ჭკვიანმა ჰიდროპონიკამ სოფლის მეურნეობის რევოლუცია გამოიწვია, მრავალპარამეტრული სენსორები კი უცნობ გმირებად იქცნენ

აყვავებული მწვანე სალათის ფურცლები კარგად ხარობს კულტივაციის ავზებში არსებულ საკვებ ხსნარში, რომელსაც აკონტროლებს რამდენიმე ჩუმად მომუშავე წყლის ხარისხის სენსორი.

ძიანგსუს პროვინციის უნივერსიტეტის ლაბორატორიაში, ვიწროზოლოვანი ნივთების ინტერნეტის ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული ჰიდროპონიკური ჭკვიანი მონიტორინგის სისტემის წყალობით, სალათის ფურცლების პარტია ენერგიულად იზრდება ნიადაგის გარეშე. მკვლევარმა ჟანგ ძინმა განმარტა, რომ სისტემა იყენებს წყლის ხარისხის რამდენიმე სენსორს საკვები ხსნარის პარამეტრების რეალურ დროში მონიტორინგისთვის, ფაზური კონტროლის მეთოდებთან ერთად, რათა ავტომატურად დაარეგულიროს წყლის ხარისხი კულტურის საჭიროებების შესაბამისად.

ჰიდროპონიკური ტექნოლოგიის გავრცელებასთან ერთად, ეს შეუმჩნეველი წყლის ხარისხის სენსორები სულ უფრო მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. პროფესიული კვლევითი ინსტიტუტებიდან დაწყებული ჩვეულებრივი ოჯახებით დამთავრებული, ჭკვიანი ჰიდროპონიკური სისტემები ჩუმად ცვლის ტრადიციულ სოფლის მეურნეობის მეთოდებს.

01 ჰიდროპონიკური ტექნოლოგიის ამჟამინდელი მდგომარეობა

ტრადიციულ ნიადაგის დამუშავებასთან შედარებით, ჰიდროპონიკა ხელს უწყობს კულტურების უფრო სწრაფ ზრდას და ამცირებს მავნებლების პრობლემებს. ვინაიდან კულტურები განუწყვეტლივ შთანთქავენ საკვებ ნივთიერებებს საკვები ხსნარიდან, აუცილებელია ჰიდროპონიკური საკვები ხსნარის წყლის ხარისხის პარამეტრების დროულად და ზუსტად მონიტორინგი და საჭიროების შემთხვევაში საკვები ნივთიერებების შევსება.

ბოლო წლებში, სენსორული ტექნოლოგიების განვითარებითა და ხარჯების შემცირებით, ჭკვიანი ჰიდროპონიკური სისტემები კვლევითი ინსტიტუტებიდან ჩვეულებრივ ოჯახებში გადადის.

ტიპიური ჭკვიანი ჰიდროპონიკური სისტემა, როგორც წესი, სამი ძირითადი კომპონენტისგან შედგება: სენსორების, კონტროლერების და აქტივატორებისგან.

მათ შორის, სენსორები პასუხისმგებელნი არიან წყლის ხარისხის სხვადასხვა პარამეტრის შეგროვებაზე და სისტემის „თვალებისა“ და „ყურების“ როლს ასრულებენ. მათი სიზუსტე და სტაბილურობა პირდაპირ განსაზღვრავს მთელი ჰიდროპონიკური სისტემის წარმატებას ან წარუმატებლობას.

02 ძირითადი სენსორების დეტალური მიმოხილვა

pH სენსორები

pH-ის მნიშვნელობა გადამწყვეტია ჰიდროპონიკაში კულტურების ზრდისთვის. როგორც აკვაკულტურაში დასაქმებულმა ყველამ იცის, წყლის ობიექტებისთვის pH-ის ოპტიმალური დიაპაზონი 7.5-8.5-ს შორისაა.

pH წყლის ხარისხის სენსორები აფიქსირებენ წყალბადის იონების კონცენტრაციას გაზომილ ნივთიერებებში და გარდაქმნიან მას შესაბამის გამოსაყენებელ გამომავალ სიგნალებად.

ხსნარში არსებული H+ იონები ურთიერთქმედებენ სენსორის ელექტროდთან ძაბვის სიგნალის წარმოქმნის მიზნით, ხოლო ძაბვის სიდიდე პროპორციულია H+ კონცენტრაციისა. ძაბვის სიგნალის გაზომვით შესაძლებელია ხსნარის შესაბამისი pH მნიშვნელობის მიღება.

კომერციულად ხელმისაწვდომია ჰიდროპონიკური აპლიკაციებისთვის შექმნილი სპეციალიზებული pH სენსორები, როგორიცაა ავტომატური ჰიდროპონიკური pH სენსორები, რომლებიც მხარს უჭერენ სტანდარტულ საკომუნიკაციო პროტოკოლებს, 0-14.00 pH გაზომვის დიაპაზონით და 0.01 pH-მდე გარჩევადობით, რაც უზრუნველყოფს ზუსტ მონიტორინგსა და კონტროლს.

