Salad hijau yang subur tumbuh subur dalam larutan nutrien di dalam tangki penanaman, semuanya dikawal oleh beberapa sensor kualiti air yang berfungsi secara senyap.
Di sebuah makmal universiti di Wilayah Jiangsu, sekumpulan salad tumbuh dengan rancak tanpa tanah, hasil daripada sistem pemantauan pintar hidroponik berdasarkan teknologi IoT jalur sempit. Penyelidik Zhang Jing menjelaskan bahawa sistem ini menggunakan pelbagai sensor kualiti air untuk memantau parameter larutan nutrien dalam masa nyata, digabungkan dengan kaedah kawalan kabur untuk melaraskan kualiti air secara automatik mengikut keperluan tanaman.
Dengan teknologi hidroponik yang semakin meluas, sensor kualiti air yang tidak mencolok ini memainkan peranan yang semakin penting. Daripada institusi penyelidikan profesional hinggalah kepada isi rumah biasa, sistem hidroponik pintar secara senyap-senyap mengubah kaedah pertanian tradisional.
01 Keadaan Semasa Teknologi Hidroponik
Berbanding dengan penanaman tanah tradisional, hidroponik membolehkan pertumbuhan tanaman yang lebih cepat dan mengurangkan masalah perosak. Memandangkan tanaman menyerap nutrien secara berterusan daripada larutan nutrien, adalah penting untuk memantau parameter kualiti air larutan nutrien hidroponik dengan segera dan tepat, dan menambah nutrien mengikut keperluan.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan teknologi sensor dan pengurangan kos, sistem hidroponik pintar telah mula beralih daripada institusi penyelidikan kepada isi rumah biasa.
Sistem hidroponik pintar yang biasa biasanya terdiri daripada tiga komponen utama: sensor, pengawal dan penggerak.
Antaranya, sensor bertanggungjawab untuk mengumpul pelbagai parameter kualiti air, berfungsi sebagai "mata" dan "telinga" sistem. Ketepatan dan kestabilannya secara langsung menentukan kejayaan atau kegagalan keseluruhan sistem hidroponik.
02 Gambaran Keseluruhan Terperinci Sensor Teras
Sensor pH
Nilai pH adalah penting untuk pertumbuhan tanaman dalam hidroponik. Seperti yang diketahui oleh sesiapa sahaja dalam akuakultur, julat pH optimum untuk badan air adalah antara 7.5-8.5.
Sensor kualiti air pH mengesan kepekatan ion hidrogen dalam bahan yang diukur dan menukarkannya kepada isyarat output yang boleh digunakan.
Ion H+ dalam larutan berinteraksi dengan elektrod sensor untuk menghasilkan isyarat voltan, dan magnitud voltan adalah berkadar terus dengan kepekatan H+. Dengan mengukur isyarat voltan, nilai pH larutan yang sepadan boleh diperolehi.
Sensor pH khusus yang direka bentuk untuk aplikasi hidroponik boleh didapati secara komersial, seperti sensor pH hidroponik automatik yang menyokong protokol komunikasi standard, dengan julat pengukuran 0-14.00 pH dan resolusi sehingga 0.01 pH, membolehkan pemantauan dan kawalan yang tepat.
Sensor Oksigen Terlarut
Oksigen terlarut merupakan faktor utama untuk pertumbuhan akar yang sihat dalam tanaman hidroponik. Badan air yang tidak tercemar oleh bahan pemakan oksigen mengekalkan oksigen terlarut pada tahap tepu.
Sensor oksigen terlarut mengukur jumlah oksigen yang terlarut dalam air.
Molekul oksigen daripada larutan yang diukur meresap melalui membran terpilih sensor dan menjalani tindak balas penurunan atau pengoksidaan yang sepadan pada katod dan anod dalaman, serentak menjana isyarat arus. Magnitud arus adalah berkadar terus dengan kepekatan oksigen terlarut.
Sensor oksigen terlarut profesional tersedia dalam pelbagai reka bentuk: ada yang mampu menahan keadaan persekitaran yang keras sambil memberikan ketepatan yang sangat baik; ada yang dioptimumkan untuk masa tindak balas, sesuai untuk pemeriksaan titik dan aplikasi analitikal.
Sensor Kepekatan Ion
Sensor kepekatan ion merupakan peralatan penting untuk memantau komposisi larutan nutrien. Kepekatan ion tertentu seperti nitrat, ammonium dan klorida secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Contohnya, sensor ion ammonium khusus boleh mengukur kandungan ammonium dalam perairan semula jadi, air permukaan, air bawah tanah dan pelbagai aplikasi pertanian.
