Selada hijau subur tumbuh dengan baik dalam larutan nutrisi di dalam tangki budidaya, yang semuanya dikendalikan oleh beberapa sensor kualitas air yang bekerja dengan tenang.
Di sebuah laboratorium universitas di Provinsi Jiangsu, sejumlah tanaman selada tumbuh subur tanpa tanah, berkat sistem pemantauan cerdas 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 secara otomatis menyesuaikan kualitas air sesuai kebutuhan tanaman.
Seiring dengan semakin meluasnya teknologi hidroponik, sensor kualitas air yang tidak mencolok ini memainkan peran yang semakin penting. Dari lembaga penelitian profesional hingga rumah tangga biasa, sistem hidroponik pintar secara diam-diam mengubah metode pertanian tradisional.
01 Kondisi Terkini Teknologi Hidroponik
Dibandingkan dengan budidaya tanah tradisional, hidroponik memungkinkan pertumbuhan tanaman yang lebih cepat dan mengurangi masalah hama. Karena tanaman terus menyerap nutrisi dari larutan nutrisi, sangat penting untuk memantau parameter kualitas air larutan nutrisi hidroponik dengan cepat dan akurat, serta menambahkan nutrisi sesuai kebutuhan.
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan teknologi sensor dan penurunan biaya, sistem hidroponik pintar mulai beralih dari lembaga penelitian ke rumah tangga biasa.
Sistem hidroponik pintar pada umumnya terdiri dari tiga komponen utama: sensor, pengontrol, dan aktuator.
Di antara komponen-komponen tersebut, sensor bertanggung jawab untuk mengumpulkan berbagai parameter kualitas air, berfungsi sebagai "mata" dan "telinga" sistem. Akurasi dan stabilitasnya secara langsung menentukan keberhasilan atau kegagalan seluruh sistem hidroponik.
02 Gambaran Umum Terperinci tentang Sensor Inti
Sensor pH
Nilai pH sangat penting untuk pertumbuhan tanaman dalam hidroponik. Seperti yang diketahui oleh siapa pun di bidang akuakultur, kisaran pH optimal untuk badan air 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 berbanding lurus 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, memungkinkan pemantauan dan pengendalian yang presisi.
Sensor Oksigen Terlarut
Oksigen terlarut merupakan faktor kunci untuk pertumbuhan akar yang sehat pada tanaman hidroponik. Badan air yang tidak tercemar oleh zat-zat yang mengonsumsi oksigen mempertahankan oksigen terlarut pada tingkat jenuh.
Sensor oksigen terlarut mengukur jumlah oksigen yang terlarut dalam air.
Molekul oksigen dari larutan yang diukur menembus membran selektif sensor dan mengalami reaksi reduksi atau oksidasi yang sesuai pada katoda dan anoda internal, secara bersamaan menghasilkan sinyal arus. Besarnya arus berbanding lurus dengan konsentrasi oksigen terlarut.
Sensor oksigen terlarut profesional tersedia dalam berbagai desain: beberapa mampu bertahan dalam kondisi lingkungan yang keras sekaligus memberikan akurasi yang sangat baik; yang lain dioptimalkan untuk waktu respons, cocok untuk pemeriksaan di tempat dan aplikasi analitis.
Sensor Konsentrasi Ion
Sensor konsentrasi ion merupakan peralatan penting untuk memantau komposisi larutan nutrisi. Konsentrasi ion tertentu seperti nitrat, amonium, dan klorida secara langsung memengaruhi pertumbuhan tanaman.
Sebagai contoh, sensor ion amonium khusus dapat mengukur kandungan amonium dalam air alami, air permukaan, air tanah, dan berbagai aplikasi pertanian.
Sebuah paten untuk sensor konsentrasi ion larutan hidroponik dari universitas pertanian mengintegrasikan elektroda ion, sensor suhu, dan sensor pH, memungkinkan pemahaman cepat tentang perubahan konsentrasi ion, variasi suhu, dan perubahan pH dalam larutan hidroponik.
