วันนี้มาเล่าให้ฟังสั้นๆถึงหนึ่งในตัว Sensor วัดความชื้นในดิน ที่ใช้กันแพร่หลายและราคาถูกมาก คือ Soil Moisture Sensor แบบ resistive (Soil Hygrometer Humidity Detection Water Sensor Module) ที่มักถูกนำไปประยุกต์ใช้กับการทำ Smart Farm สมาร์ทสวน สมาร์ทไร่ สมาร์ทนา ส่วนจะฉลาดสมชื่อหรือไม่ก็แล้วแต่คนเขียนโปรแกรมเลยครับ
การใช้งานในก็ง่ายมากเลย ต่อไฟ 3-5 โวล์ทไปที่  +5V และขั้วลบไปที่ GND ตัว อีกด้านก็ต่อตัว module กับง่าม Sensor แล้วเอาตัวง่ามไปเสียบดิน ถ้ามีน้ำในดินพอไฟ LED ก็จะติด ทั้ง 2 ดวง


หากดินแห้ง LED ตัวล่างจะดับ


การทำงานของมันก็ง่ายๆครับคือมันวัดความต้านทานในดิน หากดินแห้งความต้านทานจะสูง หากดินเปียกก็จะความด้นทานต่ำลง หรือง่ายๆดินเปียกไฟฟ้าไหลคล่องนั่นเอง
หากไม่คิดเอาไปควบคุมอะไรเลย ก็แค่ต่อไฟ ขั้วบวกขั้วลบไป ก็จบแล้ว แล้วลองเอาไปเสียบดินที่เราคิดว่ามีความชื้นต่ำแล้วต้องรดน้ำแล้วหมุนตัว Potentiometer ทีละนิดจนไฟ LED ดับ ตรงนี้คือจุดต่ำสุดที่ต้องรดน้ำ แล้วลองลดน้ำไปดูว่า LED ติดไหม  เอาไปเสียบกระถางต้นไม้  วันไหนเห็นไฟแสดงความชื้นดับก็รดน้ำซะ
แต่หากเราจะเอาไปควบคุม ทำ Smart Farm, Smart Garden คงต้องมาดูข้อดีและเสียของเจ้าตัวนี้ แต่ต้องเข้าใจว่าจะพูดหลักๆคือข้อเสีย เพราะข้อดีไปอ่านที่คนขายเลย ส่วนข้อเสียมักไม่มีคนบอก เรารู้ข้อเสียเพื่อทราบก่อนซื้อ

ใน pin ขาออกจะมี สัญญาณออก 2 แบบคือ DO กับ AO
DO คือ สัญญาณ digital 0 และ 1 (0 และ 5V) หากมีน้ำจะออกมาเป็น 1 ความไวในระดับความชื้นนั้นขึ้นกับ Potentiometer ที่ตั้งไว้ครับ
AO คือสัญญาณที่เป็น voltage ระหว่าง 0 ถึง ระดับไฟเลี้ยงครับ หากดินแห้งจะออกมาใกล้ระดับไฟเลี้ยง หากดินเปียกจะเข้าใกล้ 0 (แต่คงไม่มีทางเป็น 0 ไปได้เพราะยังไงดินก็มีความต้านทานอยู่)  
เราก็ใช้เจ้า 2 ตัวนี้ไปต่อ Microcontroller เพื่อรับสัญญาณไปดำเนินการต่อ แต่คงไม่ขออธิบายในกระทู้นี้ คนใช้ MCU เป็นจะเอาไปต่อได้เอง คนใช้ไม่เป็นไม่เข้าใจอยู่ดี คงต้องกระทู้หลังจากนี้
ข้อดีของ Sensor นี้คือ

1 ถูกมากๆ อันละ 10-20 บาท
2 ใช้งานได้จริงในระดับหนึ่ง โดยเฉพาะหากใช้งานในแบบ digital
3 ใช้งานง่ายมาก ไม่ต้องมี library หรือเขียน Code อะไรให้ยุ่งยาก

