KR20140046250A

KR20140046250A - 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치

Info

Publication number: KR20140046250A
Application number: KR1020120112490A
Authority: KR
Inventors: 국은희
Original assignee: 주식회사 케이원
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-04-18
Also published as: KR101432209B1

Abstract

본 발명의 일실시 예에 따른 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치는 소정의 높이와 너비를 가지면서 일정한 공간을 형성하는 본체부, 본체부의 내부에 배치되어 식물이 재배될 수 있는 재배공간이 형성되고, 재배공간에는 토양이 형성되는 식물재배부, 식물재배부와 일정한 간격을 유지하면서 본체부의 내부상단에 배치되어 식물이 자랄 수 있도록 소정의 빛을 제공하는 조명디밍부, 본체부의 내부에 배치되면서 식물재배부의 하단에 배치되어 식물에 제공되는 물을 저장할 수 있는 저장공간이 형성되는 물저장부, 식물재배부와 조명디밍부 사이에 배치되어 물저장부에 저장된 물을 제공받아 식물재배부에서 재배되는 식물에 분사할 수 있는 물분사부, 물분사부에 체결되어 식물재배부와 조명디밍부 사이에서 가로길이방향과 세로길이 방향으로 동작하면서 물분사부를 이동시키는 동작부 및 동작부를 구동시키면서 조명디밍부와 물분사부를 제어하는 구동제어부를 포함한다.

Description

디밍제어를 이용한 수경자동재배장치{Growing hydroponic automatic apparatus for Dimming control}

본 발명은 조명디밍제어를 이용한 수경자동재배장치에 관한 것이다.

조명디밍제어장치는 전자적인 제어장치에 의해 램프의 밝기를 조절하여 눈부심을 제거하고, 쾌적하고 감성적인 분위기를 연출하며, 탄소배출을 줄이고, 에너지절감효과를 극대화하는 친환경 융합기술로 알려져 있다.

특히 LED는 발광하는 반도체 소자로서 다른 조명장치들에 비해 전력소모가 적고 수명이 길며, 소형화가 가능하고, 조도효과가 크며, 조명 시 발열이 적은 이점이 있다.

현재 발광소자 LED의 사용은 전광판(광고 또는 자막), 형광등, 가로등, 각종 전자제품 표시등, 차량 신호등, 텔레비젼, 선박이나 항공기 점멸등, 랜턴 등으로 사용되고 있다.

따라서 상기와 같은 LED 발광소자를 이용한 조명장치는 향후 세계 각국이 녹색성장에 초점을 맞추면서 에너지를 절감하는 친환경적인 조명시장에서 급성장할 것으로 전망된다.

또한 발광소자 LED는 식물의 광합성에 이용되는 파장인 460nm 청색과 660nm 적색을 조명으로 구현할 수 있어 식물재배가 가능하다.

발광소자 LED를 이용한 조명디밍장치는 기능성 물질의 함량을 증가시킬 수 있는 UV파장대와 해충 회피파장인 600nm 등을 선택적으로 이용할 수 있어, 식물 재배에 발광소자를 이용한 조명의 이용은 에너지 절감과 생육촉진, 기능성 향상, 해충 회피 등의 다목적용 식물재배 전용 조명등으로 사용 가능한 것이다.

따라서 이러한 조명 장치를 이용하여 시설 또는 실내에서 재배되는 식물의 성장을 효율적으로 제어할 수 있는 조명디밍장치 및 이런 장치를 제어할 융합기술이 필요할 것으로 예상된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 조명디밍제어기술을 이용하여 식물의 광합성 효율을 높여 식물성장을 촉진하고, 식물의 기능성 성분을 향상시킬 수 있는 수경자동재배장치를 제공하는 것이다.

종전의 조립식 화분 또는 다단식 수경자동재배장치 또는 회전형 선반식 수경자동재배장치 등에서는 식물의 종류와 식물의 성장에 관계없이 위에서 아래로 액비를 분무함으로써 액비가 골고루 침투할 수가 없었다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 식물의 종류와 식물의 성장함에 따라서 제어장치에서 지령한 Data값에 의해 레일을 따라서 상하 좌우로 이동하면서 액비를 분사하는 특징이 있다.

