KR100270500B1 - 양액 공급방법 및 자동공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재배지를 다수의 구역으로 나누고, 각 구역에 따라 사용자가 입력하는 전기전도도(EC) 및 산도(pH)에 따라 양액의 농도를 조절하고, 상기 조절된 양액을 해당 구역으로 공급하는 양액 공급방법 및 자동공급 시스템에 관한 것으로, 양액자동공급시스템의 PLC컨트롤러(20)는, 온실의 수분량 감지신호를 입력반는 외부접점감지부(21)와; 일사량을 감지하는 일사감지센서(22)와; 시간데이터를 제공하는 리얼타임클럭부(24)와; 데이터를 저장하는 데이터메모리(26)와; 상기 감지수단에서 입력되는 EC 및 pH와 상기 디스플레이부를 통해 입력되어 저장된 각 구역의 EC 및 pH가 일치되도록 제어하는 마이크로프로세서(25)와; 신호의 입/출력을 제어하는 입/출럭컨트롤러(28)와; 제어신호에 의해 급액모터(60)를 작동시켜 양액을 공급하도록 하는 출력부(29)를 포함하여 재배지를 다수의 구역으로 분할하고 각 구역에 맞는 EC 및 pH를 설정함으로써 다수의 배지들에서 동시에 작물을 재배할 수 있고, 작업자(농민)가 프로그램할 수 있어 장비의 효율성을 증대시키게 되는 동시에 고형배지 재배, 담액· 박막 수경재배를 동시에 재배할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

양액 공급방법 및 자동공급시스템

본 발명은 양액공급방법 및 자동공급 시스템에 관한 것으로, 재배지를 다수의 구역으로 나누고, 각 구역에 따라 사용자가 입력하는 전기전도도(EC) 및 산도(pH)에 따라 양액의 농도를 조절하고, 상기 조절된 양액을 해당 구역으로 공급하는 양액 공급방법 및 자동공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 양액재배는 수경재배라 하기도 하며, 식물의 성장에 필요한 양분이 모두 함유된 배양액을 공급시켜 각종 작물을 재배하도록 하는 과학적인 영농기술로서, 토양에 구애받지 않고 식물을 재배하기 위한 것으로, 이것은 배지에 따라 고형배지재배, 담액·박막수경재배로 구별된다. 상기 양액재배는 각종 작물의 병충해 방지가 가능하며, 무농약 청정재배로 무공해식물을 생산할 수 있는 진보된 영농방식이라 할 수 있다.

이러한, 양액재배에 필수적인 양액공급장치는 종래 외국에서 제품을 수입하여 사용하여 왔다.

그러나, 이와 같은 양액 공급장치는 각종 재배 작물로 양액의 공급을 제어하도록 액정모니터 등과 같은 출력장치로 디스플레이되는 자막이 영문표시가 되므로, 장비의 조작이 매우 복잡하게 되어 있으며, 이에 따라 작업자가 양액공급장치의 기능활용을 원활하게 하지 못하는 문제점을 갖게 된다.

또한, 고가의 양액공급장치를 구입하여 사용하게 되므로, 농민의 경제적인 부담과 함께 장비의 유지보수 및 국내와 다른 기후 등의 재배조건에 맞도록 프로그램되어 있어 국내의 재배조건과 다름에 따라 이에 의한 양액재배효과가 저감되며, 장비를 조작하기 어려운 점으로 인하여 장비의 효율성을 저하시키게 되는 문제가 있었다.

따라서, 고형배지재배, 담액·박막수경재배시 양액공급장치의 사용을 기피하거나, 사용하지 않아 작물의 수량 및 품질을 저하시키게 되었고, 그에 따라 국내의 재배조건에 보다 적합하고, 조작이 간편함과 동시에 상기 여러 배지들에서 동시에 작물을 재배할 수 있는 양액 공급장치의 필요성이 부각되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 그 목적은 사용자가 입력한 전기 전도도(EC) 및 산도(pH)에 따라 양액의 농도를 조절하여 해당 작물 재배구역에 공급하는 양액 공급방법 및 자동공급시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 배지에서 동시에 다수의 작물을 재배할 수 있는 양액공급방법 및 자동공급시스템을 제공함에 있다.

