모종 급수 자동화 장치_전도 방식(2024.08.29)

모종 급수 자동화 장치를 개발한 이유

모종을 매일 관리할 수 있다면 굳이 자동화할 필요가 없습니다. 그러나 씨앗을 심어 놓고 강의하는 건물에 둔다면 이야기가 달라집니다. 수차례의 강의로 이루어진 강좌는 대부분 매주 1회씩 이루어집니다. 이런 상황 때문에 씨앗을 심어 모종으로 키우는 것을 자동화하지 않으면 식물을 온전히 키울 수가 없습니다. 꺾꽂이한 것, 모종에서 옮겨심어 키우는 것도 마찬가지입니다.

 

수경재배 강의할 때 아쉬운 것이 식물이 자라는 모습을 보여주지 못하는 점이었습니다. 앞으로 가능하면 강의하는 건물 내에 재배기를 갖다 놓고 식물이 자라는 모습을 보여주려고 합니다. 자동화가 필요할 뿐만 아니라 재배기를 쉽게 설치하고 철수할 수 있는 방법도 필요합니다.

 

모종을 만드는 과정의 특징

 

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{지층_고추_토마토_파종_2024-02-04.jpg; 거실용_파종_modified_2022-02-27.JPG}

 

위 사진은 입자형 배지(버미큘라이트 사용)와 블록형 배지(암면 플러그 사용)를 사용하여 파종한 모습을 나타냅니다. (버미큘라이트에 파종한 씨앗이 보이는 것은 파종 후 씨앗을 덮기 전에 사진을 찍어서 그러합니다.)

 

입자형 배지이든 블록형 배지이든 배지가 물에 젖도록 하면서도 물에 잠겨 있는 부분이 작게 해야 합니다. 가장 좋은 것은 배지를 적신 후 트레이에 고여 있는 물을 빼내는 것을 반복하는 것입니다. 하지만 트레이 바닥에 고인 물을 말끔히 빼내는 것이 쉽지는 않습니다. 대신 저는 다음과 같은 방법을 사용합니다.

 

트레이에 배지 높이의 1/4~1/5 정도 물을 채워준 후 트레이의 물이 마른 후에 다시 배지 높이의 1/4~1/5 정도 되게 물을 부어 줍니다.

 

여기서 모종까지 키우는 데는 수위가 아주 낮음을 알 수 있습니다. 최고 수위가, 입자형 배지에서는 약 10mm, 블록형 배지에서는 약 5mm 정도 됩니다. 

 

아래에 모종 급수 장동화 장치의 개발 내용을 설명합니다.

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1. 수위 센서

수위 센서는 전도 방식을 이용하는 것을 자작했다.

 

씨앗부터 모종까지 기를 때는 물의 깊이가 얕아서 수위의 상한치와 하한치의 간격이 작다. 시중에 파는 아두이노용 수위 센서 중 필요한 만큼 크기가 작은 것이 없다. 상한치와 하한치를 한꺼번에 잴 수 있는 것이 없어 2개의 수위 센서를 상한치와 하한치에 맞도록 높이차를 두어서 설치하는 것도 번거럽다. 이런 이유로 상한치와 하한치의 간격이 좁은 곳에 쓸 수 있고, 하나의 센서로 상한치와 하한치를 잴 수 있는 수위 센서를 직접 만들었다.

 

2. 마이크로컨트롤러

 

{모종 급수 자동화_아두이노 나노_modified_2024-08-28.JPG}

 

마이크로컨트롤러는 아두이노 나노를 사용했다.

 

3. 펌프 드라이버

 

{모종 급수 자동화_펌프 구동회로_modified_2024-08-28.JPG}

 

펌프 구동은 속도 조절이 필요할 수도 있어 저항과 TIP120으로 만들었다.

 

4. 펌프와 배관

 

{모종 급수 자동화_펌프와 배관_modified_2024-08-28.JPG}

 

펌프와 배관의 모습이다. 펌프에 토출량을 조절하는 장치가 있지만 사용이 불편해서 밸브를 달았다. 역류를 막기 위해 역류방지기를 달았다.

 

5.전원 연결

 

{모종 급수 자동화_전원_modified_2024-08-29.JPG}

 

짧고 흰 전선에 연결된 것이 DC 12V를 공급받는 잭이고, 길고 검은 전선에 연결된 것이 펌프로 DC 12V를 공급하는 플러그이다.

 

6. 엔클로저에 넣기

 

{모종 급수 자동화_엔클로저 내부_modified_2024-08-28.JPG}

 

엔클로저 내부의 모습이다.

 

7. 동작 시험

 

{모종 급수 자동화_전체_modified_2024-08-28.JPG}

 

동작을 시험하기 위한 설치한 모습이다.

 

8. 라벨 붙이기

 

{모종 급수 자동화_제어기_modified_2024-08-29.JPG}

 

엔클로저를 닫아 잠그고 라벨을 붙였다. 해 놓고 보니 이름이 마음에 들지 않는다. "모종 급수기" 정도로 간단하게 할 걸 그랬다. 보완할 때 그렇게 하자.

 

{모종 급수 자동화_라벨_modified_2024-08-29.JPG}

 

입력 전압, 출력 전압, 프로그램명을 써 놓아 헷갈리지 않게 했다. 만든 날짜도 기록해 두었다.

 

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이상으로 모종 급수기 개발 내용을 소개드렸습니다.

모종 급수기로 파종부터 모종까지 키운 다음 그 내용도 올리겠습니다.