L'enciam verd i exuberant prospera en una solució de nutrients dins dels tancs de cultiu, tots controlats per diversos sensors de qualitat de l'aigua que funcionen silenciosament.
En un laboratori universitari de la província de Jiangsu, un lot d'enciams creix vigorosament sense terra, gràcies a un sistema de monitorització intel·ligent hidropònica basat en tecnologia IoT de banda estreta. L'investigador Zhang Jing va explicar que el sistema utilitza múltiples sensors de qualitat de l'aigua per controlar els paràmetres de la solució de nutrients en temps real, combinats amb mètodes de control difusos per ajustar automàticament la qualitat de l'aigua segons les necessitats del cultiu.
A mesura que la tecnologia hidropònica s'estén més, aquests sensors discrets de la qualitat de l'aigua tenen un paper cada cop més important. Des d'institucions de recerca professionals fins a llars normals, els sistemes hidropònics intel·ligents estan transformant silenciosament els mètodes agrícoles tradicionals.
01 Estat actual de la tecnologia hidropònica
En comparació amb el cultiu tradicional del sòl, la hidroponia permet un creixement més ràpid dels cultius i redueix els problemes de plagues. Com que els cultius absorbeixen contínuament els nutrients de la solució nutritiva, és essencial controlar els paràmetres de qualitat de l'aigua de la solució nutritiva hidropònica de manera ràpida i precisa, i reposar els nutrients segons calgui.
En els darrers anys, amb el desenvolupament de la tecnologia de sensors i la reducció de costos, els sistemes hidropònics intel·ligents han començat a traslladar-se de les institucions de recerca a les llars normals.
Un sistema hidropònic intel·ligent típic sol constar de tres components principals: sensors, controladors i actuadors.
Entre aquests, els sensors són els responsables de recollir diversos paràmetres de la qualitat de l'aigua, actuant com els "ulls" i les "orelles" del sistema. La seva precisió i estabilitat determinen directament l'èxit o el fracàs de tot el sistema hidropònic.
02 Visió general detallada dels sensors principals
Sensors de pH
El valor del pH és crucial per al creixement dels cultius en hidroponia. Com tothom sap en aqüicultura, el rang de pH òptim per a les masses d'aigua és entre 7,5 i 8,5.
Els sensors de qualitat de l'aigua de pH detecten la concentració d'ions d'hidrogen en les substàncies mesurades i la converteixen en els senyals de sortida utilitzables corresponents.
Els ions H+ de la solució interactuen amb l'elèctrode del sensor per produir un senyal de voltatge, i la magnitud del voltatge és proporcional a la concentració d'H+. Mesurant el senyal de voltatge, es pot obtenir el valor de pH corresponent de la solució.
Comercialment hi ha disponibles sensors de pH especialitzats dissenyats per a aplicacions hidropòniques, com ara sensors de pH hidropònics automàtics que admeten protocols de comunicació estàndard, amb rangs de mesura de 0-14,00 pH i una resolució de fins a 0,01 pH, cosa que permet una monitorització i un control precisos.
Sensors d'oxigen dissolt
L'oxigen dissolt és un factor clau per al creixement saludable de les arrels en els cultius hidropònics. Les masses d'aigua no contaminades per substàncies que consumeixen oxigen mantenen l'oxigen dissolt a nivells de saturació.
Els sensors d'oxigen dissolt mesuren la quantitat d'oxigen dissolt a l'aigua.
Les molècules d'oxigen de la solució mesurada penetren a través de la membrana selectiva del sensor i experimenten les corresponents reaccions de reducció o oxidació al càtode i ànode interns, generant simultàniament senyals de corrent. La magnitud del corrent és proporcional a la concentració d'oxigen dissolt.
Els sensors professionals d'oxigen dissolt estan disponibles en diferents dissenys: alguns capaços de suportar condicions ambientals dures alhora que proporcionen una precisió excel·lent; altres optimitzats per al temps de resposta, adequats per a aplicacions analítiques i de comprovació puntual.
Sensors de concentració d'ions
Els sensors de concentració d'ions són un equip crucial per controlar la composició de la solució de nutrients. Les concentracions d'ions específics com el nitrat, l'amoni i el clorur afecten directament el creixement dels cultius.
Per exemple, els sensors d'ions d'amoni especialitzats poden mesurar el contingut d'amoni en aigües naturals, aigües superficials, aigües subterrànies i diverses aplicacions agrícoles.