제1도는 본 발명에 따른 양액 자동공급 시스템의 모식도.

제2도는 본 발명에 따른 양액 자동공급 시스템의 PLC컨트롤러의 상세 블록도.

제3도는 본 발명에 따른 자동공급시스템의 컨트롤러의 제어흐름을 도시한 흐름도.

제4도는 본 발명에 따른 자동공급시스템의 적산일사량에 의한 양액공급 도표도.

제5도는 본 발명에 따른 자동공급시스템의 EC 및 pH의 설정치와 실 공급의 비교 도표도.

제6도는 본 발명에 따른 자동공급시스템의 재배작동의 수량성, 고품질과 노동력 비교 도표도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 혼합탱크 11 : 순환관체

12 : EC센서 13 : pH센서

14 : 온액센서 20 : PLC컨트롤러

21 : 외부접점 간지부 21′: 입력모드

22 : 일사감지센서 22′: 아날로그/디지털변환기

23 : 래치 23 :라인 드라이버

24 : 리얼타임클럭부 25 : 마이크로프로세서

26 : 데이터메모리 27 : 메인메모리

28 : 입/출력컨트롤러 29 : 출력부

29´: 스위칭부 30 : 디스플레이부

40 : 키이버튼 50 : 액비혼합기

60 : 급액모터 70 : 급액이송관

80 : 유입관체

상기 본 발명의 목적은, 원수를 저장하고 수위센서를 갖는 혼합탱크(10)와; 복수의 액비성분들을 상기 혼합탱크에 공급하는 액비혼합기(50)와; 상기 혼합탱크(10)에서 분기된 순환관체(11)로 순환되는 양액의 EC, pH 및 온도를 감지하는 감지 수단과; 상기 혼합탱크(10) 내의 양액을 온실로 공급시키는 급액모터(60)와; 각 배지에 공급되는 혼합액의 EC, pH를 표시하고 사용자가 선택한 EC, pH데이타를 입력는 디스플레이부와, 상기 디스플레이부에서 입력되는 각 배지의 EC, pH 데이타와 상기 감지수단에서 입력되는 EC, pH 데이타가 일치하도록 양액을 조절하여 상기 각 배지에 공급되도록 상기 각 부를 제어하는 PLC컨트롤러(20)를 포함하여 이루어진 양액자동공급시스템에 있어서, 상기 PLC컨트롤러(20)는, 온실의 수분량 감지신호를 입력받는 외부접점감지부(21)와; 일사량을 감지하는 일사감지셈서(22)와; 시간데이터를 제공하는 리얼타임클럭부(24)와; 데이터를 저장하는 데이터메모리(26)와; 상기 감지수단에서 입력되는 EC 및 pH와 상기 디스플레이부를 통해 입력되어 저장된 각 구역의 EC 및 pH가 일치되도록 제어하는 마이크로프로세서(25)와; 신호의 입/출력을 제어하는 입/출력컨트롤러(28)와; 제어신호에 의해 급액모터(60)를 작동시켜 양액을 공급하도록 하는 출력부(29)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 양액 자동공급시스템에 의해서 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 양액 자동공급 시스템의 설치상태를 보여주는 구성도이다. 제1도을 살펴보면, 외부의 원수탱크로부터 유입관체(80)를 통해 원수를 유입하여 저장하며, 탱크내부의 수위를 감지하는 수위센서(10′)를 갖는 혼합탱크(10)와, 상기 혼합탱크(10)에 저장된 양액을 순환시키는 순환관체(11)와, 상기 순환관체(11)로 순환되는 양액의 전기전도도(이하 EC라 칭함), 산도(이하 pH라 칭함) 및 온도를 감지하는 감지수단에 의해 혼합탱크(10) 내부의 농도를 체크한다.