ข้อเสียคือ
1 ไม่สามารถใช้งาน ได้จริงจังในแบบ Analog
2 ความคลาดเคลื่อนสูงมาก
3 ผิดเพี้ยนไปตามระยะเวลา
4 ไม่ทน อายุการใช้งานสั้นมาก

สาเหตุมาจากหลักๆเลยคือ

1 การสึกกร่อนตามระยะเวลา และระยะการใช้งาน
1.1    วัสดุง่าม ที่ใช้เป็น probe วัดจะถูกกัดกร่อนจากสารต่างๆในดิน แม้ไม่มีการเปิดใช้งานการสัมผัสน้ำยิ่งเร่งปฏิกิริยา การเกิดสนิมที่ขั้วเป็นต้น
1.2    เมื่อใช้งานจะเกิดการแลกเปลี่ยนประจุทำให้โลหะบนแผ่น Probe สึกอย่างรวดเร็ว คล้ายๆเวลาเราทดลองแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจะเห็นว่ามันจะมีขั้วที่กร่อนหรือมีเศษขี้เกลือติด ซึ่งทำให้การนำไฟฟ้าเลวลงอย่างเห็นได้ชัด
สภาพสึกกร่อนจากการใช้งานเพียงไม่นาน ทั้งที่สั่งกระแสเข้าเพียง 3 วินาทีทุก 5 นาที 10 วัน



จะเห็นว่ามันเริ่มกร่อน

2 ปริมาณของเกลือแร่ที่ละลายในดิน ในดินที่ไม่เหมือนกัน ใส่ปุ๋ยใส่สารต่างกัน มากน้อยต่างกัน ให้การนำไฟฟ้าที่ไม่เท่ากัน
3 ความยาวสายไฟตัวนำ หากสายยาวขึ้นเพื่อไปจุดอื่น มันมีความแตกต่างในความต้านทาน ดังนั้นวัดที่ใกล้กับไกลได้ผลต่างกัน
4 ระดับง่ามที่เสียบลงดิน  เสียบมิดกับไม่มิดผลก็ต่างกันเพราะหน้าสัมผัสไม่เท่ากัน
5 ความหนาแน่นของดินลักษณะดิน

ซึ่งปัญหาเหล่านี้ทำให้เรายากจะคำนวณจำนวนเปอร์เซนต์น้ำในดินจริงได้อย่างถูกต้อง ผลของมันไม่สามารถนำมาวิเคราะห์ในระยะยาวได้อย่างแม่นยำเลยเพราะความเสื่อมของมันและสภาพแววล้อม  ทำได้แค่รู้ว่ามันมีแนวโน้มระยะสั้นๆ
การเปลี่ยนไปตามเวลาการใช้งานและสภาพดิน สร้างปัญหามากขึ้นเมื่อเราต้องการวัดไปทั่วทั้งสวนที่อาจมีหัววัดมากกว่า 1 อัน การปรับเทียบระหว่างหลายตำแหน่งในสวนให้เหมือนกันทำแทบไม่ได้เลย
อย่างไรก็ตามเนื่องจากมันถูกแสนถูก ซื้อเยอะๆอันสิบยี่สิบ ก็คงยังเหมาะเอามาใช้งาน ส่วนหัว Probe ผมว่าจะลองทำเองให้มันทนกว่านี้ครับตัว module คงไม่พังง่ายๆ หรือใครจะเลี่ยงไปใช้แบบ Capacitive ซึ่งจะไม่โดนกรัดกร่อนก็น่าจะดีกว่าแต่แพงกว่านิดหน่อยครับ ผมสั่งไปละหากมาแล้วลองได้ผลยังไงจะมาบอกครับ

แบบ Capacitive

ใครจะเสนอความเห็น ข้อแนะนำอะไรเชิญตามสบายครับ ขอบคุณครับ