KR101845805B1 - 식물 재배용 자동 조도 조절 장치 - Google Patents

식물 재배용 자동 조도 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조도를 조절할 수 있는 조도 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편광 필름을 이용하여 자연광의 투과 정도를 조절함에 따라 식물 재배 공간의 조도를 조절할 수 있는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치는 식물이 생장되는 공간을 제공하는 본체와, 본체의 일측에 설치되어 자연광이 투광되는 편광 외창 및 본체에서 편광 외창과 마주보는 내측으로 회전 가능하게 설치되어, 편광 외창과의 편광각도 조절에 의해 자연광이 본체 내부로 투광되는 투광량을 조절하는 편광 내창과, 편광 내창의 일측에 구비되어 편광 내창을 회전시키는 내창 조절부 및 내창 조절부의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

식물 재배용 자동 조도 조절 장치{Illumination auto control system for plant cultivation}
본 발명은 조도를 조절할 수 있는 조도 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편광 필름을 이용하여 자연광의 투과 정도를 조절함에 따라 식물 재배 공간의 조도를 조절할 수 있는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 식물을 재배함에 있어서, 식물은 종류마다 각각 다른 특성을 갖는다. 특히 생장 과정에서 식물의 특성을 따라 최적의 조건을 맞추어 주어야 안정적인 생장이 가능하게 된다.
식물의 생장에 있어서 식물에 조사되는 광량의 차이는 식물의 생장속도나 생장 상태에 큰 영향을 줄 수 있다.
예를 들어 조사되는 광량이 적어야 하는 식물에 직사광선이나 높은 광량을 조사하게 되면 식물은 과도한 광량에 의해 시들거나, 화상을 입힐 수 있고, 장시간 부적절한 광량이 조사되면 결과적으로 식물은 생장할 수 없게 된다.
특히 어린 식물이나 장애 및 문제가 발생한 식물의 경우 주변 환경 변화를 최소화 해주고 적절한 환경을 조성해 주어야 하는데, 예를 들면 주변 온도를 일정하게 유지하고, 바람의 영향을 최소화 하여 식물에 자극을 줄여주어야 한다.
최근에는 재테크 수단으로 난을 활용하는 경우가 많아지고 있으며, 난의 종류에 따라 고가로 거래될 수 도 있어 가정에서 난을 배양 및 증식시키는 경우가 늘어나고 있는 실정이다.
난을 생장시킴에 있어서 난에 조사되는 광량은 난의 생장상태에 큰 영향을 미치게 되는데 가정에서 광량을 조절하기에는 어려움이 따른다.
일반적으로 광량을 조절하는 수단으로는 블라인드나 커튼 등을 이용하는데 시간에 맞추어 항시 블라인드나 커튼을 조절해줘야 하기 때문에 항시 사람의 손이 필요하게 되고, 난초를 건강하게 생장시키기에는 한계가 따른다.