상기 감지수단은 혼합탱크(10)내부의 원수에서 EC센서(12), pH센서(13) 및 액온센서(14)를 통해 원수의 EC농도, pH농도 및 온도를 감지하여 PLC컨트롤러(20)에 출력한다. PLC컨트롤러(20)는 그 감지된 데이타에 의해 액비혼합기(50)를 제어하여 액비원액을 수압하여 소정비율로 원수와 혼합하고, 감지된 일사량, 습도, 온실의 온도 데이터에 따라 이렇게 혼합된 양액의 공급을 제어한다.

상기 PLC컨트롤러(20)는 액정모니터 등과 같은 디스플레이부(30)로 양액의 EC농도, pH농도 및 온도데이터를 표시한다. 상기 디스플레이부(30)는 터치스크린방식으로 되어 있어서, 작업자(농민)가 상기 디스플레이부(30)의 화면을 터치하여 각각의 온실로 공급되는 혼합액의 EC농도, pH농도 및 온도를 PLC컨트롤러(20)에 입력하게 된다. 또한, 다수의 키이버튼(40)이 구비되어 상기 디스플레이부(30)로 표시되는 데이터의 순서 및 각종 데이터를 세팅한다.

상기 PLC 컨트롤러(20)는 그 EC농도, pH농도 및 온도가 조절되어 혼합탱크(50)에 저장된 양액을 급액모터(60)를 작동시켜 급액이송관(70)을 통하여 온실로 공급하게 된다

첨부도면 제2도에 도시된 바와 같이, PLC컨트롤러(20)의 상세 블럭도를 살펴보면 다음과 같다.

각각의 재배지에 설치된 레벨센서에 의해 각 재배지의 양액의 레벨을 감지하고, 그 감지신호에 따라 전원을 인가하도록 다수의 입력모드(21′)를 갖는 외부접점감지부(21)와, 상기 외부접점감지부(21)의 입력모드(21′)는 작물의 재배면적에 따라 상기 입력모드(21′) 접점의 추가 삭제가 가능하며, 각 온실의 고형배지의 수분량을 감지하는 레벨센서와 연결되어 각 배지에 공급된 양액의 레벨을 입력받으며, 상기 감지된 레벨 데이터는 라인 드라이버(23′)를 통해 데이터메모리(26)에 입력된다.

또한, 일사(일조)량을 감지하는 일사감지센서(22)에 의해 일사량을 감지하고, 상기 감지된 신호는 아날로그/디지털변환기(22′)에 의해서 아날로그신호를 디지털신호로 변환되고, 상기 변환된 신호는 래치부(23)와 라인드라이버(23′)를 통해서 데이터메모리(26)에 입력된다.

그리고, 년·월·일·요일 시·분·초 등으로 시간데이터를 제공하는 리얼 타임클럭부(24)에서 각각 제공되는 시간 데이터는 데이터메모리(26)에 저장되고, 마이크로프로세서(25)는 상기 데이터메모리(26)에 저장된 시간데이터를 읽어들여 시간간격 및 일일시간 데이터를 제어하게 된다.

상기 데이터메모리(26)에 저장된 데이터를 PLC컨트롤러(20)의 디스플레이부(30)로 전송하여 모니터링하고, 상기 디스플레이부(30)의 화면상으로 전송되어 표시된 데이터 중에서 사용자가 터치하여 선택하는 데이터를 터치스크린 방식에 의해 입력받는다. 또한, 키이버튼(40)의 키이조작에 의해 재배작물의 시간데이터 등을 세팅할 수도 있다.

상기 데이터메모리(26)에 저장된 데이터를 마이크로프로세서(25)가 읽어들여 메인메모리(27)에 저장된 프로그램을 실행하여 처리하고, 그 처리결과에 의해 마이크로프로세서(25)는 우선순위를 판독하게 되고, 상기 입/출력 컨트롤러(28)는 상기 마이크로프로세서(25)가 처리하여 출력하는 데이터를 급액모터(60)에 출력하여 양액 공급을 제어한다. 또한, 타인이 설정치를 변경하지 못하도록 비밀번호 기능을 추가하여 사용할 수 있으며, 또한 다이얼톤 주파수를 상기 통신포트로 송출하여 사용자에게 기기의 이상유무를 알리는 기능 또한 사용 가능하다.