Una patent per a un sensor de concentració d'ions per a una solució hidropònica d'una universitat agrícola integra elèctrodes d'ions, sensors de temperatura i sensors de pH, cosa que permet una comprensió ràpida dels canvis de concentració d'ions, les variacions de temperatura i els canvis de pH en solucions hidropòniques.
Sensors de conductivitat elèctrica (EC)
La conductivitat elèctrica és un indicador clau que mesura la concentració total d'ions en una solució nutritiva, reflectint directament el nivell de fertilitat d'aquesta.
Els transmissors EC automàtics dissenyats específicament per al reg agrícola i la hidroponia ofereixen rangs de mesura de fins a 0-4000 µS/cm, compatibles amb protocols de sortida estàndard, capaços de connectar-se a bombes/vàlvules dosificadores i controlar interruptors de bombes/vàlvules.
Sensors de temperatura i terbolesa
La temperatura afecta el creixement de les arrels dels cultius i l'activitat metabòlica, mentre que la terbolesa reflecteix la quantitat de partícules en suspensió a la solució nutritiva.
En projectes de tancs hidropònics d'hivernacle intel·ligents, els desenvolupadors poden utilitzar mòduls de sensors de temperatura i humitat digitals d'alta precisió, amb una precisió de temperatura típica de ±0,3 ℃ i una resolució de 0,01 ℃.
Els sensors de terbolesa especialitzats es poden utilitzar amb instruments multiparàmetres per controlar el nivell de terbolesa de les solucions de nutrients.
03 Aplicacions integrades en sistemes intel·ligents
Les dades dels sensors individuals sovint són insuficients per reflectir de manera exhaustiva l'entorn hidropònic complet, cosa que fa que la fusió multisensor sigui una tendència creixent en els sistemes hidropònics intel·ligents.
Les sondes multiparamètriques amb dissenys rendibles es poden integrar fàcilment amb sistemes de control i sistemes de telemetria, adequades per a un desplegament a llarg termini.
Els equips de recerca han desenvolupat sistemes de monitorització intel·ligent basats en IoT per a la hidroponia que utilitzen interfícies d'aplicacions mòbils per a la monitorització en temps real dels paràmetres ambientals hidropònics, combinats amb mètodes de control intel·ligents per ajustar els paràmetres de la qualitat de l'aigua de la solució nutritiva en funció de l'experiència operativa i les necessitats dels cultius.
Els resultats de les proves mostren que quan aquests sistemes regulen les solucions de nutrients, paràmetres clau com el pH i la conductivitat elèctrica poden mantenir valors preestablerts estables dins de terminis raonables.
04 Reptes tècnics i tendències futures
Tot i que la tecnologia de sensors hidropònics ha fet progressos significatius, encara hi ha diversos reptes per resoldre. L'estabilitat a llarg termini, la capacitat antiincrustant i la freqüència de calibratge dels sensors són problemes importants en les aplicacions pràctiques.
Els elèctrodes particularment selectius d'ions són susceptibles a la interferència d'altres ions i requereixen una calibració regular.
Els futurs sensors hidropònics es desenvoluparan cap a la multifuncionalitat, la intel·ligència i la reducció de costos.
Els sistemes de sensors avançats ja permeten la mesura d'alt rendiment de diversos paràmetres, com ara la clorofil·la, els pigments, la fluorescència, la terbolesa i més.
Mentrestant, amb el desenvolupament de projectes de codi obert, les barreres d'entrada als sistemes hidropònics intel·ligents s'estan reduint, cosa que permet que més persones participin en aquesta transformació agrícola.
Avui dia, cada cop més residents urbans comencen a experimentar amb la hidroponia domèstica. Als balcons residencials de diverses ciutats, les fulles verdes creixen vigorosament en tancs hidropònics intel·ligents basats en plataformes de microcontroladors populars.
«Els sensors de qualitat de l'aigua són el nucli dels sistemes hidropònics: són com les 'papil·les gustatives' de les plantes, que ens diuen quins nutrients necessiten ajustar-se», va descriure un entusiasta.
Els avenços continus en la tecnologia de sensors estan convertint l'agricultura de precisió d'un ideal en realitat.
També podem oferir diverses solucions per a
1. Mesurador portàtil per a la qualitat de l'aigua multiparàmetre
2. Sistema de boia flotant per a la qualitat de l'aigua multiparàmetre
3. Raspall de neteja automàtic per a sensor d'aigua multiparàmetre
4. Conjunt complet de servidors i mòdul sense fil de programari, compatible amb RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Per a més sensors d'aigua informació,
Poseu-vos en contacte amb Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Lloc web de l'empresa:www.hondetechco.com
Telèfon: +86-15210548582
Data de publicació: 07 de novembre de 2025