Analyse et comparaison de trois capteurs d'humidité du sol

Analyse et comparaison de trois capteurs d'humidité du sol

Les recherches sur trois types de capteurs d'humidité du sol ont montré que le capteur capacitif est composé de bandes d'aluminium interdigitées formant les électrodes du condensateur, et utilise l'air comme diélectrique. La valeur de la capacité varie également, ce qui permet d'utiliser le condensateur comme capteur d'humidité du sol .

Le capteur d'humidité du sol à résistance est composé de plusieurs petites unités formées par deux électrodes traversant la couche de détection d'humidité. La valeur de la résistance varie en fonction du nombre de petites unités, ce qui permet de l'utiliser comme capteur d'humidité du sol.

Le capteur d'humidité du sol sensible aux ions est composé d'une membrane sensible et d'un convertisseur. La membrane sensible permet d'identifier le type et la concentration des ions, tandis que le convertisseur convertit les informations captées par la membrane sensible en signaux électriques. Il peut donc également être utilisé comme capteur d'humidité du sol.

Dans le même temps, selon les schémas structurels de trois types différents de capteurs d'humidité du sol, il est constaté qu'en raison de l'incompatibilité du silicium poreux avec la technologie CMOS, les conditions de processus et le post-traitement de la préparation du silicium poreux, ainsi que le contrôle de la taille des pores et de la taille des pores sont difficiles. 

Le mécanisme humide étant plus complexe, le principal agent de détection d'humidité des capteurs d'humidité CMOS est le polyphtalimide. Ces capteurs sont compatibles avec les procédés CMOS, moins coûteux, ne nécessitent ni traitement à haute température ni nettoyage thermique, et sont moins sensibles à l'humidité que les céramiques poreuses. Cependant, si les capteurs d'humidité résistifs et sensibles aux ions sont fabriqués selon le procédé CMOS, ils nécessitent davantage de modifications de procédés CMOS. 

Par exemple : changer la séquence des processus de production, utiliser de nouveaux masques, etc., coûtera beaucoup d'argent en termes de retrait de bande ; et comparé aux processus CMOS standard, le processus est moins mature, ce qui augmente le risque de retrait de bande ; en même temps, il y a des difficultés dans l'emballage avec l'électronique périphérique.

De plus, le capteur d'humidité capacitif (CHS) a suscité un vif intérêt en raison de sa large plage de détection d'humidité relative, de sa structure simplifiée, de sa forme équivalente et de sa facilité de production. L'utilisation d'un polyphtalimide avec une structure d'électrode en aluminium en forme de peigne comme matériau de détection d'humidité pour le capteur capacitif d'humidité du sol présente l'avantage d'être compatible avec le procédé CMOS, de pouvoir être traité selon un procédé CMOS standard éprouvé et d'être relativement simple d'utilisation. Il est ainsi possible d'intégrer plusieurs composants (sensibles ou périphériques) sur une même puce ou de les conditionner ensemble, améliorant ainsi les performances et les fonctionnalités du capteur d'humidité du sol. Parallèlement, cela favorise le développement du capteur d'humidité du sol vers la miniaturisation, l'intégration, le faible coût et l'exhaustivité des fonctionnalités.