이러한 문제점의 대안으로 LED나 UV램프 등의 인공조명을 이용해 식물을 생장시키는 경우도 있는데 인공조명은 식물에 조사되는 광량에 도움이 될 수는 있지만 전기를 사용함에 따른 전자파의 영향이 식물에게도 작용하게 되고, 이에 따라 자연광에 비해 생장 속도나 생장 상태가 좋지 못한 단점이 따르게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 식물의 생장 공간에 자연광을 투과함에 있어서 투과량을 사용자가 직접 조절할 필요가 없이 투과되는 빛의 량에 따라 조도를 자동으로 정밀하게 조절할 수 있는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치는, 식물이 생장되는 공간을 제공하는 본체;, 상기 본체의 일측에 설치되어 자연광이 투광되는 편광 외창; 및 상기 본체에서 상기 편광 외창과 마주보는 내측으로 회전 가능하게 설치되어, 상기 편광 외창과의 편광각도 조절에 의해 자연광이 상기 본체 내부로 투광되는 투광량을 조절하는 편광 내창;, 상기 편광 내창의 일측에 구비되어 상기 편광 내창을 회전시키는 내창 조절부; 및 상기 내창 조절부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 본체 내부에 설치되어 상기 본체 내부로 투과되는 광량을 감지하는 조도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 조도센서의 신호를 받아 상기 내창 조절부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 편광 내창에는 상기 편광 내창 둘레 전체를 감싸며 구비되어 편광 내창을 지지하는 내창틀이 더 구비되고, 상기 내창틀의 외주연 둘레 전체를 따라 함몰 형성되어 상기 내창틀이 이탈되지 않고 정 위치에서 회전되도록 안내하는 회전홈이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 내창 조절부는 상기 내창틀 외부에 다수로 구비되고 상기 내창틀의 회전홈에 끼워지며 접촉되는 부분에는 지지롤러가 구비되어 상기 내창틀을 회전 가능하게 지지하는 내창 지지 브라켓과, 상기 본체에 고정 설치되고, 회전축에는 베벨기어가 구비되어 상기 편광 외창이 회전되는 동력을 제공하는 모터와, 상기 베벨기어에 결합되어 상기 모터의 회전동작에 의해 90도 꺾어진 방향으로 회전하는 조절축과, 상기 조절축을 지지하는 조절축 지지 브라켓 및 상기 조절축에 고정 결합되어 상기 조절축과 함께 회전되는 웜기어 및 상기 내창틀의 일측에 상기 내창틀을 따라 상기 내창틀과 동일한 곡률을 이루며 일정구간 연장되게 이루어져 상기 내창틀의 일면에 결합되고 외측으로 다수의 기어가 형성되어 상기 웜기어의 회전에 따라 웜기어의 길이방향으로 회전되는 웜휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제어부는 상기 조도센서의 신호 또는 상기 모터와 연결된 스위치의 신호를 선택적으로 받아서 상기 내창 조절부의 구동을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 조도 조절 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 사용자의 조작 없어도 빛의 투과량에 따라 자동으로 식물에 조사되는 광량을 조절할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 편광필름을 이용하여 자연광의 정밀한 조도 조절이 가능한 효과가 있다.
셋째, 식물의 종류나 상태에 따라 조사되는 광량을 각각 다른 조건으로 설정하여 조절할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 외부영향을 최소화 하여 안정적인 생장 환경을 만들어줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치의 전체 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치의 전체 분해 사시도
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에서 빛의 투과량이 가장 높게 설정된 상태를 나타낸 사용 상태도
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에서 빛의 투과량이 가장 낮게 설정된 상태를 나타낸 사용 상태도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 수동으로 조작하는 상태를 나타낸 사용상태도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 좌우로 다수 연계하여 사용하는 상태를 나타낸 사용상태도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 상하로 다수 연계하여 사용하는 상태를 나타낸 사용상태도
본 발명은 조도 조절 장치에 관한 것으로, 자연광의 광량을 자동으로 조절할 수 있는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에 관한 것을 특징으로 한다.
이하, 이러한 특징을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치의 전체 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치는 크게 본체(100), 편광 외창(200), 편광 내창(300), 내창 조절부(400), 제어부(600) 및 조도센서(500)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(100)는 식물이 생장되는 공간을 제공하는 것이다. 본체(100)는 가정에서 사용되도록 일정 크기를 갖는 케이스 형태로 이루어질 수도 있으며, 또한 상업적으로 사용할 수 있도록 온실이나 비닐하우스 등 대형 시설일 수도 있다.
상기 편광 외창(200)은 편광필름으로 이루어진 것으로서 자연광이 조사되는 방향의 본체(100) 일측에 설치된다.
