Selada hijau subur tumbuh subur dalam larutan nutrisi dalam tangki budidaya, semuanya dikontrol oleh beberapa sensor kualitas air yang bekerja dengan tenang.
Di sebuah laboratorium universitas di Provinsi Jiangsu, sekumpulan selada tumbuh subur tanpa tanah, berkat sistem pemantauan pintar hidroponik berbasis teknologi IoT pita sempit. Peneliti Zhang Jing menjelaskan bahwa sistem ini menggunakan beberapa sensor kualitas air untuk memantau parameter larutan nutrisi secara real-time, dikombinasikan dengan metode kontrol fuzzy untuk menyesuaikan kualitas air secara otomatis sesuai kebutuhan tanaman.
Seiring meluasnya penggunaan teknologi hidroponik, sensor kualitas air yang tersembunyi ini memainkan peran yang semakin penting. Dari lembaga penelitian profesional hingga rumah tangga biasa, sistem hidroponik pintar diam-diam mengubah metode pertanian tradisional.
01 Keadaan Teknologi Hidroponik Saat Ini
Dibandingkan dengan budidaya tanah tradisional, hidroponik memungkinkan pertumbuhan tanaman lebih cepat dan mengurangi masalah hama. Karena tanaman terus-menerus menyerap nutrisi dari larutan nutrisi, penting untuk memantau parameter kualitas air larutan nutrisi hidroponik secara cepat dan akurat, serta mengisi kembali nutrisi sesuai kebutuhan.
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan teknologi sensor dan pengurangan biaya, sistem hidroponik pintar telah mulai berpindah dari lembaga penelitian ke rumah tangga biasa.
Sistem hidroponik pintar pada umumnya terdiri dari tiga komponen utama: sensor, pengontrol, dan aktuator.
Di antaranya, sensor bertanggung jawab untuk mengumpulkan berbagai parameter kualitas air, berfungsi sebagai "mata" dan "telinga" sistem. Keakuratan dan stabilitasnya secara langsung menentukan keberhasilan atau kegagalan keseluruhan sistem hidroponik.
02 Tinjauan Mendetail Sensor Inti
Sensor pH
Nilai pH sangat penting untuk pertumbuhan tanaman hidroponik. Seperti yang diketahui oleh siapa pun yang berkecimpung di bidang akuakultur, kisaran pH optimal untuk perairan adalah antara 7,5-8,5.
Sensor kualitas air pH mendeteksi konsentrasi ion hidrogen dalam zat yang diukur dan mengubahnya menjadi sinyal keluaran yang dapat digunakan.
Ion H+ dalam larutan berinteraksi dengan elektroda sensor untuk menghasilkan sinyal tegangan, dan besarnya tegangan sebanding dengan konsentrasi H+. Dengan mengukur sinyal tegangan, nilai pH larutan yang sesuai dapat diperoleh.
Sensor pH khusus yang dirancang untuk aplikasi hidroponik tersedia secara komersial, seperti sensor pH hidroponik otomatis yang mendukung protokol komunikasi standar, dengan rentang pengukuran 0-14,00 pH dan resolusi hingga 0,01 pH, yang memungkinkan pemantauan dan kontrol yang tepat.
Sensor Oksigen Terlarut
Oksigen terlarut merupakan faktor kunci pertumbuhan akar yang sehat pada tanaman hidroponik. Perairan yang tidak tercemar oleh zat-zat pengonsumsi oksigen menjaga oksigen terlarut pada tingkat saturasi.
Sensor oksigen terlarut mengukur jumlah oksigen terlarut dalam air.
Molekul oksigen dari larutan yang diukur menembus membran selektif sensor dan mengalami reaksi reduksi atau oksidasi yang sesuai di katode dan anoda internal, yang secara bersamaan menghasilkan sinyal arus. Besarnya arus sebanding dengan konsentrasi oksigen terlarut.
Sensor oksigen terlarut profesional tersedia dalam berbagai desain: beberapa mampu menahan kondisi lingkungan yang keras sambil memberikan akurasi yang sangat baik; yang lain dioptimalkan untuk waktu respons, cocok untuk pemeriksaan mendadak dan aplikasi analitis.
Sensor Konsentrasi Ion
Sensor konsentrasi ion merupakan peralatan penting untuk memantau komposisi larutan nutrisi. Konsentrasi ion-ion tertentu seperti nitrat, amonium, dan klorida secara langsung memengaruhi pertumbuhan tanaman.
Misalnya, sensor ion amonium khusus dapat mengukur kandungan amonium di perairan alami, air permukaan, air tanah, dan berbagai aplikasi pertanian.
