KR20130095021A - 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치(100)는 여러 종류의 식물(P)이 함께 재배될 수 있도록 내부가 다수의 룸(110a)으로 구획되고, 전면에 도어(111)가 개폐 가능하게 설치되는 케이스(110); 상기 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하도록 상기 각 룸(110a) 안에 설치되는 엘이디 광원 유닛(120); 상기 엘이디 광원 유닛(120)을 구동 제어하기 위하여 사용자 인터페이스 부(112)를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하는 엘이디 구동 제어유닛(130); 및 상기 엘이디 구동 제어장치(130)로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성하는 전원공급 유닛(140);구비한다.
본 발명은 케이스의 각 룸 안에 엘이디 광원 유닛이 구비되고, 엘이디 구동 제어유닛이 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하여, 엘이디 광원 유닛을 구동 제어함으로써, 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하여 식물의 성장을 돕고 재배 효율성을 높일 수 있다.

Description

엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치{Plant cultivation apparatus using light emitting diode lighting source}

본 발명은 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 각각의 식물에 적당하게 제공하여 식물의 성장을 돕고 재배 효율성을 높일 수 있는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치에 관한 것이다.

일반적으로 식물이나 가축 등을 사육시 적당한 생육 조건을 제공하는 것은 매우 중요한 일이며, 그 중에서도 특히 식물 재배시에 특정 파장 대역(350~740㎛)의 빛이 식물의 성장에 영향을 미친다는 것은 익히 알려진 사실이다.

예를 들어, 청색 광(470㎛)의 경우는 줄기와 뿌리를 생장시켜 굵게 하거나 측근(잔뿌리)을 늘리기 위해 필요로 하고, 적색 광(660㎛)의 경우는 잎과 줄기의 생장을 촉진해 엽록소를 만들고 광합성 작용을 위해 필요로 하며, 또 황색 광이나 원적외 광의 경우는 병충해 방지를 위해 필요로 하는 것으로 알려져 있다.

최근에는 식물의 생육에 필요한 적당한 환경을 제공하기 위해 식물 재배용 조명등으로 엘이디를 사용하고 있으며, 이러한 엘이디 조명은 저전력으로 구동되고 통상의 조명장치가 갖추지 못한 특정 파장 대역의 빛을 제공할 수 있게 되므로 식물의 광합성 효율을 높일 수 있으면서도 에너지 절감 효과까지 발생시킬 수 있게 되었다.

또한 대한민국 등록특허 제10-0879711호에는 엘이디를 이용한 식물 재배용 조명장치가 개시되어 있는데, 엘이디에서 방출되는 빛의 특정 파장 대별로 비율을 적합하게 혼합 구성하여 식물의 발아, 개화, 성장을 촉진할 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다.

그러나 이러한 종래 식물 재배용 조명장치는 식물의 종류와 생육과정에 맞추어 최적 파장의 빛을 발산하는 여러 종류의 LED를 적당한 비율로 조합하는데 적색, 청색, 녹색, 백색, 적외선, 자외선 등의 LED 중에서 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 LED를 보드 상에 적당한 비율로 다수 배치하여 식물의 종류나 생육상황에 따라 교체할 수 있도록 구성된 것이나, 여러 종류의 식물에 각각 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하기 어려워 식물 재배 효율성이 떨어지고, 일반인이 사용하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이스의 각 룸 안에 엘이디 광원 유닛이 구비되고, 엘이디 구동 제어유닛이 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하여, 엘이디 광원 유닛을 구동 제어함으로써, 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하여 식물의 생장에 있어서 광합성과 엽록성 향상에 최적의 조건을 갖추어 식물의 성장을 대폭 촉진시킬 수 있으며, 가장 효율적인 재배가 가능하게 함과 동시에 일반인이라도 누구나 손쉽게 사용할 수 있어 농가의 소득 증대 및 발전에 기여할 수 있는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치는 여러 종류의 식물이 함께 재배될 수 있도록 내부가 다수의 룸으로 구획되고, 전면에 도어가 개폐 가능하게 설치되는 케이스; 상기 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하도록 상기 각 룸 안에 설치되는 엘이디 광원 유닛; 상기 엘이디 광원 유닛을 구동 제어하기 위하여 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하는 엘이디 구동 제어유닛; 및 상기 엘이디 구동 제어장치로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성하는 전원공급 유닛;을 구비한다.

상기 엘이디 광원 유닛은 제1 내지 N 엘이디 부를 구비하며, 상기 전원공급유닛은 제1 내지 N 전원공급 부를 구비하며, 상기 제1-N 전원공급 부는 상기 엘이디 구동 제어유닛으로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성한다.

상기 각 룸 안에는 엘이디 광량, 파장, 색 온도, 습도를 포함하는 광 환경 정보를 검출하는 광 환경 검출 부(센서 부)가 설치되고, 상기 엘이디 구동 제어유닛은 상기 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광 환경 기준정보, 엘이디 구동에 사용되는 엘이디 구동 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 엘이디 상태정보를 메모리 부에 저장하며, 상기 광 환경 검출 부에서 피드백되는 광 환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광 환경 기준정보와 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 식물별 생육조건에 맞는 환경 조성을 위한 전원주파수 제어신호를 출력한다.