Paten untuk sensor kepekatan ion larutan hidroponik daripada sebuah universiti pertanian mengintegrasikan elektrod ion, sensor suhu dan sensor pH, membolehkan pemahaman pantas tentang perubahan kepekatan ion, variasi suhu dan perubahan pH dalam larutan hidroponik.
Sensor Kekonduksian Elektrik (EC)
Kekonduksian elektrik merupakan penunjuk utama yang mengukur jumlah kepekatan ion dalam larutan nutrien, yang secara langsung mencerminkan tahap kesuburan larutan nutrien.
Pemancar EC automatik yang direka khusus untuk pengairan pertanian dan hidroponik menawarkan julat pengukuran sehingga 0-4000 µS/cm, menyokong protokol output standard, mampu menyambung kepada pam/injap dos dan mengawal suis pam/injap.
Sensor Suhu dan Kekeruhan
Suhu mempengaruhi pertumbuhan akar tanaman dan aktiviti metabolik, manakala kekeruhan mencerminkan jumlah zarah terampai dalam larutan nutrien.
Dalam projek tangki hidroponik rumah hijau pintar, pembangun boleh menggunakan modul sensor suhu dan kelembapan digital berketepatan tinggi, dengan ketepatan suhu tipikal ±0.3℃ dan resolusi 0.01℃.
Sensor kekeruhan khusus boleh digunakan dengan instrumen berbilang parameter untuk memantau tahap kekeruhan larutan nutrien.
03 Aplikasi Bersepadu dalam Sistem Pintar
Data daripada sensor individu selalunya tidak mencukupi untuk mencerminkan persekitaran hidroponik yang lengkap secara komprehensif, menjadikan gabungan berbilang sensor sebagai trend yang semakin meningkat dalam sistem hidroponik pintar.
Prob berbilang parameter dengan reka bentuk yang kos efektif boleh disepadukan dengan mudah dengan sistem kawalan dan sistem telemetri, sesuai untuk penggunaan jangka panjang.
Pasukan penyelidikan telah membangunkan sistem pemantauan pintar berasaskan IoT untuk hidroponik yang menggunakan antara muka aplikasi mudah alih untuk pemantauan masa nyata parameter persekitaran hidroponik, digabungkan dengan kaedah kawalan pintar untuk melaraskan parameter kualiti air larutan nutrien berdasarkan pengalaman operasi dan keperluan tanaman.
Keputusan ujian menunjukkan bahawa apabila sistem sedemikian mengawal selia larutan nutrien, parameter utama seperti pH dan kekonduksian elektrik dapat mengekalkan nilai pratetap yang stabil dalam jangka masa yang munasabah.
04 Cabaran Teknikal dan Trend Masa Depan
Walaupun teknologi sensor hidroponik telah mencapai kemajuan yang ketara, beberapa cabaran masih wujud. Kestabilan jangka panjang, keupayaan anti-kotoran dan frekuensi penentukuran sensor merupakan isu utama dalam aplikasi praktikal.
Elektrod selektif ion terutamanya mudah terdedah kepada gangguan daripada ion lain dan memerlukan penentukuran yang kerap.
Sensor hidroponik masa hadapan akan berkembang ke arah pelbagai fungsi, kecerdasan dan pengurangan kos.
Sistem sensor canggih sudah pun membolehkan pengukuran berprestasi tinggi bagi pelbagai parameter, termasuk klorofil, pigmen, pendarfluor, kekeruhan dan banyak lagi.
Sementara itu, dengan pembangunan projek sumber terbuka, halangan kemasukan untuk sistem hidroponik pintar semakin berkurangan, membolehkan lebih ramai orang mengambil bahagian dalam transformasi pertanian ini.
Hari ini, semakin ramai penduduk bandar mula bereksperimen dengan hidroponik di rumah. Di balkoni kediaman di pelbagai bandar, sayur-sayuran berdaun tumbuh dengan rancak dalam tangki hidroponik pintar berdasarkan platform mikropengawal yang popular.
“Sensor kualiti air merupakan teras sistem hidroponik—ia seperti 'tunas rasa' tumbuhan, memberitahu kita nutrien yang perlu diselaraskan,” jelas seorang peminat.
Penemuan berterusan dalam teknologi sensor mengubah pertanian jitu daripada ideal menjadi kenyataan.
Kami juga boleh menyediakan pelbagai penyelesaian untuk
1. Meter genggam untuk kualiti air berbilang parameter
2. Sistem Pelampung Terapung untuk kualiti air berbilang parameter
3. Berus pembersih automatik untuk sensor air berbilang parameter
4. Set lengkap pelayan dan modul tanpa wayar perisian, menyokong RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Untuk lebih banyak sensor air maklumat,
sila hubungi Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Laman web syarikat:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Masa siaran: 07-Nov-2025