상기 편광 외창(200)은 자연광이 조사되는 방향에서 상기 편광 내창(300)과 대응되는 부분은 편광 내창(300)과 동일한 크기와 형상의 편광 필름으로 이루어지며, 상기 편광 외창(200)이 설치되지 않은 본체(100)의 다른 면들은 생장시키고자 하는 식물의 특성이나 상태에 따라 투명이나 반투명 또는 불투명 재질로 이루어질 수 있다.
상기 편광 내창(300)은 원형으로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 편광필름으로 이루어진다. 편광 내창(300)에는 편광 내창(300)의 외측 둘레 전체를 감싸며 구비되는 내창틀(310)과, 상기 내창틀(310)의 하부에 내창틀(310)을 따라 동일한 곡률을 이루며 일정구간 연장되게 이루어져 상기 내창틀(310)의 일면에 결합되고 하부는 다단의 기어로 이루어져 편광 내창(300)이 회전되게 유도하는 웜휠(434)이 구비된다.
이때, 상기 내창틀(310)의 외측은 후술하는 지지롤러(411)에 의해 지지되면서 편광 내창(300)이 이탈되지 않고 회전되도록 안내하는 회전홈(311)이 형성된다.
상기 내창 조절부(400)는 상기 편광 내창(300)의 외측에 상하 2개 한 쌍씩 구비되어 편광 내창(300)이 정 위치에서 회전할 수 있도록 지지하는 내창 지지 브라켓(410)과, 상기 내창틀(310)이 회전하는 동력을 제공하는 모터(420) 및 상기 모터(420)의 동력에 의해 편광 내창(300)이 회전되도록 상기 모터(420)의 동력을 상기 편광 내창(300)으로 전달하는 조절축(430)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 내창 지지 브라켓(410)과, 상기 내창틀(310)의 회전홈(311) 사이에는 지지롤러(411)가 더 구비되어 상기 편광 내창(300)이 회전할 때 내창 지지 브라켓(410)과 회전홈(311) 사이의 마찰을 최소화 할 수 있게 된다.
상기 모터(420)에는 베벨기어(421)가 구비되어 수직방향으로 설치되는 모터(420)의 회전력을 수평 방향으로 90도 꺾어지게 전달할 수 있게 된다. 이로 인해 내창 조절부(400)의 설치 공간을 본체(100)의 크기 대비 최소화 할 수 있어서 전체적인 크기를 소형화할 수 있게 된다.
상기 조절축(430)은 본체(100)의 하부에 설치되어 조절축(430)을 지지하는 조절축 지지 브라켓(431)과, 상기 조절축(430)과 함께 회전되게 구비되고, 상기 내창틀(310)의 웜휠(434)과 연결되게 설치되어 상기 웜휠(434)과의 연계동작에 의해 내창틀(310)을 회전시키는 웜기어(433)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 조절축(430)은 상기 조절축 지지 브라켓(431)에 구비된 베어링(432)에 의해 조절축 지지 브라켓(431)과의 마찰을 최소화 하여 적은 힘으로 부드럽고 정확하게 회전할 수 있게 된다.
상기 내창 조절부(400)는 모터(420)와 연결된 제어부(600)에 의해 모터(420)가 제어되면서 모터(420)와 연결된 베벨기어(421),가 모터(420)의 회전 동력을 90도 꺾여진 수직 방향으로 전달할 수 있게 되고, 모터(420)와 수직 방향을 이루도록 배치된 베벨기어(421)와 연결된 조절축(430)이 회전하게 된다.
상기 조절축(430)에는 웜기어(433)가 구비되어 상기 조절축(430)과 함께 회전하고, 상기 내창틀(310)의 하부에 상기 웜기어(433)와 맞물려 서로 연동되게 구비된 웜휠(434)이 웜기어(433)를 따라 동작되면서 편광 내창(300) 전체가 회전될 수 있게 된다.
이때 상기 제어부(600)는 상기 제어부(600)에 연결되는 조도센서(500)의 조도 감지 신호를 수신하여 설정된 값에 따라 모터를 제어하게 되고 이로 인해 조도의 변화에 따라 편광 내창(300)을 자동으로 회전시킬 수 있게 된다.