Sensor Konduktivitas Listrik (EC)
Konduktivitas listrik adalah indikator kunci yang mengukur konsentrasi ion total dalam larutan nutrisi, yang secara langsung mencerminkan tingkat kesuburan larutan nutrisi tersebut.
Transmiter 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 mengontrol sakelar pompa/katup.
Sensor Suhu dan Kekeruhan
Suhu memengaruhi pertumbuhan akar tanaman dan aktivitas metabolisme, sedangkan kekeruhan mencerminkan jumlah partikel tersuspensi dalam larutan nutrisi.
Dalam proyek tangki hidroponik rumah kaca pintar, pengembang dapat menggunakan modul sensor suhu dan kelembaban digital presisi tinggi, dengan akurasi suhu tipikal ±0,3℃ dan resolusi 0,01℃.
Sensor kekeruhan khusus dapat digunakan dengan instrumen multi-parameter untuk memantau tingkat kekeruhan larutan nutrisi.
03 Aplikasi Terintegrasi dalam Sistem Cerdas
Data dari masing-masing sensor seringkali tidak cukup untuk mencerminkan lingkungan hidroponik secara komprehensif, sehingga penggabungan multi-sensor menjadi tren yang berkembang dalam sistem hidroponik pintar.
Sensor multi-parameter dengan desain hemat biaya dapat dengan mudah diintegrasikan dengan sistem kontrol dan sistem telemetri, sehingga cocok untuk penggunaan jangka panjang.
Tim peneliti telah mengembangkan sistem pemantauan cerdas berbasis IoT untuk hidroponik yang menggunakan antarmuka aplikasi seluler untuk pemantauan 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 kunci seperti pH dan konduktivitas listrik dapat mempertahankan nilai tetap yang stabil dalam jangka waktu yang wajar.
04 Tantangan Teknis dan Tren Masa Depan
Meskipun teknologi sensor hidroponik telah mengalami kemajuan signifikan, beberapa tantangan masih tetap ada. Stabilitas jangka panjang, kemampuan anti-pengotoran, dan frekuensi kalibrasi sensor merupakan masalah utama dalam aplikasi praktis.
Elektroda yang sangat selektif terhadap ion rentan terhadap gangguan dari ion lain dan memerlukan kalibrasi secara berkala.
Sensor hidroponik masa depan akan berkembang ke arah multifungsi, kecerdasan, dan pengurangan biaya.
Sistem sensor canggih saat ini memungkinkan pengukuran berbagai parameter dengan kinerja tinggi, termasuk klorofil, pigmen, fluoresensi, kekeruhan, dan banyak lagi.
Sementara itu, dengan perkembangan proyek sumber terbuka, hambatan untuk memasuki pasar sistem hidroponik pintar semakin rendah, memungkinkan lebih banyak orang untuk berpartisipasi dalam transformasi pertanian ini.
Saat ini, semakin banyak penduduk kota mulai bereksperimen dengan hidroponik rumahan. Di balkon-balkon rumah di berbagai kota, sayuran hijau tumbuh subur di dalam tangki hidroponik pintar yang berbasis pada platform mikrokontroler populer.
“Sensor kualitas air adalah inti dari sistem hidroponik—mereka seperti 'indera perasa' tanaman, memberi tahu kita nutrisi mana yang perlu disesuaikan,” demikian penjelasan seorang penggemar.
Terobosan berkelanjutan dalam teknologi sensor mengubah pertanian presisi dari sebuah cita-cita menjadi kenyataan.
Kami juga dapat menyediakan berbagai solusi untuk
1. Alat ukur genggam untuk kualitas air multi-parameter
2. Sistem Pelampung Terapung untuk Kualitas Air Multi-Parameter
3. Sikat pembersih otomatis untuk sensor air multi-parameter
4. Set lengkap server dan modul perangkat lunak nirkabel, mendukung RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Untuk sensor air lainnya 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