Na onda de transformação da agricultura tradicional para a agricultura inteligente, a "percepção precisa" é um pré-requisito fundamental para alcançar colheitas de alta-qualidade e alto{1}}rendimento e utilização eficiente de recursos. O componente principal que suporta a operação estável e a transmissão precisa de dados de vários sensores agrícolas é a placa de circuito impresso do sensor agrícola inteligente. Embora não entre em contacto directo com o solo e as culturas, é como o "centro nervoso" dos sensores, ligando-se a ligações-chave como a monitorização ambiental e a percepção do estado de crescimento, e tornando-se uma pedra angular importante para promover a produção agrícola de "orientada pela experiência" para "orientada por dados".
1, Adapte-se a diversos cenários agrícolas e carregue diversas necessidades de percepção
O principal requisito da agricultura inteligente é obter dados importantes-precisos e em tempo real no ambiente de produção agrícola, e as diferenças funcionais dos sensores em diferentes cenários apresentam diversos requisitos para a adaptabilidade das placas de circuito impresso. No cenário de plantio em campo, os sensores usados para monitorar a temperatura, umidade, valor de pH e condutividade do solo requerem placas de circuito impresso com excelente resistência à corrosão e umidade do solo. Como os sensores são frequentemente enterrados no subsolo ou próximos à superfície, a superfície da placa de circuito impresso precisa ser tratada com um revestimento especial para evitar curtos-circuitos causados pela infiltração de sal e umidade no solo. Ao mesmo tempo, a conexão estável entre o módulo de aquisição de dados e o módulo de transmissão sem fio é garantida para garantir que os dados do solo possam ser carregados na plataforma em nuvem em tempo real.
Na agricultura de instalações (como estufas), os cenários de aplicação de placas de circuito impresso de sensores são mais complexos. Para sensores de temperatura e umidade do ar, concentração de dióxido de carbono e intensidade de luz, sua PCB precisa se adaptar aos requisitos de integração de vários módulos: ela precisa transportar circuitos de processamento de sinal de chip de detecção de alta-precisão, ser compatível com módulos de comunicação sem fio de baixa-energia, como Bluetooth e LoRa, e também ter características de baixa-energia - a maioria dos sensores de efeito estufa depende da fonte de alimentação da bateria, e a otimização do layout do circuito PCB pode efetivamente reduzir o consumo de energia, estender o ciclo de vida do equipamento e reduzir o custo da bateria manual substituição. No cenário da pecuária e avicultura, o sensor pcb utilizado para monitorar a concentração de amônia e a qualidade do ar no criadouro precisa focar em sua resistência à corrosão química, evitar danos à placa de circuito causados por gases irritantes como a amônia e garantir a continuidade dos dados de monitoramento.
Além disso, no campo da aquicultura, as placas de circuito impresso de sensores usadas para monitorar a temperatura da água, o oxigênio dissolvido e a turbidez também precisam ter desempenho de vedação à prova d'água. A placa de circuito impresso dos sensores parcialmente submersos precisa formar uma estrutura estanque à prova d'água com o invólucro e, ao mesmo tempo, um layout de circuito especial é usado para compensar a interferência eletromagnética do corpo d'água, garantindo a precisão dos dados de qualidade da água e fornecendo uma base confiável para regular o ambiente de crescimento de animais aquáticos.
2, Os recursos técnicos apoiam a produção agrícola, aumentam a confiabilidade e a estabilidade dos dados
As características técnicas da PCB do sensor agrícola inteligente determinam diretamente o desempenho do sensor em ambientes agrícolas complexos, e suas principais vantagens são refletidas principalmente em três aspectos: capacidade anti-interferência, adaptabilidade ambiental e eficiência de transmissão de sinal.
Há um grande número de fontes de interferência eletromagnética no ambiente de produção agrícola, como o funcionamento de motores de máquinas agrícolas e a radiação de linhas de transmissão de alta-tensão. Se a capacidade anti-interferência do PCB for insuficiente, isso levará a desvios nos dados coletados pelos sensores. Por esta razão, as placas de circuito impresso de sensores agrícolas inteligentes geralmente usam tecnologias de "isolamento de aterramento" e "cobertura de camada de blindagem": ao separar os terminais de aterramento do circuito de sinal e do circuito de potência, o impacto das flutuações de energia na aquisição de sinal é evitado; Ao mesmo tempo, uma camada de proteção metálica é coberta na superfície da placa de circuito impresso para bloquear a entrada de radiação eletromagnética externa, garantindo a precisão da coleta de dados importantes, como temperatura do solo, umidade e concentração de dióxido de carbono, para atender às necessidades de regulação precisa na produção agrícola.
Em termos de adaptabilidade ambiental, as placas de circuito impresso de sensores agrícolas inteligentes precisam lidar com condições extremas, como alta temperatura, baixa temperatura, alta umidade e forte radiação ultravioleta. Por exemplo, no norte da China, a temperatura nos campos é mais baixa no inverno e mais alta dentro da estufa no verão. O substrato usado para PCB, como material modificado FR-4, precisa ter uma ampla faixa de tolerância de temperatura para garantir que não haverá problemas como rachaduras no substrato ou desprendimento da junta de solda sob temperaturas extremas; Ao mesmo tempo, a camada de máscara de solda do PCB é feita de tinta resistente a altas temperaturas e UV para evitar o envelhecimento da camada de máscara de solda causado pela exposição prolongada à luz solar e prolongar a vida útil do sensor.
A eficiência da transmissão do sinal é a chave para garantir a regulação-da produção agrícola em tempo real. A placa do sensor agrícola inteligente otimiza o layout do circuito, encurta o caminho de transmissão do sinal e reduz a atenuação do sinal. Por exemplo, entre o módulo de transmissão sem fio e o módulo de aquisição de dados, o PCB adota um método de fiação de "caminho curto e baixa impedância", que permite que os dados coletados pelo sensor sejam transmitidos rapidamente para a plataforma em nuvem. Os agricultores podem visualizar os dados em tempo real através de um aplicativo móvel e ajustar a quantidade de irrigação, quantidade de fertilização ou status de ventilação da estufa em tempo hábil, de acordo com as alterações dos dados, alcançando um gerenciamento dinâmico e preciso da produção agrícola.