상기 조도센서(500)는 본체(100)의 내부 일측에 설치되어 식물이 생장되는 본체(100) 내부공간의 광량을 감지하는 것으로, 편광 외창(200) 및 평광 내창(300)을 통해 투과되는 광량을 감하여 제어부(600)로 신호를 전달한다.
상기 제어부(600)에는 조도센서(500)로부터 신호를 받아 조도센서(500)에서 측정된 값과 기준 값을 비교하면서 모터(420)를 제어할 수 있게 된다. 여기서, 조도센서(500)와 제어부(600) 간의 신호 전송 방법 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에서 빛의 투과량이 가장 높게 설정된 상태를 나타낸 사용 상태도이다.
도 3a를 참조하면 본 발명은 빛 투과량이 가장 높게 설정된 상태에서는 편광 필름의 빛 투과 방향이 동일한 방향으로 설정된다.
이에 따라 설정된 방향으로 투과되는 자연광은 모두 편광 외창(200)과 편광 내창(300)을 통과하여 식물로 조사될 수 있게 된다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치에서 빛의 투과량이 가장 낮게 설정된 상태를 나타낸 사용 상태도이다.
도 3b를 참조하면 본 발명은 빛 투과량이 가장 낮게 설정된 상태에서는 편광 필름의 빛 투과 방향이 서로 다른 방향으로 설정된다.
이에 따라 설정된 양방향으로 투과되는 자연광은 모두 편광 외창(200)과 편광 내창(300)을 통과할 수 없게 되고 편광 필름에 의해 걸러지지 않은 일부 자연광만이 식물 측으로 조사될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 수동으로 조작하는 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 4를 참조하면 본 발명은, 제어부(600)에 연결된 스위치(700)를 이용하여 수동으로 조작할 수도 있게 된다.
상기 스위치(700)는 제어부(600)에 조도센서(500)와는 다른 경로로 연결되어 사용자가 스위치를 조작함에 따라 이를 제어부(600)로 전달하고 제어부(600)에서 이를 감지하여 편광 내창(300)을 회전시킨다.
이때, 편광 내창(300) 측에는 동작 제어수단(710)이 더 구비되어, 편광 내창(300)이 회전됨에 있어서 과동작 되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이로 인해 웜휠(434)이 웜기어(433)에서 이탈되며 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 동작 제어수단(710)으로는 포토인터럽트가 적용될 수 있다.
포토 인터럽트는 가운데 홈이 있는 디바이스로, 양쪽 기둥에 각각 LED와 포토트랜지스터가 내장되고, 베이스 단자가 따로 구비되지 않는다.
이때, 베이스 단자가 구비되지 않은 상태에서 빛이 베이스 전류를 만들어 내고 이에 따라 빛을 받으면 콜렉터에 전류가 흐르고, 빛이 없으면 베이스 전류가 발생되지 않아 전류가 흐르지 않게 된다.
상기 동작 제어수단(710)은 포토인터럽트로 설명하였지만 이에 한정되지 않고 물리적인 방식의 리밋 스위치 등 다양한 형태의 제어수단이 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 좌우로 다수 연계하여 사용하는 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 5를 참조하면 본 발명은, 좌우로 다수를 연결하여 사용할 수 있는 것으로, 이때, 조절축(430)의 길이를 연장하고, 웜기어(433)를 추가하여 하나의 모터(420)로 다수의 편광 내창(300)을 회전시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배용 자동 조도 조절 장치를 상하로 다수 연계하여 사용하는 상태를 나타낸 사용상태도이다.