상기 입/출력 컨트롤러(28)는 마이크로프로세서(25)에서 입력된 제어데이터에 따라 출력부(29)에 연결된 스위칭부(29′) 접점을 작동시킴으로써 상기 접점으로 전원이 인가되어 급액모터(60)를 작동시켜 각 온실로 양액을 공급하게 된다.

제3도는 본 발명에 따라 양액 자동공급시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 제3도를 살펴보면, 리얼타임 클럭부(24)에서 제공되는 년·월·일·요일·시·분·초에 의해 시간데이터가 기준이 된다.

이때, 작업자(농민)가 디스플레이부(30)의 화면상으로 출력된 데이터에서 EC

및 pH 그리고 양액을 공급하는 시간 등을 상기 디스플레이부(30)의 화면상에 표시된 터치스크린 상에서 데이터를 터치하여 세팅하고, 상기 세팅된 데이터는 마이크로프로세서(25)를 경유하여 데이터메모리(26)에 저장된다.

상기 데이터메모리(26)에 저장된 시간데이터를 마이크로프로세서(25)는 판독하고, 그 판독된 데이터에 의해 담액재배의 EC 및 pH 조절시간을 판독한다(S101).

상기 판독된 시간이 현재의 시간과 일치되면 다음 단계(S102)를 수행하고, 시간데이터가 일치하지 않으면 단계(S201)로 진행한다.

상기 담액재배지는 재배면적에 따라 상위 3개 구역으로 분할하고 각 상위구역은 하위 4개구역으로 나누어져 있으며, 각 상위구역에 전자밸브를 설치한다. 각 전자밸브에는 하나의 출력부(29)가 할당되어 있으며, 마이크로프로세서(25)에서 출력되는 제어데이타가 입/출력콘트롤러(28)를 통해 입력되어 스위칭부(29′)의 접점이 개폐된다. 그 스위칭부(29′)의 접점이 개폐됨에 따라 상기 전자밸브에 전류가 흐르거나 차단되어 양액을 공급하거나 차단하게 된다.

상기와 같이 설정된 각 구역이 디스플레이부의 화면에 표시되며, 해당 재배 면적에 대한 구역설정을 확인하고(S102), 상기 설정된 구역의 제1구역의 EC는 작업자가 터치스크린을 통하여 입력한 데이타에 따라 조절된다(S103). 다음 제2구역의 EC를 조절하고(S104), 그리고 제3구역의 EC를 조절한다(S105).

상기 각 구역의 EC를 3회 조절하는데, 단계 S106에서 3회인지를 확인하며, 상기 EC 조절횟수가 3회인 경우에는 단계(S107)를 수행하고, EC의 조절횟수가 3회를 경과하지 않으면 단계(S102)로 복귀하여 EC를 재조절한다.

또한, 상기 구역의 제1구역의 pH를 조절하고(S107), 제2구역의 pH를 조절하며(S108), 제3구역의 pH를 조절한다(S109) 상기 각 구역의 pH를 조절하는데 3회인지를 확인하며(S110), 조절된 횟수가 3회인 경우에는 다음 단계(S111)로 진행하고, 조절된 횟수가 3회를 경과하지 않으면 단계(107)로 복귀하여 pH를 재조정한다.

상기 담액재배의 구역에 따라 EC 및 pH가 조절되고, 이렇게 조절된 양액의 공급시간인지를 확인하고(S111), 상기 담액재배의 공급시간이면 다음 단계(S112)로 진행하며, 상기 담액재배의 공급시간이 아니면 단계(S111)을 반복한다.

