้ำด้วยและสามารถเคลื่อนที่ในสภาวะน้ำนิ่งได้ด้วยความเร็วสูงสุดที่ 40 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การควบคุมทุ่นลอยน้ำสามารถควบคุมจากโทรศัพท์มือถือผ่านแอปพลิเคชัน Bylnk ดังแผนภาพที่ 1
ภาพที่ 1 ชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำส่งข้อมูลแบบไร้สาย
การทำงานของระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหารโดยใช้ระบบไร้สาย
ภาพที 2 ผังการทำงานระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหาร
ภาพที่ 3 แผนภาพระบบส่งและจัดเก็บข้อมูล
จากภาพที่ 2 และ 3 ทำการติดตั้งตัวตรวจวัดเข้ากับตัวทุ่นลอยน้ำทั้ง 4 ตัวคือ ตัวตรวจวัดค่าความเป็นกรด-ด่าง ตัวตรวจวัดค่าความขุ่น ตัวตรวจวัดค่าอุณหภูมิและตัวตรวจวัดค่าปริมารออกซิเจนละลายน้ำ จากนั้นข้อมูลที่ได้จะส่งมายังขาอินพุตของ Node MCU ESP8266 ซึ่งเป็นโมดูลประกอบด้วย Microcontroller + WiFi Module สามารถเขียนโปรแกรมด้วย Arduino IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino ใช้ภาษา C/C++ ต่อมา Node MCU จะส่งข้อมูลที่ได้จากตัวตรวจวัดทั้ง 4 ไปเก็บไว้ที่ Firebase Cloud Firestore ซึ่งเป็นบริการในส่วนของ Database ที่ใช้ระบบฐานของข้อมูล NoSQL ที่เป็นแบบ Document Database เก็บขอมูลในรูปแบบของ map <key, value> Value สามารถเปนไดทั้ง text, number, boolean, lists หรือ maps สามารถตรวจสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์แสดงแบบ Dashboard ซึ่งได้รวบรวมข้อมูล Application efin Mobile ส่วนความถี่ในการส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับการออกแบบอัลกอลิทึม
การนำผลงานไปใช้ประโยชน์
ด้านสาธารณะ
ได้ทำการออกแบบชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหารแบบอัตโนมัติผ่านระบบเครือข่ายไร้สาย ศึกษาการส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายไร้สาย โดยทำการทดสอบเก็บข้อมูล ได้แก่ อุณหภูมิของน้ำ ความเป็นกรดหรือเบสของน้ำ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำ และค่าความขุ่นของน้ำ ทั้งหมด 4 จุด คือ จุดที่ 1. จุดน้ำเข้าหนองหารบริเวณหน้าสวนบัว มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตเฉลิมพระเกียรติ จังหวัดสกลนคร ส่วนมากมีการใช้ประโยชน์เพื่อการเกษตรกรรม จุดที่ 2. จุดน้ำเข้าหนองหารบริเวณบ้านหนองบัวใหญ่ เป็นคลองน้ำที่ผ่านชุมชนและพื้นที่การทำเกษตร จุดที่ 3. จุดน้ำเข้าหนองหารบริเวณบ่อบำบัดน้ำเสีย เป็นที่รองรับน้ำที่ผ่านระบบบำบัดน้ำเสีย ของเทศบาลเมืองสกลนคร และจุดที่ 4. จุดลำน้ำพุงก่อนไหลเข้าสู่หนองหาร ตรงบริเวณบ้าน ดอนยาง ตำบลเหล่าปอแดง อำเภอเมือง จังหวัดสกลนคร จากการทดสอบวัดอุณหภูมิของน้ำ ความเป็นกรดหรือเบสของน้ำ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำ และค่าความขุ่นของน้ำ ทั้งหมด 4 จุด สามารถตรวจสอบคุณภาพของน้ำแต่ละจุดได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถประเมินคุณภาพของน้ำที่เปลี่ยนไปที่อาจจะส่งผลต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ หรือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ได้อย่างทันท่วงที
อ้างอิงข้อมูลจาก
โครงการวิจัย :การพัฒนาชุดต้นแบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหนองหารโดยใช้ระบบไร้สาย
หัวหน้าโครงการ : ผู้ช่วยศาสตราจารย์ก้องภพ ชาอามาตย์ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
สนับสนุนโดย : ทุนสนับสนุนการวิจัยสำหรับบุคลากรมหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร จากงบประมาณแผ่นดิน ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2561