Paten untuk sensor konsentrasi ion larutan hidroponik dari universitas pertanian mengintegrasikan elektroda ion, sensor suhu, dan sensor pH, yang memungkinkan pemahaman cepat tentang perubahan konsentrasi ion, variasi suhu, dan perubahan pH dalam larutan hidroponik.
Sensor Konduktivitas Listrik (EC)
Konduktivitas listrik merupakan indikator utama yang mengukur konsentrasi ion total dalam larutan nutrisi, yang secara langsung mencerminkan tingkat kesuburan larutan nutrisi.
Pemancar EC otomatis yang dirancang khusus untuk irigasi pertanian dan hidroponik menawarkan rentang pengukuran hingga 0-4000 µS/cm, mendukung protokol keluaran standar, mampu terhubung ke pompa/katup dosis dan mengendalikan sakelar pompa/katup.
Sensor Suhu dan Kekeruhan
Suhu memengaruhi pertumbuhan akar tanaman dan aktivitas metabolisme, sementara kekeruhan mencerminkan jumlah partikel tersuspensi dalam larutan nutrisi.
Dalam proyek tangki hidroponik rumah kaca pintar, pengembang dapat menggunakan modul sensor suhu dan kelembapan digital presisi tinggi, dengan akurasi suhu tipikal ±0,3℃ dan resolusi 0,01℃.
Sensor kekeruhan khusus dapat digunakan dengan instrumen multiparameter untuk memantau tingkat kekeruhan larutan nutrisi.
03 Aplikasi Terintegrasi dalam Sistem Cerdas
Data dari masing-masing sensor sering kali tidak cukup untuk mencerminkan lingkungan hidroponik secara komprehensif, sehingga penggabungan multi-sensor menjadi tren yang berkembang dalam sistem hidroponik pintar.
Probe multiparameter dengan desain hemat biaya dapat dengan mudah diintegrasikan dengan sistem kontrol dan sistem telemetri, cocok untuk penerapan jangka panjang.
Tim peneliti telah mengembangkan sistem pemantauan pintar berbasis IoT untuk hidroponik yang menggunakan antarmuka aplikasi seluler untuk memantau parameter lingkungan hidroponik secara real-time, dikombinasikan dengan metode kontrol cerdas untuk menyesuaikan parameter kualitas air larutan nutrisi berdasarkan pengalaman operasional dan kebutuhan tanaman.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketika sistem tersebut mengatur larutan nutrisi, parameter utama seperti pH dan konduktivitas listrik dapat mempertahankan nilai tetap stabil dalam jangka waktu yang wajar.
04 Tantangan Teknis dan Tren Masa Depan
Meskipun teknologi sensor hidroponik telah mencapai kemajuan yang signifikan, beberapa tantangan masih ada. Stabilitas jangka panjang, kemampuan anti-fouling, dan frekuensi kalibrasi sensor merupakan isu utama dalam aplikasi praktis.
Elektroda yang bersifat selektif ion khususnya rentan terhadap gangguan dari ion lain dan memerlukan kalibrasi rutin.
Sensor hidroponik masa depan akan berkembang ke arah multifungsi, kecerdasan, dan pengurangan biaya.
Sistem sensor canggih kini memungkinkan pengukuran berbagai parameter berkinerja tinggi, termasuk klorofil, pigmen, fluoresensi, kekeruhan, dan banyak lagi.
Sementara itu, dengan pengembangan proyek sumber terbuka, hambatan masuk untuk sistem hidroponik pintar semakin berkurang, memungkinkan lebih banyak orang untuk berpartisipasi dalam transformasi pertanian ini.
Kini, semakin banyak penduduk perkotaan yang mulai bereksperimen dengan hidroponik rumahan. Di balkon rumah-rumah di berbagai kota, sayuran hijau tumbuh subur dalam tangki hidroponik pintar berbasis platform mikrokontroler populer.
“Sensor kualitas air adalah inti dari sistem hidroponik—sensor ini seperti 'indra perasa' tanaman, yang memberi tahu kita nutrisi mana yang perlu disesuaikan,” jelas seorang penggemar.
Terobosan berkelanjutan dalam teknologi sensor mengubah pertanian presisi dari cita-cita menjadi kenyataan.
Kami juga dapat menyediakan berbagai solusi untuk
1. Meter genggam untuk kualitas air multi-parameter
2. Sistem Pelampung Apung untuk kualitas air multi-parameter
3. Sikat pembersih otomatis untuk sensor air multi-parameter
4. Set lengkap server dan modul nirkabel perangkat lunak, mendukung RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN
Untuk sensor air lebih lanjut informasi,
silakan hubungi Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Situs web perusahaan:www.hondetechco.com
Telp: +86-15210548582
Waktu posting: 07-Nov-2025