단계(S112)에서, 마이크로프로세서(25)는 데이터메모리(26)에 저장된 시간데이터를 읽어들여 그 시간데이타에 의해서 제어데이터를 상기 입/출력 컨트롤러(28)에 입력한다. 상기 입/출력 컨트롤러(28)는 입력된 제어데이터에 의해 급액모터(60)를 작동시켜(S112) 담액재배의 각 구역으로 양액을 공급하며, 공급이 완료되면 상황을 종료하고 리턴한다.

또한, 담액재배를 위해 세팅된 시간이 경과되면 상기 마이크로프로세서(25)에서 메인메모리(27)에 세팅된 데이터에 의해 고형배지의 시간데이터를 감지하고, 고형배지로 변환한다(S201). 상기 고형배지의 구역을 등분하여 설정된 데이터에 의해 구역을 확인하며, 확인된 구역의 작물에 따라 작업자(농민)가 설정한 구역의 우선순위로 양액이 공급되도록 설정한다(S202).

또한, 고형배지의 구역이 설정된 상태에서 상기 구역의 하부구역이 설정된 상태를 확인하고(S203), 상기 각 구역으로 양액을 공급하도록 세팅된 데이터의 설정을 확인한다(S204). 상기 각각의 구역은 마이크로프로세서(25)의 메인메모리(27)에 저장된 프로그램에 의해 데이터메모리(26)에 저장된 데이터를 참조하여 우선 순위를 판독하고, 상기 판독된 우선순위 데이터에 의해 각 단계(S201-S204)로부터 설정된 상위구역과, 상기 상위구역에 대한 하위구역으로 공급되는 양액의 공급방법이 설정된다. 먼저 , 데이터가 임의의 시간간격에 의한 양액공급 방법인가를 마이크로 프로세서(25)에서 판단한다(S205). 임의의 시간간격에 의한 양액 공급방법은 하루를 3시간대로 나누어 각 시간대 내에서 일정시간 간격을 가지고 그 간격별로 설정된 양액공급량을 설정된 EC 및 pH에 맞게 조절하여 공급하는 방법이다. 상기 판단된 데이터가 임의의 시간간격에 의한 양액공급 방법일 경우 단계(S209)로 진행하며, 상기 판단된 데이터가 임의의 시간간격에 의한 공급방법이 아닐 경우 단계(S206)로 진행한다.

상기 단계(S206)에서 양액공급 방법이 일일시간에 의한 양액공급 방법인가를 판단한다 일일시간에 의한 양액공급방법은 하루중 24번 가량의 시간 스케줄을 잡아 몇시 몇분에 설정된 양액 공급량을 상기 설정된 EC 및 pH에 맞추면서 공급하는 방법이다. 상기 판단된 데이터가 일일시간에 의한 양액공급 방법일 경우 단계(S209)로 진행하며, 상기 판단된 데이터가 일일시간에 의한 공급방법이 아닐 경우 단계 (S207)로 진행한다.

상기 단계(S207)는 양액공급 방법이 적산 일사량에 의한 양액공급 방법인가를 판단한다. 적산일사에 의한 양액공급방법은 일사감지센서(22)에서 입력되는 일사량을 적산하여 사전에 설정된 일사량이 되면 상기 설정된 EC, pH 및 양액공급량에 맞도록 양액을 공급하는 방법이다. 상기 판단된 데이터가 적산일사량에 의한 양액공급방법일 경우 단계(S209)로 진행하며, 상기 판단된 데이터가 적산일사량에 의한 공급방법이 아닐 경우 단계(S208)로 진행한다.

단계(S208)에서는 외부접점(21′)에 의해 고형배지의 수분량을 감지하여 양액을 공급하도록 한다. 외부접점(21′)은 각 상위구역에 설치된 레벨센서와 연결되어 그 배지에 담겨있는 양액의 레벨을 감지하며, 그 감지된 레벨은 외부접점(21′)을 통하여 상기 마이크로프로세서(25)에 입력되어 사전에 설정된 레벨보다 낮으면 그 구역에 설정된 EC,pH 및 양액공급량에 의하여 양액을 공급하게 된다.