상기 케이스 안에는 상기 룸 안에 있는 식물에 배양액을 제공하기 위한 배양액 공급 부가 설치되고, 상기 도어의 전면에는 상기 메모리 부에 저장된 생장 데이터 및 상기 입력부에 의해 입력되는 데이터를 디스플레이하는 표시부가 설치된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 케이스의 각 룸 안에 엘이디 광원 유닛이 구비되고, 엘이디 구동 제어유닛이 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하여, 엘이디 광원 유닛을 구동 제어함으로써, 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하여 식물의 생장에 있어서 광합성과 엽록성 향상에 최적의 조건을 갖추게 하여 식물의 성장을 대폭 촉진시킬 수 있으며, 가장 효율적인 재배가 가능하게 함과 동시에 일반인이라도 누구나 손쉽게 사용할 수 있어 농가의 소득 증대 및 발전에 기여하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 정면도로서, 도어에 설치된 인터페이스 부와 표시부를 보인 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 정면도
도 4는 케이스의 룸 안에 재배되는 식물을 보인 사시도
도 5는 엘이디 광원 유닛을 보인 평면도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치의 회로구성을 보인 블록도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 정면도로서, 도어에 설치된 인터페이스 부와 표시부를 보인 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치를 보인 정면도, 도 4는 케이스의 룸 안에 재배되는 식물을 보인 사시도, 도 5는 엘이디 광원 유닛을 보인 평면도, 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치의 회로구성을 보인 블록도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치(100)는 여러 종류의 식물(P)이 함께 재배될 수 있도록 내부가 다수의 룸(110a)으로 구획되고, 전면에 도어(111)가 개폐(開閉) 가능하게 설치되는 사각 박스형상의 케이스(110)를 구비한다.

상기 룸(110a)의 바닥에는 식물(P)을 지지하기 위한 지지부(117)가 설치되는데, 상기 지지부(117) 내부에는 토양이 담길 수 있고, 수경 재배일 경우 물이 담길 수도 있다. 여기서 식물(P)의 종류는 상추, 치커리 등의 식용은 물론 관상 식물 모두 가능하다.

상기 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하도록 상기 각 룸(110a) 안에는 엘이디 광원 유닛(120)이 구비된다. 상기 엘이디 광원 유닛(120)은 룸(110a)의 천정에 설치될 수도 있고 측벽에 설치될 수도 있다.

상기 엘이디 광원 유닛(120)은 프레임(121)에 다수의 스트링 엘이디 램프(122)가 일정 간격을 두고 배치되는 구조로(도 5 참조), 제1 내지 N 엘이디 부(120-1~N)로 구성될 수 있다(도 6 참조). 여기서 N이란 룸 안에 재배되는 식물(P)의 종류 갯수를 나타낸 것이다.

상기 엘이디 광원 유닛(120)을 구동 제어하기 위하여 사용자 인터페이스 부(112)를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하는 엘이디 구동 제어유닛(130)이 구비된다.

상기 엘이디 구동 제어장치(130)로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성하는 전원공급 유닛(140)이 구비된다.

상기 케이스(110)는 사용자가 육안(肉眼)으로 케이스(110) 안을 확인할 수 있도록 투명한 재질, 예를 들어 유리, 플라스틱으로 구성하고, 상기 도어(111)는 힌지(111a)에 의한 개폐구조 또는 슬라이드 개폐구조(도시하지 않음) 모두가 가능하다.

상기 케이스(110) 안에는 상기 룸(110a) 안에 있는 식물(P)에 배양액을 제공하기 위한 배양액 공급 부(160)가 설치될 수도 있다.

상기 배양액 공급 부(160)는 배양액 저장통(161)과 그 배양액 저장 통(161) 안에 있는 배양액을 상기 각 룸(110a)에 배송하기 위한 배송 펌프(162)를 포함한다. 상기 배송 펌프(162)에 의해서 배양액은 호스(163)를 통해서 각 식물(P)에 적절하게 공급된다.

상기 각 룸(110a) 안에는 엘이디 광량, 파장, 색 온도, 습도를 포함하는 광 환경 정보를 검출하는 광 환경 검출 부(센서 부)(150)가 설치될 수 있다.

상기 도어(111)의 전면에는 데이터 및 정보를 디스플레이하는 표시부(113)가 설치될 수 있다.

상기 엘이디 구동 제어유닛(130)은 상기 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광 환경 기준정보, 엘이디 구동에 사용되는 엘이디 구동 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 엘이디 상태정보를 메모리 부(메모리칩)에 저장하며, 상기 광 환경 검출 부(150)에서 피드백되는 광 환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광 환경 기준정보와 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 식물별 생육조건에 맞는 환경 조성을 위한 전원주파수 제어신호를 출력하도록 구성된다.

전술한 바와 같이, 상기 엘이디 광원 유닛(120)은 제1 내지 N 엘이디 부(120-1~N)를 구비하는바, 각 엘이디 부는 각 룸(110a) 안에 하나씩 배치된다.

