ระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะจุดประกายการปฏิวัติทางการเกษตร เซ็นเซอร์แบบหลายพารามิเตอร์กลายเป็นฮีโร่ที่ถูกมองข้าม

ผักกาดหอมสีเขียวชอุ่มเจริญเติบโตได้ดีในสารละลายธาตุอาหารภายในถังเพาะปลูก ซึ่งควบคุมโดยเซ็นเซอร์คุณภาพน้ำหลายตัวที่ทำงานอย่างเงียบเชียบ

ในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในมณฑลเจียงซู ผักกาดหอมชุดหนึ่งกำลังเจริญเติบโตอย่างแข็งแรงโดยไม่ต้องใช้ดิน ด้วยระบบตรวจสอบอัจฉริยะแบบไฮโดรโปนิกส์ที่ใช้เทคโนโลยี IoT แบบแถบความถี่แคบ นักวิจัยจาง จิง อธิบายว่า ระบบนี้ใช้เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำหลายตัวเพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์ของสารละลายธาตุอาหารแบบเรียลไทม์ ร่วมกับวิธีการควบคุมแบบฟัซซีเพื่อปรับคุณภาพน้ำโดยอัตโนมัติตามความต้องการของพืช

เมื่อเทคโนโลยีการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์แพร่หลายมากขึ้น เซ็นเซอร์วัดคุณภาพน้ำขนาดเล็กเหล่านี้จึงมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ตั้งแต่สถาบันวิจัยระดับมืออาชีพไปจนถึงครัวเรือนทั่วไป ระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการทำฟาร์มแบบดั้งเดิมอย่างเงียบๆ

01 สถานะปัจจุบันของเทคโนโลยีไฮโดรโปนิกส์

เมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกพืชในดินแบบดั้งเดิม การปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ช่วยให้พืชเจริญเติบโตได้เร็วขึ้นและลดปัญหาศัตรูพืช เนื่องจากพืชดูดซับสารอาหารจากสารละลายธาตุอาหารอย่างต่อเนื่อง จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบคุณภาพน้ำของสารละลายธาตุอาหารไฮโดรโปนิกส์อย่างรวดเร็วและแม่นยำ และเติมสารอาหารเมื่อจำเป็น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์และการลดต้นทุน ระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะจึงเริ่มแพร่หลายจากสถาบันวิจัยสู่ครัวเรือนทั่วไป

โดยทั่วไป ระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะจะประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ เซ็นเซอร์ ตัวควบคุม และตัวกระตุ้น

ในบรรดาอุปกรณ์เหล่านี้ เซ็นเซอร์มีหน้าที่เก็บรวบรวมค่าพารามิเตอร์คุณภาพน้ำต่างๆ โดยทำหน้าที่เป็น "ดวงตา" และ "หู" ของระบบ ความแม่นยำและความเสถียรของเซ็นเซอร์เป็นตัวกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลวของระบบไฮโดรโปนิกส์ทั้งหมดโดยตรง

02 ภาพรวมโดยละเอียดของเซ็นเซอร์หลัก

เซ็นเซอร์วัดค่า pH

ค่า pH มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตของพืชในระบบไฮโดรโปนิกส์ ดังที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทราบกันดีว่า ช่วงค่า pH ที่เหมาะสมสำหรับแหล่งน้ำคือระหว่าง 7.5-8.5

เซ็นเซอร์วัดคุณภาพน้ำค่า pH ตรวจจับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในสารที่วัดได้ และแปลงค่าดังกล่าวให้เป็นสัญญาณเอาต์พุตที่ใช้งานได้

ไอออน H+ ในสารละลายจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรดของเซนเซอร์ ทำให้เกิดสัญญาณแรงดันไฟฟ้า โดยขนาดของแรงดันไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของ H+ เมื่อวัดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าแล้ว จะสามารถหาค่า pH ของสารละลายได้

เซ็นเซอร์วัดค่า pH เฉพาะทางที่ออกแบบมาสำหรับระบบไฮโดรโปนิกส์มีวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ เช่น เซ็นเซอร์วัดค่า pH อัตโนมัติสำหรับระบบไฮโดรโปนิกส์ที่รองรับโปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐาน มีช่วงการวัด 0-14.00 pH และความละเอียดสูงถึง 0.01 pH ทำให้สามารถตรวจสอบและควบคุมได้อย่างแม่นยำ

เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ

ออกซิเจนละลายน้ำเป็นปัจจัยสำคัญต่อการเจริญเติบโตของรากพืชที่แข็งแรงในระบบไฮโดรโปนิกส์ แหล่งน้ำที่ไม่ปนเปื้อนด้วยสารที่ใช้ออกซิเจนจะรักษาระดับออกซิเจนละลายน้ำให้อยู่ในระดับอิ่มตัว

เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ จะวัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ

โมเลกุลออกซิเจนจากสารละลายที่วัดได้จะซึมผ่านเยื่อเลือกของเซนเซอร์และเกิดปฏิกิริยารีดักชันหรือออกซิเดชันที่แคโทดและแอโนดภายในพร้อมกัน ทำให้เกิดสัญญาณกระแสไฟฟ้า โดยขนาดของกระแสไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายอยู่

เซ็นเซอร์วัดปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำระดับมืออาชีพมีให้เลือกหลายแบบ: บางรุ่นสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดีเยี่ยมพร้อมทั้งให้ความแม่นยำสูง ในขณะที่บางรุ่นได้รับการปรับให้เหมาะสมกับเวลาตอบสนอง เหมาะสำหรับการตรวจสอบเฉพาะจุดและการใช้งานเชิงวิเคราะห์

เซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นของไอออน

เซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นของไอออนเป็นอุปกรณ์สำคัญในการตรวจสอบองค์ประกอบของสารละลายธาตุอาหาร ความเข้มข้นของไอออนเฉพาะ เช่น ไนเตรต แอมโมเนียม และคลอไรด์ ส่งผลโดยตรงต่อการเจริญเติบโตของพืช

ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์ไอออนแอมโมเนียมชนิดพิเศษสามารถวัดปริมาณแอมโมเนียมในน้ำธรรมชาติ น้ำผิวดิน น้ำใต้ดิน และการใช้งานทางการเกษตรต่างๆ ได้

สิทธิบัตรสำหรับเซนเซอร์วัดความเข้มข้นของไอออนในสารละลายไฮโดรโปนิกส์จากมหาวิทยาลัยเกษตรแห่งหนึ่ง ได้บูรณาการอิเล็กโทรดไอออน เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ และเซนเซอร์วัดค่า pH เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถเข้าใจการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในสารละลายไฮโดรโปนิกส์ได้อย่างรวดเร็ว

เซ็นเซอร์การนำไฟฟ้า (EC)

ค่าการนำไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้สำคัญที่ใช้วัดความเข้มข้นของไอออนทั้งหมดในสารละลายธาตุอาหาร ซึ่งสะท้อนถึงระดับความอุดมสมบูรณ์ของสารละลายธาตุอาหารโดยตรง

เครื่องส่งสัญญาณ EC อัตโนมัติที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการชลประทานทางการเกษตรและระบบไฮโดรโปนิกส์ มีช่วงการวัดสูงสุด 0-4000 µS/cm รองรับโปรโตคอลเอาต์พุตมาตรฐาน สามารถเชื่อมต่อกับปั๊ม/วาล์วจ่ายสาร และควบคุมสวิตช์ปั๊ม/วาล์วได้

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความขุ่น

อุณหภูมิมีผลต่อการเจริญเติบโตของรากพืชและกิจกรรมทางเมตาบอลิซึม ในขณะที่ความขุ่นสะท้อนถึงปริมาณอนุภาคแขวนลอยในสารละลายธาตุอาหาร

ในโครงการตู้ปลูกพืชไร้ดินอัจฉริยะ นักพัฒนาสามารถใช้โมดูลเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้นดิจิทัลความแม่นยำสูง ซึ่งมีความแม่นยำของอุณหภูมิโดยทั่วไปอยู่ที่ ±0.3℃ และความละเอียด 0.01℃

สามารถใช้เซ็นเซอร์วัดความขุ่นชนิดพิเศษร่วมกับเครื่องมือวัดหลายพารามิเตอร์เพื่อตรวจสอบระดับความขุ่นของสารละลายธาตุอาหารได้