상기 과정에서 공급방법이 설정되면 양액공급을 시작한다(S209). 이때 상기 마이크로프로세서(25)는 메인메모리(27)에 세팅된 데이터에 의해 외부의 원수탱크내에 들어 있는 원수의 급액을 받는다(S210).

상기 원수탱크로부터 급수되는 원수는 혼합탱크(10)에 공급되고(S211), 공급된 원수는 순환관체(11)로 순환되면서 EC센서(12), pH센서(13) 및 액온센서(14)를 통해 EC 및 pH를 감지한다.

상기 순환관체(11)를 순환하는 원수의 EC 및 pH를 감지하고, PLC컨트롤러(20)의 마이크로프로세서(25)에서 감지된 데이터에 의해 혼합조절기(50)를 작동시켜 혼합탱크(10) 내부에 있는 원수에 액비 원액을 소정비율로 양액을 혼합하며, 상기 혼합은 설정치에 근접하도록 몇 회를 반복하여 EC의 설정치를 조절한다.

또한, 상기 EC 및 pH조절은 먼저 EC를 조절한 다음 pH를 여러 차례 반복하면서 양액의 EC 및 pH를 조절하고(S212), 상기 원수의 EC 및 pH를 조절하면서 생성된 데이터테이블은 데이터메모리(26)에 저장한다.

상기 양액의 EC 및 pH가 조절된 상태에서 상위구역에 따른 각각의 하위구역으로 순차적으로 양액을 공급하면서 상기 혼합탱크(11)의 양액의 량을 수위감지센서(10′)에서 수위를 감지하게 되고, 그 감지된 데이터에 따라 입/출력 컨트롤러(28)를 통해 혼합조절기(50)를 제어하여 원수와 액비원액을 공급함으로써 혼합탱크(10) 내의 양액의 EC 및 pH를 조절하게 된다(S213).

상기 마이크로프로세서(25)는 데이터메모리(26)에 저장된 데이터테이블에 의해 양액공급액과 산 및 알칼리액을 유입하면서 지속적으로 EC및 pH의 오차를 보정한다(S214).

상기 단계(S213)에 의해 공급되는 양액의 공급량은 상기 마이크로프로세서(25)에서 데이터메모리(26)에 저장된 데이터에 의해 공급량을 판단하고(S215), 상기 양액의 공급량이 데이터메모리(26)에 저장된 데이터와 동일하면 다음 단계(S216)로 진행하며, 상기 공급된 량이 설정된 량보다 부족하게 되면 단계(S213)로 진행한다.

상기 각각의 하위구역으로 양액의 공급된 량이 설정된 량과 동일량으로 공급

되면 양액의 공급을 중단하고(S216), 다음 하위구역으로 공급되는 양액 또한 공급을 중단한다(S217).

상기 상위구역에 따른 하위구역으로 공급되는 양액의 공급이 중단되면 마이크로프로세서(25)에서는 혼합탱크(10)내부의 양액 잔량을 외부로 방출하고, 외부의 원수탱크로부터 일정량의 원수를 유입하여 혼합탱크(10)및 공급관체를 세척한다(S218).

상기 혼합탱크(10) 및 공급관체의 내부세척이 완료되면 상위구역에 따른 하위구역의 양액공급을 최종완료하며(S219), 대기중인 구역으로 양액을 공급하기 위해 상황을 종료하고, 리턴한다.

상기 양액 자동공급시스템의 적산일사량에 의한 양액공급량과 일정시간 타이머를 이용하여 양액의 공급량을 살펴보면 다음과 같다.

제4도에 도시된 바와 같이, 처리구는 날씨가 맑은 시간대에 양액공급을 많이 공급하였으며, 흐린 시간대에는 적게 공급한 경과를 알 수 있다. 반면 타이머에 의해 임의의 시간 대에 공급하는 대조구에는 맑은 시간대와 흐린 시간대에 상관없이 양액을 공급하게 되었다.

