1.1 양액을 공급하는 예

순수수경에서 양액공급과 관련된 몇 가지 자동제어의 예를 보겠다.

순수수경은 비고형배지경(solution culture)라고도 한다.

 

(1) DWC 방식에서 플로트 밸브(float valave)에 의한 양액 공급

[그림 1] DWC 방식에서 볼탭에 의한 양액공급 {balltap에 의한 양액공급_2022-02-26}

 

 

위 그림은 수위유지장치로 재배용기의 양액수위를 일정하게 유지하는 방법을 나타낸다. 수위유지장치 속에는 플로트 밸브가 들어 있다. 플로트 밸브는 물에 뜨는 부표가 밸브에 연결된 구조로 되어 있다. 수위가 높아지면 부표에 연결된 연결막대가 밸브를 닫고, 낮아지면 연다. 수위유지장치와 재배용기는 관으로 연결되어 있어 서로의 수위가 같게 유지된다.

 

플로트 밸브를 이용한 양액공급방식에서 식물에 적합한 수위가 유지되려면 재배용기와 수위유지장치의 높이를 서로 맞추어야 한다. 양액저장조에 담은 양액을 최대한 사용하려면 양액저장조 출구의 높이가 수위유지장치 밸브의 높이보다 높아야 한다. 이를 위해 양액저장조를 받치는 구조물이 필요하다.

 

플로트 밸브를 사용하여 양액을 공급하는 방식은 양액을 순환시킬 수 없는 한계가 있지만 별도의 에너지가 들지 않는 큰 장점이 있다.

 

(2) DFT 방식에서 수중펌프와 타이머에 의한 양액 공급

 

[그림 2] DFT 방식에서 수중펌프와 타이머에 의한 양액 공급 {타이머와 수중펌프에 의한 양액공급_2022-02-23}

 

위 그림은 수중펌프와 타이머를 이용하여 양액을 공급하는 방법을 나타낸다. 예를 들어 15분 켜지고 15분 쉬는 식으로 타이머를 설정할 수있다. 펌프가 동작하면 양액저장조의 양액이 빨간색 관을 통하여 재배용기로 공급된다. 재배용기 속의 양액이 일정 수준 이상이 되면 오른쪽 녹색 관을 통해 양액저장조로 내려온다. 재배용기에서 빨간색 관의 구멍이 녹색 관의 구멍보다 높다. 그러므로 재배용기의 수위는 오른쪽 구멍의 높이에 맞추어진다.

 

이 방법은 시중에서 구할 수 있는 배관 자재와 콘센트 타이머로 구성할 수 있어 저렴하게 양액의 순환과 수위유지를 동시에 할 수 있다. DFT 방식에서 흔히 사용되는 방법이다.

 

(3) DWC 방식에서 전자식 자동제어에 의한 양액 공급

 

[그림 3] DWC 방식에서 전자식 자동제어를 적용한 예 {DWC방식에서 자동제어에 의한 양액공급_2022-02-23}

 

위 그림은 DWC 방식에 전자식 자동제어를 적용한 예다. 재배용기에 수위센서를 설치하여 양액의 수위가 낮아지면 제어회로가 펌프를 동작하도록 명령을 내린다. 펌프가 동작하여 재배용기의 수위가 수위센서에 도달하면 제어회로가 펌프의 동작을 멈춘다. 이 예는 그림 2에서 타이머와 펌프를 사용한 것보다 고급기술을 사용하지만 양액이 순환되지 않기 때문에 그림 2의 방법보다 식물이 자라는 데에 불리하다. 이 단점을 극복하기 위해 그림 2와 같이 양액을 순환시키는 구조로 하면 센서와 제어회로가 필요 없게 된다. 즉, 어려운 기술을 사용하지만 효과는 나쁜 예라 할 수 있다.

 

(4) 양액저장조의 양액 수위 알람

 

[그림 4] 양액부족 알람 {양액부족 알람_2022-02-21}

 

위 그림은 전자식 자동제어를 양액저장조에 적용한 예다. 양액이 충분하면 시간에 맞추어 수중펌프을 켜거나 끈다. 양액이 부족하면 LED를 깜빡이고, 부저를 울리고, 수중펌프의 동작을 멈춘다. 양액이 부족하면 알려주므로 사용자가 수시로 점검할 필요가 없어진다. 그러나 사용자가 양액저장조 근처에 자주 가지 않으면 효과를 볼 수 없다.

 

(5) 무선통신을 이용한 모니터링과 제어

 

[그림 5] 무선통신을 이용한 모니터링과 제어 {DWC방식에서 무선통신에 의한 양액공급_2022-02-23}

 

 

위 그림은 재배용기에 양액이 부족할 때 무선통신을 이용하여 사용자에게 알려주고 사용자가 명령을 내려 양액저장조의 양액을 재배용기로 보내주는 방법을 나타낸다. 사용자는 컴퓨터나 스마트폰을 통해 양액이 부족함을 확인하고 양액을 보충하라는 명령을 내릴 수 있다. 이 방법은 사용자가 바빠서 확인하지 못하거나, 와이파이가 안 되는 지역에 있거나, 스마트폰을 사용할 수 없는 상황이라면 쓸모없게 된다. 결국은 와이파이 기술을 사용한 수동제어다. 수동제어이기 때문에 사용자의 상황에 따라 결과가 달라진다.

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위에서 어떤 목적을 달성하는 데에 효과적인 방법과 그렇지 않은 방법이 있음을 보았다. 주위를 살펴보면 고급기술을 쓰면서 효과는 오히려 떨어지는 예가 더러 있다. 기술은 가지고 있으나 사용하는 환경을 연구하지 않았기 때문에 일어나는 일들이다. 프로그램이 모든 상황를 대비할 수 없다면 사람이 판단하여 명령을 내리는 방식이 유리하다. 상황이 단순하여 프로그램으로 모든 상황을 대처할 수 있다면 제어기가 하도록 맡겨놓는 방식이 유리하다.

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1장 상황에 맞는 기술 선택하기: 링크

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