상기 전원공급유닛(140)은 제1-N 전원공급 부(140-1~140-N)를 구비하며, 상기 제1-N 전원공급 부(140-1~140-N)는 상기 엘이디 구동 제어 유닛(130)으로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성하도록 구성된다.

상기 출력전압(Vout1~VoutN)의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 그 일 예로 상용전원이 전파정류된 형태의 맥류도 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치(100)의 작동을 설명한다.

사용자는 사용자 인터페이스 부(112)를 통해 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광 환경 기준정보, 엘이디 구동에 사용되는 엘이디 구동 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 엘이디 상태정보를 메모리 부에 저장한다.

엘이디 구동 제어유닛(130)은 사용자가 요구한 전원주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력한다.

상기 전원공급 유닛(140)은 상기 엘이디 구동 제어장치(130)로부터 출력되는 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)에 상응되는 주파수의 출력전압(Vout1~VoutN)을 생성한다.

또한, 사용자는 사용자 인터페이스 부(112)를 통해 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력하는 방식 이외에도 상기 광 환경 검출 부(센서 부)(150)는 각 룸(110a) 안에는 엘이디 광량, 파장, 색 온도, 습도를 포함하는 광 환경 정보를 검출하는 방식으로 구동될 수도 있다.

즉, 상기 광 환경 검출 부(센서 부)(150)가 각 룸(110a) 안에는 엘이디 광량, 파장, 색 온도, 습도를 포함하는 광 환경 정보를 검출하며, 상기 엘이디 구동 제어유닛(130)은 상기 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광 환경 기준정보, 엘이디 구동에 사용하는 엘이디 구동 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 엘이디 상태정보를 메모리 부(미 도시)에 저장하며, 상기 광 환경 검출 부(150)에서 피드백되는 광 환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광 환경 기준정보와 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 식물별 생육조건에 맞는 환경 조성을 위한 전원주파수 제어신호를 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 케이스의 각 룸 안에 엘이디 광원 유닛이 구비되고, 엘이디 구동 제어유닛이 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호(CTL1-CTLN)를 출력하여, 엘이디 광원 유닛을 구동 제어함으로써, 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하여 식물의 생장에 있어서 광합성과 엽록성 향상에 최적의 조건을 갖추게 하여 식물의 성장을 대폭 촉진시킬 수 있으며, 가장 효율적인 재배가 가능하게 함과 동시에 일반인이라도 누구나 손쉽게 사용할 수 있어 농가의 소득 증대 및 발전에 기여하는 효과가 있다.

100: 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치 110: 케이스
110a: 룸 111: 도어
112: 사용자 인터페이스 부 113: 표시부
120: 엘이디 광원 유닛 130: 엘이디 구동 제어유닛
140: 전원공급 유닛 120-1~N: 제1 내지 N 엘이디 부
140-1~140-N: 제1 내지 N 전원공급 부 150: 광 환경 검출 부
160: 배양액 공급 부

Claims (5)

1. 여러 종류의 식물이 함께 재배될 수 있도록 내부가 다수의 룸으로 구획되고, 전면에 도어가 개폐 가능하게 설치되는 케이스;
   상기 식물별 생육조건에 맞는 특정파장 대역의 빛을 제공하도록 상기 각 룸 안에 설치되는 엘이디 광원 유닛;
   상기 엘이디 광원 유닛을 구동 제어하기 위하여 사용자 인터페이스 부를 통해 사용자가 요구한 전원의 주파수를 인식한 후 그에 따른 전원주파수 제어신호를 출력하는 엘이디 구동 제어유닛; 및
   상기 엘이디 구동 제어장치로부터 출력되는 전원주파수 제어신호에 상응되는 주파수의 출력전압을 생성하는 전원공급 유닛;을 포함하는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 엘이디 광원 유닛은 제1 내지 N 엘이디 부를 구비하며, 상기 전원공급유닛은 제1 내지 N 전원공급 부를 구비하며, 상기 제1-N 전원공급 부는 상기 엘이디 구동 제어유닛으로부터 출력되는 전원주파수 제어신호에 상응되는 주파수의 출력전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 각 룸 안에는 엘이디 광량, 파장, 색 온도, 습도를 포함하는 광 환경 정보를 검출하는 광 환경 검출 부(센서 부)가 설치되고,
   상기 엘이디 구동 제어유닛은 상기 식물별 생육조건에 맞도록 키 입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광 환경 기준정보, 엘이디 구동에 사용되는 엘이디 구동 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 엘이디 상태정보를 메모리 부에 저장하며, 상기 광 환경 검출 부에서 피드백되는 광 환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광 환경 기준정보와 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 식물별 생육조건에 맞는 환경 조성을 위한 전원주파수 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스 안에는 상기 룸 안에 있는 식물에 배양액을 제공하기 위한 배양액 공급 부가 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 도어의 전면에는 상기 메모리 부에 저장된 생장 데이터 및 상기 입력부에 의해 입력되는 데이터를 디스플레이하는 표시부가 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 광원을 이용한 식물재배 장치.

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