การวิเคราะห์และเปรียบเทียบเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน 3 ตัว

จากการวิจัยเซ็นเซอร์ความชื้นในดินสามชนิด จะเห็นได้ว่าเซ็นเซอร์ความชื้นในดินแบบ capacitive ประกอบด้วยแถบอลูมิเนียมที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างอิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุ และใช้อากาศเป็นอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุ ค่าความจุก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นตัวเก็บประจุจึงสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ความชื้นในดินได้

เซ็นเซอร์ความชื้นในดินชนิดต้านทานประกอบด้วยหน่วยขนาดเล็กจำนวนมากที่เกิดจากอิเล็กโทรดสองตัวที่ผ่านชั้นตรวจจับความชื้น ค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงโดยการเปลี่ยนจำนวนหน่วยขนาดเล็ก จึงสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ความชื้นในดินได้

เซ็นเซอร์ความชื้นในดินที่ไวต่อไอออนประกอบด้วยเมมเบรนที่ละเอียดอ่อนและคอนเวอร์เตอร์ เมมเบรนที่ละเอียดอ่อนใช้ในการระบุประเภทและความเข้มข้นของไอออน และตัวแปลงจะแปลงข้อมูลที่รับรู้โดยเมมเบรนที่ละเอียดอ่อนให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ความชื้นในดินได้ด้วย

ในเวลาเดียวกัน ตามแผนผังโครงสร้างของเซ็นเซอร์ความชื้นในดินสามประเภทที่แตกต่างกัน พบว่าเนื่องจากความไม่เข้ากันของซิลิคอนที่มีรูพรุนกับเทคโนโลยี CMOS เงื่อนไขของกระบวนการและหลังการประมวลผลของการเตรียมซิลิกอนที่มีรูพรุน และการควบคุมขนาดรูพรุนและขนาดรูพรุนจึงเป็นเรื่องยาก 

กลไกการเปียกนั้นซับซ้อนกว่า ดังนั้นสื่อตรวจจับความชื้นหลักของเซ็นเซอร์ความชื้น CMOS จึงส่วนใหญ่เป็นโพลีพทาลิไมด์ เซ็นเซอร์ที่ใช้โพลีพธาลิไมด์เข้ากันได้กับกระบวนการ CMOS ต้นทุนต่ำกว่า ไม่ต้องใช้การประมวลผลที่อุณหภูมิสูงและการทำความสะอาดด้วยความร้อน และไม่ไวต่อความชื้นเช่นเดียวกับเซรามิกที่มีรูพรุนอย่างไรก็ตาม หากเซ็นเซอร์ความชื้นแบบต้านทานและเซ็นเซอร์ความชื้นแบบไวต่อไอออนผลิตโดยกระบวนการ CMOS ก็จำเป็นต้องเปลี่ยนกระบวนการ CMOS เพิ่มเติม 

ตัวอย่างเช่น: การเปลี่ยนลำดับกระบวนการผลิต การใช้มาสก์ใหม่ ฯลฯ จะทำให้ต้องใช้เงินทุนจำนวนมากในการออกเทป และเมื่อเทียบกับกระบวนการ CMOS มาตรฐาน กระบวนการนี้มีความสมบูรณ์น้อยกว่า และเพิ่มความเสี่ยงในการเทปเอาต์ออก ในเวลาเดียวกัน มีปัญหาในการบรรจุภัณฑ์กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่อพ่วง

นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ความชื้นแบบคาปาซิทีฟ (CHS) ยังได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางเนื่องจากมีช่วงความชื้นสัมพัทธ์ในการตรวจจับที่กว้าง โครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและรูปแบบที่เทียบเท่ากัน และกระบวนการผลิตที่ง่ายขึ้นข้อดีของการใช้โพลีพธาลิไมด์กับโครงสร้างอิเล็กโทรดอลูมิเนียมรูปหวีเป็นสื่อตรวจจับความชื้นของเซ็นเซอร์ความชื้นในดินแบบ capacitive คือมันเข้ากันได้กับกระบวนการ CMOS สามารถประมวลผลโดยกระบวนการ CMOS มาตรฐานผู้ใหญ่และเทคโนโลยีการประมวลผลค่อนข้างง่าย จึงสามารถรวมอุปกรณ์เพิ่มเติม (อุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนหรืออุปกรณ์วงจรต่อพ่วง) บนชิปเดียวกันหรือรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ดินเซ็นเซอร์วัดความชื้นมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นหรือมีฟังก์ชั่นมากขึ้นในเวลาเดียวกัน มันเอื้อต่อการพัฒนาเซ็นเซอร์ความชื้นในดินในทิศทางของการย่อขนาด การรวม ต้นทุนต่ำ และฟังก์ชันที่ครอบคลุม

แค็ตตาล็อกเซ็นเซอร์การเกษตร

การเกษตร-เซ็นเซอร์-แค็ตตาล็อก- NiuBoL -2024.pdf