따라서, 적산일사량에 의해 양액을 공급하게 될 때 양액 소비량 면에서 경제적인 반면 타이머에 의해 임의의 시간 대에 양액을 공급하게 되므로 다량 공급함으로써 비효율적으로 양액공급이 이루어짐을 알 수 있다.

또한, 제5도에 도시된 바와 같이 양액 자동공급시스템의 EC 및 pH의 설정치와 실공급간의 편차를 비교해 보면 상기 pH의 경우는 설정치를 5.8로 공급하였으며, 표준편차 ±0.047밖에 차이가 나지 않았으며, EC의 경우는 설정치를 1.8ms/cm로 하여 양액을 공급하였는데 표준편차가 ±0.032밖에 차이가 나지 않아 EC 및 pH 모두 조절이 정화히 이루어짐을 알 수 있다.

상기 양액 자동공급시스템을 적용한 예로서, 토마토를 암면재배한 결과 표 1에 도시된 바와 같다.

상기 처리구는 적산일사량을 기준으로 한 양액 자동공급 시스템을 이용하여 양액을 공급하였고, 대조구는 일정량의 탱크에 양액을 혼합시킨 후 타이머에 의해 양액을 공급시킨 것이다. 상기 표 1에 나타나 바와 같이 토마토 과중이 처리구에서 높았으며 상품과율 또한 5(%) 높은 경향을 보였다.

또한, 양액 자동급 시스템을 이용하여 방울토마토를 재배한 결과는 표 2에 도시된 바와 같다.

상기 방울토마토 펄라이트 양액재배한 경과 수확시기는 97년 5/29∼7/25 사이에 이루어졌으며, 5화방에서 적심하였다.

생육 및 수량은 매우 양호하고, 2개월 수확기간에 비해 총과수 191나 되어 다량의 과실을 수확하였으며, 당도가 높아 품질이 양호하였다.

그리고, 제6도에 도시된 바와 같이 토마토를 담액수경 하였을 때의 토마토의 품질 및 노동력을 비교하였으며, 양액 자동공급 시스템을 이용하였을 때의 토마토의 품질 및 노동력을 비교하였으며, 양액 자동공급 시스템을 이용하여 양액조절된 처리구가 일반 농가에서 양액을 조절(수동조절)하여 재배한 대조구(관행적으로 재배한 경우)에 비하여 설명한다.

주당과일수에서 대조구는 15.6개를 수확하였으며, 처리구는 17.4개를 수확하였으므로, 주당과일수가 11(%)가 증가하였다.

또한, 고품질과에서 대조구는 26(%)이며, 처리구는 73(%)이고, 고품질과가가 47%)나 우수하였다.