გახსნილი ჟანგბადის სენსორები

გახსნილი ჟანგბადი ჰიდროპონიკურ კულტურებში ფესვების ჯანსაღი ზრდის ძირითადი ფაქტორია. წყლის ობიექტები, რომლებიც არ არის დაბინძურებული ჟანგბადის მხარდამჭერი ნივთიერებებით, გახსნილ ჟანგბადს გაჯერების დონეზე ინარჩუნებენ.

გახსნილი ჟანგბადის სენსორები ზომავენ წყალში გახსნილი ჟანგბადის რაოდენობას.

გაზომილი ხსნარიდან ჟანგბადის მოლეკულები აღწევენ სენსორის შერჩევით მემბრანაში და განიცდიან შესაბამის აღდგენის ან დაჟანგვის რეაქციებს შიდა კათოდსა და ანოდზე, ერთდროულად წარმოქმნიან დენის სიგნალებს. დენის სიდიდე პროპორციულია გახსნილი ჟანგბადის კონცენტრაციისა.

პროფესიონალური გახსნილი ჟანგბადის სენსორები სხვადასხვა დიზაინით არის ხელმისაწვდომი: ზოგიერთი მათგანი უძლებს მკაცრ გარემო პირობებს და ამავდროულად უზრუნველყოფს შესანიშნავ სიზუსტეს; სხვები კი ოპტიმიზირებულია რეაგირების დროისთვის და შესაფერისია წერტილოვანი შემოწმებისა და ანალიტიკური აპლიკაციებისთვის.

იონური კონცენტრაციის სენსორები

იონების კონცენტრაციის სენსორები საკვები ხსნარის შემადგენლობის მონიტორინგისთვის უმნიშვნელოვანესი აღჭურვილობაა. კონკრეტული იონების, როგორიცაა ნიტრატი, ამონიუმის და ქლორიდის კონცენტრაციები, პირდაპირ გავლენას ახდენს მოსავლის ზრდაზე.

მაგალითად, სპეციალიზებული ამონიუმის იონების სენსორებით შესაძლებელია ამონიუმის შემცველობის გაზომვა ბუნებრივ წყლებში, ზედაპირულ წყლებში, მიწისქვეშა წყლებსა და სხვადასხვა სასოფლო-სამეურნეო დანიშნულების ადგილებში.

სასოფლო-სამეურნეო უნივერსიტეტის მიერ ჰიდროპონიკური ხსნარის იონების კონცენტრაციის სენსორის პატენტი აერთიანებს იონურ ელექტროდებს, ტემპერატურის სენსორებს და pH სენსორებს, რაც საშუალებას იძლევა სწრაფად გავიგოთ იონების კონცენტრაციის ცვლილებები, ტემპერატურის ვარიაციები და pH ცვლილებები ჰიდროპონიკურ ხსნარებში.

ელექტროგამტარობის (EC) სენსორები

ელექტროგამტარობა საკვებ ხსნარში იონების საერთო კონცენტრაციის საზომი მთავარი მაჩვენებელია, რომელიც პირდაპირ ასახავს საკვები ხსნარის ნაყოფიერების დონეს.

სოფლის მეურნეობის ირიგაციისა და ჰიდროპონიკისთვის სპეციალურად შექმნილი ავტომატური ელექტროგამტარი გადამცემები გვთავაზობენ 0-4000 µS/cm-მდე გაზომვის დიაპაზონს, მხარს უჭერენ სტანდარტულ გამომავალ პროტოკოლებს, შეუძლიათ დოზირების ტუმბოებთან/სარქველებთან დაკავშირება და ტუმბოს/სარქველის გადამრთველების მართვა.

ტემპერატურისა და სიმღვრივის სენსორები

ტემპერატურა გავლენას ახდენს კულტურის ფესვების ზრდასა და მეტაბოლურ აქტივობაზე, ხოლო სიმღვრივე ასახავს საკვებ ხსნარში შეწონილი ნაწილაკების რაოდენობას.

ჭკვიანი სათბურის ჰიდროპონიკური ავზების პროექტებში, დეველოპერებს შეუძლიათ გამოიყენონ მაღალი სიზუსტის ციფრული ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორული მოდულები, რომელთა ტიპური ტემპერატურის სიზუსტეა ±0.3℃ და გარჩევადობა 0.01℃.

საკვები ხსნარების სიმღვრივის დონის მონიტორინგისთვის შესაძლებელია სპეციალიზებული სიმღვრივის სენსორების გამოყენება მრავალპარამეტრულ ინსტრუმენტებთან ერთად.

03 ინტეგრირებული აპლიკაციები ჭკვიან სისტემებში

ინდივიდუალური სენსორებიდან მიღებული მონაცემები ხშირად არასაკმარისია ჰიდროპონიკური გარემოს სრული ასახვისთვის, რაც მრავალსენსორულ შერწყმას ჭკვიან ჰიდროპონიკურ სისტემებში მზარდ ტენდენციად აქცევს.