도 6을 참조하면 본 발명은, 상하로 다수 연결하여 사용할 수 있는 것으로, 이때, 모터(420)와 연결된 베벨기어(421)에 연장축(422)을 더 구비하고 상기 연장축(422)에 베벨기어(421)를 추가 설치함에 따라 상하로 연결된 다수의 편광 내창(300)을 하나의 모터(420)로 회전시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 조도를 자동으로 감지하여 자연광의 투과량을 조절할 수 있어서 사용자가 없는 상태에서도 감지되는 조도에 따라 자동으로 식물에 조사되는 광량을 조절할 수 있게 된다.
100 : 본체 200 : 편광 외창
300 : 편광 내창 310 : 내창틀
311 : 회전홈 400 : 내창 조절부
410 : 내창 지지 브라켓 411 :지지롤러
420 : 모터 421 : 베벨기어
422 : 연장축 430 : 조절축
431 : 조절축 지지 브라켓 432 : 베어링
433 : 웜기어 434 : 웜휠
500 : 조도센서 600 : 제어부
700 : 스위치 710 : 동작 제어수단

Claims (5)

  1. 식물이 생장되는 공간을 제공하는 본체(100)와; 상기 본체(100)의 일측에 설치되어 자연광이 투광되는 편광 외창(200)와; 상기 본체(100)에서 상기 편광 외창(200)과 마주보는 내측으로 회전 가능하게 설치되어, 상기 편광 외창(200)과의 편광각도 조절에 의해 자연광이 상기 본체 내부로 투광되는 투광량을 조절하는 편광 내창(300)와; 상기 편광 내창(300)의 일측에 구비되어 상기 편광 내창(300)을 회전시키는 내창 조절부(400)와; 상기 본체(100) 내부에 설치되어 상기 본체(100) 내부로 투과되는 광량을 감지하는 조도센서(500)와; 상기 조도센서(500)의 신호를 받아 상기 내창 조절부(400)의 구동을 제어하는 제어부(600);를 포함하되,
    상기 편광 내창(300)에는 상기 편광 내창(300) 둘레 전체를 감싸며 구비되어 편광 내창(300)을 지지하는 내창틀(310)이 더 구비되고, 상기 내창틀(310)의 외주연 둘레 전체를 따라 함몰 형성되어 상기 내창틀(310)이 이탈되지 않고 정 위치에서 회전되도록 안내하는 회전홈(311)이 더 구비되며,
    상기 내창 조절부(400)는 상기 내창틀(310) 외부에 다수로 구비되고 상기 내창틀(310)의 회전홈(311)에 끼워지며 접촉되는 부분에는 지지롤러(411)가 구비되어 상기 내창틀(310)을 회전 가능하게 지지하는 내창 지지 브라켓(410)과, 상기 본체(100)에 고정 설치되고, 회전축에는 베벨기어(421)가 구비되어 상기 편광 외창(200)이 회전되는 동력을 제공하는 모터(420)와, 상기 베벨기어(421)에 결합되어 상기 모터(420)의 회전동작에 의해 90도 꺾어진 방향으로 회전하는 조절축(430)과, 상기 조절축(430)을 지지하는 조절축 지지 브라켓(431) 및 상기 조절축(430)에 고정 결합되어 상기 조절축(430)과 함께 회전되는 웜기어(433) 및 상기 내창틀(310)의 일측에 상기 내창틀(310)을 따라 상기 내창틀(310)과 동일한 곡률을 이루며 일정구간 연장되게 이루어져 상기 내창틀(310)의 일면에 결합되고 외측으로 다수의 기어가 형성되어 상기 웜기어(433)의 회전에 따라 웜기어(433)의 길이방향으로 회전되는 웜휠(434)을 포함하며,
    상기 편광 내창(300) 측에는 상기 웜휠(434)이 웜기어(433)에서 이탈되는 것을 방지하는 동작 제어수단(710)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는 상기 조도센서(500)의 신호 또는 상기 모터(420)와 연결된 스위치(700)의 신호를 선택적으로 받아서 상기 내창 조절부(400)의 구동을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 자동 조도 조절 장치.
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