마지막으로, 투입된 노동력은 대조구가 주당 8시간인 반면에 처리구에서는 주당 1시간 밖에 소요되지 않아 양액 자동공급 시스템의 우수함을 나타내었다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 양액 자동공급 조절시스템에 관한 것으로서, 재배지를 다수의 구역으로 분할하고 각 구역에 맞는 EC 및 pH를 설정함으로써 다수의 배지들에서 동시에 작물을 재배할 수 있고, 작업자(농민)가 프로그램 할 수 있어 장비의 효율성을 증대시키게 되는 동시에 고형배지 재배, 담액· 박막수경재배를 동시에 재배할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 원수를 저장하고 수위센서를 갖는 혼합탱크(10)와; 복수의 액비성분들을 상기 혼합탱크에 공급하는 액비혼합기(50)와; 상기 혼합탱크(10)에서 분기된 순환관체(11)로 순환되는 양액의 EC, pH 및 온도를 감지하는 감지수단과; 상기 혼합탱크(10) 내의 양액을 온실로 공급시키는 급액모터(60)와; 각 배지에 공급되는 혼합액의 EC, pH를 표시하고 사용자가 선택한 EC, pH데이타를 입력하는 디스플레이부와; 상기 디스플레이부에서 입력되는 각 배지의 EC, pH 데이타와 상기 감지수단에서 입력되는 EC, pH 데이타가 일치하도록 양액을 조절하여 상기 각 배지에 공급되도록 상기 각 부를 제어하는 PLC컨트롤러(20)를 포함하여 이루어진 양액자동공급시스템에 있어서, 상기 PLC컨트롤러(20)는, 온실의 수분량 감지신호를 입력받는 외부접점감지부(21)와; 일사량을 감지하는 일사감지센서(22)와; 시간데이터를 제공하는 리얼타임플럭부(24)와; 데이터를 저장하는 데이터메모리(26)와; 상기 감지수단에서 입력되는 EC 및 pH와 상기 디스플레이부를 통해 입력되어 저장된 각 구역의 EC 및 pH가 일치되도록 제어하는 마이크로프로세서(25)와; 신호의 입/출력을 제어하는 입/출력컨트롤러(28)와; 제어신호에 의해 급액모터(60)를 작동시켜 양액을 공급하도록 하는 출력부(29)를 포함한 것을 특징으로 하는 양액 자동공급시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서(25)는 상기 디스플레이부(30)로 데이터를 전송하여 데이터를 모니터링하며, 통신포트가 내장된 통신장치로 다이얼톤 주파수를 송출하여 기기의 이상유무를 알리는 것을 특징으로 하는 양액자동공급시스템.
3. 적어도 하나의 배지에 대하여 각각 다수의 구역으로 분할하는 단계와; 상기 각 구역에 재배되는 작물에 적합한 양액의 EC, pH 와 공급량 및 공급방법을 미리 설정하는 단계와; 상기 각 구역의 작물재배에 요구되는 조성의 양액을 혼합하는 단계와; 상기 각 구역에 공급되는 혼합액의 EC와 pH를 감지하여 상기 설정된 EC 및 pH에 일치하도록 EC, pH를 조절하는 단계와; 상기 설정된 공급방법에 따라 미리 설정된 량을 해당구역에 공급하는 단게를 포함하는 양액공급방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 배지는 담액재배인 것을 특징으로 하는 양액공급방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 배지는 고형배지 재배로서 구역분할 단계는, 재배면적에 대한 복수의 상위구역으로 설정하고, 상기 상위구역 각각에 재배작물에 따라 적어도 하나의 하위구역으로 설정되고, 재배면적에 따른 상위구역의 재배작물에 따라 우선순위를 설정하여 양액을 공급하는 양액공급방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 고형배지재배의 양액공급방법은 하루를 일정시간대로 나누어 각 시간대 내에서 일정시간 간격을 가지고 그 간격별로 설정된 양액공급량을 설정된 EC 및 pH에 맞게 조절하여 공급하는 임의의 시간간격에 의한 양액 공급방법과; 하루중 24번 가량의 시간 스케줄을 잡아 그 설정된 시간에 양액 공급량을 상기 설정된 EC 및 pH에 맞추면서 공급하는 일일시간에 의한 양액공급방법과; 일사감지센서에서 입력되는 일사량을 적산하여 사전에 설정된 일사량이 되면 상기 설정된 EC, pH 및 양액공급량에 맞도록 양액을 공급하는 적산일사량에 의한 방법과; 각 상위구역에 설치된 레벨센서에서 양액의 레벨을 감지하며, 그 감지된 레벨이 사전에 설정된 레벨보다 낮으면 그 구역에 설정된 EC,pH 및 양액공급량에 의하여 양액을 공급하는 고형배지 수분함량에 의한 공급방법;중 어느 한 방법에 의해 양액을 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 양액공급방법.
7. 제5항에 있어서, 작물재배에 요구되는 조성의 양액을 혼합하는 방법은 각 구역으로 공급된 양의 원수를 유입하는 동시에 양액공급액과 산 및 알카리액을 유입하면서 지속적으로 공급되는 양액의 EC 및 pH를 교정하며, 이 교정과정에서 오차를 보상하는 양액공급방법.

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