03 การประยุกต์ใช้งานแบบบูรณาการในระบบอัจฉริยะ

ข้อมูลจากเซ็นเซอร์แต่ละตัวมักไม่เพียงพอที่จะสะท้อนสภาพแวดล้อมการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ได้อย่างครบถ้วน ทำให้การรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัวกลายเป็นแนวโน้มที่กำลังเติบโตในระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะ

หัววัดแบบหลายพารามิเตอร์ที่มีการออกแบบที่คุ้มค่า สามารถบูรณาการเข้ากับระบบควบคุมและระบบส่งข้อมูลทางไกลได้อย่างง่ายดาย เหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาว

ทีมวิจัยได้พัฒนาระบบตรวจสอบอัจฉริยะแบบ IoT สำหรับการปลูกพืชไร้ดิน โดยใช้แอปพลิเคชันบนมือถือเพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมในการปลูกพืชไร้ดินแบบเรียลไทม์ ควบคู่ไปกับวิธีการควบคุมอัจฉริยะเพื่อปรับพารามิเตอร์คุณภาพน้ำของสารละลายธาตุอาหารตามประสบการณ์การใช้งานและความต้องการของพืช

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า เมื่อระบบดังกล่าวควบคุมสารละลายธาตุอาหาร พารามิเตอร์สำคัญ เช่น ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้า สามารถคงค่าที่ตั้งไว้ได้อย่างเสถียรภายในกรอบเวลาที่เหมาะสม

04 ความท้าทายทางเทคนิคและแนวโน้มในอนาคต

แม้ว่าเทคโนโลยีเซ็นเซอร์สำหรับการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์จะมีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ก็ยังคงมีหลายความท้าทายอยู่ ความเสถียรในระยะยาว ความสามารถในการป้องกันการเกาะติดของสิ่งสกปรก และความถี่ในการสอบเทียบเซ็นเซอร์ เป็นปัญหาสำคัญในการใช้งานจริง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิเล็กโทรดที่เลือกไอออนได้เฉพาะเจาะจงนั้น ไวต่อการรบกวนจากไอออนอื่นๆ และจำเป็นต้องมีการสอบเทียบอย่างสม่ำเสมอ

เซ็นเซอร์สำหรับระบบไฮโดรโปนิกส์ในอนาคตจะพัฒนาไปสู่การทำงานที่หลากหลายขึ้น มีความอัจฉริยะ และลดต้นทุนลง

ระบบเซ็นเซอร์ขั้นสูงในปัจจุบันช่วยให้สามารถวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง รวมถึงคลอโรฟิลล์ เม็ดสี การเรืองแสง ความขุ่น และอื่นๆ อีกมากมาย

ในขณะเดียวกัน การพัฒนาโครงการโอเพนซอร์สช่วยลดอุปสรรคในการเข้าถึงระบบไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะ ทำให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นสามารถมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงทางการเกษตรนี้ได้

ปัจจุบัน ผู้คนในเมืองจำนวนมากขึ้นเริ่มทดลองปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ในบ้าน บนระเบียงบ้านในหลายเมือง ผักใบเขียวเจริญเติบโตอย่างแข็งแรงในถังไฮโดรโปนิกส์อัจฉริยะที่ใช้แพลตฟอร์มไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยม

“เซ็นเซอร์คุณภาพน้ำเป็นหัวใจสำคัญของระบบไฮโดรโปนิกส์ เปรียบเสมือน ‘ต่อมรับรส’ ของพืช ที่บอกเราว่าสารอาหารชนิดใดที่ต้องปรับปรุง” ผู้ที่ชื่นชอบระบบนี้กล่าว

ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีเซ็นเซอร์กำลังเปลี่ยนเกษตรแม่นยำจากอุดมคติให้กลายเป็นความจริง

เรายังสามารถนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับ

1. เครื่องวัดแบบพกพาสำหรับวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

2. ระบบทุ่นลอยน้ำสำหรับตรวจวัดคุณภาพน้ำหลายพารามิเตอร์

3. แปรงทำความสะอาดอัตโนมัติสำหรับเซ็นเซอร์วัดค่าน้ำหลายพารามิเตอร์

4. ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN

สำหรับเซ็นเซอร์น้ำเพิ่มเติม ข้อมูล,

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582