ეკონომიური დიზაინის მქონე მრავალპარამეტრული ზონდები შეიძლება მარტივად ინტეგრირდეს მართვის სისტემებთან და ტელემეტრიულ სისტემებთან, რაც შესაფერისია გრძელვადიანი განლაგებისთვის.

კვლევითმა ჯგუფებმა შეიმუშავეს ჰიდროპონიკისთვის ნივთების ინტერნეტზე დაფუძნებული ჭკვიანი მონიტორინგის სისტემები, რომლებიც იყენებენ მობილური აპლიკაციის ინტერფეისებს ჰიდროპონიკური გარემოს პარამეტრების რეალურ დროში მონიტორინგისთვის, ინტელექტუალურ კონტროლის მეთოდებთან ერთად, რათა დაარეგულირონ საკვები ხსნარის წყლის ხარისხის პარამეტრები ოპერაციული გამოცდილებისა და მოსავლის საჭიროებების საფუძველზე.

ტესტის შედეგები აჩვენებს, რომ როდესაც ასეთი სისტემები არეგულირებენ საკვებ ხსნარებს, ისეთ ძირითად პარამეტრებს, როგორიცაა pH და ელექტროგამტარობა, შეუძლიათ შეინარჩუნონ სტაბილური წინასწარ განსაზღვრული მნიშვნელობები გონივრულ ვადებში.

04 ტექნიკური გამოწვევები და სამომავლო ტენდენციები

მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროპონიკური სენსორების ტექნოლოგიამ მნიშვნელოვანი პროგრესი განიცადა, რამდენიმე გამოწვევა კვლავ რჩება. გრძელვადიანი სტაბილურობა, დაბინძურების საწინააღმდეგო შესაძლებლობა და სენსორების კალიბრაციის სიხშირე პრაქტიკულ გამოყენებაში მნიშვნელოვან საკითხებს წარმოადგენს.

განსაკუთრებით იონ-სელექციური ელექტროდები მგრძნობიარეა სხვა იონების ჩარევის მიმართ და საჭიროებენ რეგულარულ კალიბრაციას.

მომავლის ჰიდროპონიკური სენსორები განვითარდება მრავალფუნქციურობის, ინტელექტისა და ხარჯების შემცირების მიმართულებით.

მოწინავე სენსორული სისტემები უკვე იძლევა სხვადასხვა პარამეტრის, მათ შორის ქლოროფილის, პიგმენტების, ფლუორესცენციის, სიმღვრივის და სხვა პარამეტრების მაღალი ხარისხის გაზომვის საშუალებას.

ამასობაში, ღია კოდის პროექტების განვითარებასთან ერთად, ჭკვიანი ჰიდროპონიკური სისტემების ბაზარზე შესვლის ბარიერები მცირდება, რაც მეტ ადამიანს საშუალებას აძლევს, მონაწილეობა მიიღოს ამ სასოფლო-სამეურნეო ტრანსფორმაციაში.

დღესდღეობით, სულ უფრო მეტი ქალაქის მაცხოვრებელი იწყებს სახლის ჰიდროპონიკასთან ექსპერიმენტებს. სხვადასხვა ქალაქის საცხოვრებელი სახლების აივნებზე, ფოთლოვანი მწვანილი აქტიურად იზრდება ჭკვიან ჰიდროპონიკურ ავზებში, რომლებიც პოპულარულ მიკროკონტროლერულ პლატფორმებზეა დაფუძნებული.

„წყლის ხარისხის სენსორები ჰიდროპონიკური სისტემების ბირთვს წარმოადგენენ — ისინი მცენარეების „გემოვნების კვირტებს“ ჰგვანან და გვეუბნებიან, თუ რომელ საკვებ ნივთიერებებს სჭირდება კორექტირება“, — აღწერა ერთმა ენთუზიასტმა.

სენსორული ტექნოლოგიების სფეროში უწყვეტი მიღწევები ზუსტ სოფლის მეურნეობას იდეალიდან რეალობად აქცევს.

ჩვენ ასევე შეგვიძლია შემოგთავაზოთ სხვადასხვა სახის გადაწყვეტილებები,

1. ხელის მრიცხველი მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის

2. მცურავი ბუის სისტემა მრავალპარამეტრიანი წყლის ხარისხისთვის

3. ავტომატური საწმენდი ჯაგრისი მრავალპარამეტრიანი წყლის სენსორისთვის

4. სერვერებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის უსადენო მოდულის სრული კომპლექტი, მხარს უჭერს RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ს

მეტი წყლის სენსორისთვის ინფორმაცია,

გთხოვთ, დაუკავშირდეთ Honde Technology Co., LTD-ს.

Email: info@hondetech.com

კომპანიის ვებსაიტი:www.hondetechco.com

ტელ: +86-15210548582