또한, 조명디밍부는 적어도 하나 이상이 형성되며, LED등, 형광등 또는 기타등으로 형성되는 것을 포함할 수 있다.

또한, 물분사부는 회전하는 속도를 다르게 하면서 물을 분사할 수 있도록 회전부를 더 포함할 수 있다.

또한, 식물재배부와 물저장부 사이에는 식물재배부를 통과한 물을 필터링할 수 있는 필터링부를 더 포함할 수 있다.

또한, 식물재배부의 상단과 조명디밍부 각각에 배치되어 식물재배부의 온도와 조명디밍부의 온도를 실시간으로 체크하면서 디스플레이하는 온도체크부를 포함할 수 있다.

또한, 구동제어부는 식물에 제공되는 빛의 양과 빛의 세기를 제어할 수 있는 조명제어부와 식물에 제공되는 물의 양을 제어할 수 있는 물제어부를 포함할 수 있다.

또한, 구동제어부는 재배되는 식물에 대한 정보를 실시간으로 저장할 수 있는 식물저장부와 식물에 대한 상태를 체크하여 디스플레이할 수 있는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치는 식물의 광합성 효율을 높여 식물생장을 촉진하고 식물의 기능성 성분을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광센서와 연동하여 마이컴 프로그램제어에 의한 조명디밍제어장치에 으하여 계절에 관계없이 사시사철 언제나 꽃을 피울 수도 있고, 광합성 효율을 높여 식물의 성장 촉진과 기능성 성분을 향상시킬 수 있도록 사용자의 조작이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 수경 자동 재배 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 수경 자동 재배 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 수경 자동 재배 장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 수경 자동 재배 장치의 절단한 배면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 동작부와 물분사부를 절단하여 나타낸 부분절단도이다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 5를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치(100)는 본체부(110), 식물재배부(130), 조명디밍부(150), 물저장부(170), 물분사부(190), 동작부(210) 및 구동제어부(230)를 포함하여 구성된다.

본체부(110)는 소정의 높이와 너비를 가지면서 일정한 공간을 형성한다. 이러한 본체부(110)는 실질적으로 직육면체 형상으로 형성되며, 후술할 식물재배부(130), 조명디밍부(150), 물저장부(170), 물분사부(190), 동작부(210) 및 구동제어부(230)가 안정적으로 배치될 수 있도록 넓은 바닥면 또는 복수 개의 기둥 등으로 구성될 수 있다.

여기서 본체부(110)는 실질적으로 직육면체 형상으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 식물재배부(130), 조명디밍부(150), 물저장부(170), 물분사부(190), 동작부(210) 및 구동제어부(230)를 형성할 수 있는 일정한 공간이 있다면 어떠한 형상으로도 변형이 가능할 수 있다.

식물재배부(130)는 본체부(110)의 내부에 배치되어 식물(131)이 재배될 수 있는 재배공간이 형성되고, 재배공간에는 토양(133)이 형성된다. 이러한 식물재배부(130)는 식물(131)을 재배할 수 있는 재배공간이 소정의 두께와 너비로 넓게 형성될 수 있다. 이때, 토양(133)은 재배할 수 있는 식물(131)에 따라 달라질 수 있다.

조명디밍부(150)는 식물재배부(130)와 일정한 간격을 유지하면서 본체부(110)의 내부상단에 배치되어 식물(131)이 자랄 수 있도록 소정의 빛을 제공한다. 이러한 조명디밍부(150)는 형광등 또는 LED로 형성될 수 있으며, 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다.

이러한 LED는 적외선 및 자외선 파장대역을 갖는 적어도 하나 이상의 비 가시광 발광소자와, 적색, 청색, 녹색, 황색의 가시광 파장대역에서 적어도 하나 이상의 발광소자가 조합되어 발광할 수 있다.

여기서, 조명디밍부(150)는 일정한 간격과 폭을 유지하면서 배열되어 배치될 수 있다.

