Dans la vague de transformation de l'agriculture traditionnelle vers l'agriculture intelligente, une « perception précise » est une condition préalable essentielle pour obtenir des cultures de haute-qualité et-à haut rendement et une utilisation efficace des ressources. Le composant principal qui prend en charge le fonctionnement stable et la transmission précise des données de divers capteurs agricoles est la carte électronique du capteur agricole intelligent. Bien qu'il n'entre pas directement en contact avec le sol et les cultures, il constitue comme le « centre nerveux » des capteurs, se connectant à des liens clés tels que la surveillance environnementale et la perception de l'état de croissance, et devenant une pierre angulaire importante pour promouvoir la production agricole de « axée sur l'expérience » à « axée sur les données ».
1, s'adapter à divers scénarios agricoles et répondre à divers besoins de perception
L'exigence principale de l'agriculture intelligente est d'obtenir des données clés précises et en temps réel dans l'environnement de production agricole. Les différences fonctionnelles des capteurs dans différents scénarios ont mis en avant diverses exigences en matière d'adaptabilité des cartes de circuits imprimés. Dans le scénario de plantation sur le terrain, les capteurs utilisés pour surveiller la température, l'humidité, le pH et la conductivité du sol nécessitent des circuits imprimés offrant une excellente résistance à la corrosion et à l'humidité du sol. Comme les capteurs sont souvent enterrés sous terre ou près de la surface, la surface du circuit imprimé doit être traitée avec un revêtement spécial pour éviter les courts-circuits causés par l'infiltration de sel et d'humidité dans le sol. Dans le même temps, la connexion stable entre le module d'acquisition de données et le module de transmission sans fil est assurée pour garantir que les données du sol peuvent être téléchargées sur la plateforme cloud en temps réel.
Dans l'agriculture industrielle (comme les serres), les scénarios d'application des circuits imprimés de capteurs sont plus complexes. Pour les capteurs de température et d'humidité de l'air, de concentration de dioxyde de carbone et d'intensité lumineuse, leur circuit imprimé doit s'adapter aux exigences d'intégration de plusieurs modules : il doit embarquer des circuits de traitement du signal de puce de détection de haute -précision, être compatible avec des modules de communication sans fil à faible-puissance tels que Bluetooth et LoRa, et également avoir des caractéristiques de faible-alimentation - la plupart des capteurs de serre dépendent de l'alimentation par batterie, et l'optimisation de la disposition des circuits imprimés peut réduire efficacement la consommation d'énergie, prolonger le cycle de vie de l'équipement et réduire le coût de remplacement manuel de la batterie. Dans le secteur de l'élevage de bétail et de volailles, le circuit imprimé du capteur utilisé pour surveiller la concentration d'ammoniac et la qualité de l'air dans l'élevage doit se concentrer sur sa résistance à la corrosion chimique, éviter les dommages au circuit imprimé causés par des gaz irritants tels que l'ammoniac et assurer la continuité des données de surveillance.
De plus, dans le domaine de l'aquaculture, les cartes de circuits imprimés de capteurs utilisées pour surveiller la température de l'eau, l'oxygène dissous et la turbidité doivent également avoir des performances d'étanchéité étanches. Le circuit imprimé des capteurs partiellement immergés doit former une structure étanche et étanche avec la coque, et en même temps, une disposition de circuit spéciale est utilisée pour compenser les interférences électromagnétiques du plan d'eau, garantissant l'exactitude des données sur la qualité de l'eau et fournissant une base fiable pour réguler l'environnement de croissance des animaux aquatiques.
2, les caractéristiques techniques soutiennent la production agricole, améliorent la fiabilité et la stabilité des données
Les caractéristiques techniques de la carte PCB du capteur agricole intelligent déterminent directement les performances du capteur dans des environnements agricoles complexes, et ses principaux avantages se reflètent principalement dans trois aspects : la capacité anti-les interférences, l'adaptabilité environnementale et l'efficacité de la transmission du signal.
Il existe un grand nombre de sources d'interférences électromagnétiques dans l'environnement de production agricole, telles que le fonctionnement des moteurs des machines agricoles et le rayonnement des lignes de transport à haute tension-. Si la capacité anti-interférence du PCB est insuffisante, cela entraînera une déviation des données collectées par les capteurs. Pour cette raison, les cartes de circuits imprimés de capteurs agricoles intelligents utilisent couramment les technologies « d'isolation de mise à la terre » et de « couverture de couche de blindage » : en séparant les bornes de mise à la terre du circuit de signal et du circuit d'alimentation, l'impact des fluctuations de puissance sur l'acquisition du signal est évité ; Dans le même temps, une couche de protection métallique est recouverte sur la surface du circuit imprimé pour empêcher le rayonnement électromagnétique externe de pénétrer, garantissant ainsi l'exactitude de la collecte de données clés telles que la température du sol, l'humidité et la concentration de dioxyde de carbone pour répondre aux besoins d'une réglementation précise de la production agricole.
En termes d'adaptabilité environnementale, les cartes de circuits imprimés de capteurs agricoles intelligents doivent faire face à des conditions extrêmes telles qu'une température élevée, une température basse, une humidité élevée et un fort rayonnement ultraviolet. Par exemple, dans le nord de la Chine, la température dans les champs est plus basse en hiver et plus élevée à l’intérieur de la serre en été. Le substrat utilisé pour les circuits imprimés, tel que le matériau modifié FR-4, doit avoir une large plage de tolérance de température pour garantir qu'il n'y aura pas de problèmes tels que la fissuration du substrat ou le détachement des joints de soudure à des températures extrêmes ; Dans le même temps, la couche de masque de soudure du circuit imprimé est constituée d'une encre résistante aux hautes températures et aux UV pour empêcher le vieillissement de la couche de masque de soudure causé par une exposition à long terme au soleil et prolonger la durée de vie du capteur.
L'efficacité de la transmission du signal est la clé pour garantir une régulation-en temps réel de la production agricole. La carte PCB du capteur agricole intelligent optimise la disposition du circuit, raccourcit le chemin de transmission du signal et réduit l'atténuation du signal. Par exemple, entre le module de transmission sans fil et le module d'acquisition de données, le circuit imprimé adopte une méthode de câblage « chemin court, faible impédance », qui permet aux données collectées par le capteur d'être rapidement transmises à la plateforme cloud. Les agriculteurs peuvent visualiser les données en temps réel via une application mobile et ajuster la quantité d'irrigation, la quantité de fertilisation ou l'état de ventilation de la serre en temps opportun en fonction des changements de données, obtenant ainsi une gestion dynamique et précise de la production agricole.