Analisis dan Perbandingan Tiga Sensor Kelembapan Tanah

Melalui penelitian pada tiga jenis sensor kelembapan tanah, dapat dilihat bahwa sensor kelembaban tanah kapasitif terdiri dari strip aluminium interdigitasi untuk membentuk elektroda kapasitor, dan menggunakan udara sebagai dielektrik kapasitor. Nilai kapasitansi juga akan berubah, sehingga kapasitor dapat digunakan sebagai sensor kelembapan tanah;

Sensor kelembapan tanah tipe resistansi terdiri dari banyak unit kecil yang dibentuk oleh dua elektroda yang melewati lapisan sensor kelembapan. Nilai resistansi berubah dengan mengubah jumlah unit kecil, sehingga dapat digunakan sebagai sensor kelembapan tanah;

Sensor kelembapan tanah yang sensitif terhadap ion terdiri dari membran sensitif dan konverter. Membran sensitif digunakan untuk mengidentifikasi jenis dan konsentrasi ion, dan konverter mengubah informasi yang dideteksi oleh membran sensitif menjadi sinyal listrik, sehingga juga dapat digunakan sebagai sensor kelembapan tanah.

Pada saat yang sama, menurut diagram skematik struktural dari tiga jenis sensor kelembapan tanah yang berbeda, ditemukan bahwa karena ketidakcocokan silikon berpori dengan teknologi CMOS, kondisi proses dan pemrosesan pasca-proses persiapan silikon berpori, serta pengendalian ukuran dan ukuran pori menjadi sulit. 

Mekanisme basah lebih rumit, sehingga media utama sensor kelembapan CMOS adalah poliftalida. Sensor berbasis poliftalamid kompatibel dengan proses CMOS, lebih murah, tidak memerlukan pemrosesan suhu tinggi dan pembersihan termal, serta tidak serentan kelembapan keramik berpori. Namun, jika sensor kelembapan resistif dan sensor kelembapan sensitif ion diproduksi oleh proses CMOS, mereka perlu mengubah lebih banyak proses CMOS. 

Misalnya: mengubah urutan proses produksi, menggunakan masker baru, dll., akan menghabiskan banyak dana tape-out; dan dibandingkan dengan proses CMOS standar, proses ini kurang matang, sehingga meningkatkan risiko tape-out; pada saat yang sama, mereka mengalami kesulitan dalam pengemasan dengan elektronik periferal.

Selain itu, sensor kelembapan kapasitif (CHS) telah mendapat perhatian luas karena rentang kelembapan relatif sensing yang luas, struktur yang lebih sederhana dan bentuk yang setara, serta proses produksi yang lebih mudah. Keunggulan menggunakan poliftalamid dengan struktur elektroda aluminium berbentuk sisir sebagai media pendeteksi kelembapan sensor kelembaban tanah kapasitif adalah kompatibel dengan proses CMOS, dapat diproses dengan proses CMOS standar matang, dan teknologi pemrosesannya relatif sederhana, sehingga dapat mengintegrasikan lebih banyak perangkat (perangkat sensitif atau perangkat sirkuit perifer) dalam chip yang sama atau mengemasnya bersama, sehingga sensor kelembapan tanah memiliki kinerja yang lebih baik atau fungsi yang lebih banyak. Pada saat yang sama, ini mendukung pengembangan sensor kelembapan tanah menuju miniaturisasi, integrasi, biaya rendah, dan fungsi yang komprehensif.

Katalog Sensor Pertanian

Katalog Sensor-Pertanian - NiuBoL -2024.pdf