또한, 조명디밍부(150)는 후술할 조명제어부(231)를 통해 빛의 세기와 빛의 양을 다르게 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

물저장부(170)는 본체부(110)의 내부에 배치되면서 식물재배부(130)의 하단에 배치되어 식물(131)에 제공되는 물을 저장할 수 있는 저장공간이 형성된다. 이러한 물저장부(170)는 외부로부터 일정한 물의 양을 주기적으로 공급받아 저장하며, 저장된 물을 재배되는 식물(131)에 따라 다르게 제공할 수 있다. 도시되지 않았지만 물저장부(170)에 저장된 물은 펌프(미도시)에 의해 물분사부(190)에 제공될 수 있다.

물분사부(190)는 식물재배부(130)와 조명디밍부(150) 사이에 배치되어 물저장부(170)에 저장된 물을 제공받아 식물재배부(130)에서 재배되는 식물(131)에 분사할 수 있다. 이러한 물분사부(190)는 물저장부(170)와 물파이프(171)로 연결되어 저장된 물을 제공받을 수 있다.

이때, 물분사부(190)는 물파이프(171)를 통해 제공되는 물을 식물재배부(130)에 넓게 흩트려서 분사할 수 있도록 헤드부분이 둥글고 넙적한 노즐(191)로 형성될 수 있다. 즉, 물분사부(190)의 노즐(191)은 샤워기의 헤드와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.

여기서 물분사부(190)의 노즐은 샤워기의 헤드와 같이 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 식물재배부(130)에 재배되는 식물(131)에 골고루 물을 분사할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 변형될 수 있다.

또한, 물분사부(190)는 일정한 속도로 회전하면서 물을 분사할 수 있도록 회전부(193)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 물분사부(190)에 회전부(193)를 포함함으로써, 회전하는 속도에 따라 물이 분사되는 영역을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 회전부(193)의 회전하는 속도가 빨라질수록 물을 분사시킬 수 있는 영역이 넓어지고, 회전하는 속도가 느려질수록 물을 분사시킬 수 있는 영역이 상대적으로 좁아질 수 있다.

동작부(210)는 물분사부(190)에 체결되어 식물재배부(130)와 조명디밍부(150) 사이에서 가로길이방향과 세로길이 방향으로 동작하면서 물분사부(190)를 이동시킨다. 이러한 동작부(210)는 본체부(110)의 내부를 가로길이방향으로 형성되어 동작지지부(219), 본체부(110)의 외부 상단 중 양옆단에 고정되는 복수 개의 고정부(213)와 고정부(213)의 하단에 배치되어 타이밍 벨트(217)를 움직일 수 있는 회전단자(215)가 배치될 수 있다.

즉, 동작부(210)는 타이밍 벨트(217)가 용이하게 동작될 수 있도록 고정부(213)의 하단에 배치되는 회전단자(215)가 회전동작할 수 있다. 이에 따라, 구동제어부(230)에서 제공하는 회전에너지가 직선에너지로 용이하게 변환될 수 있다. 따라서, 동작부(210)는 본체부(110)의 최대 가로길이만큼 물분사부(190)를 가로길이 방향으로 이동시킬 수 있고, 본체부(110)의 최대 세로길이만큼 물분사부(190)를 세로길이 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 동작부(210)는 동작지지부(219)의 하단에 배치되어 일정한 길이를 가지는 암부(211)를 포함할 수 있다. 암부(211)는 일단이 동작지지부(219)와 연결되고, 타단이 물분사부(190)와 연결될 수 있다. 이때 암부(211)의 일단을 중심으로 회전동작함으로써, 타단에 체결된 물분사부(190)가 원 형상으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 동작부(210)가 움직임을 적게 하더라도 식물재배부(130)의 모든 곳에 물을 골고루 분사할 수 있다.

구동제어부(230)는 동작부(210)를 구동시키면서 조명디밍부(150)와 물분사부(190)를 제어한다. 이러한 구동제어부(230)는 동작부(210)를 구동하기 위해 모터(237)가 배치될 수 있다. 이러한 구동제어부(230)는 본체부(110)의 외부 상단 중 옆단에 고정되어 형성될 수 있다. 이때 모터(237)는 타이밍 벨트(217)와 연결되고 회전하면서 타이밍 벨트(217)를 동작시킬 수 있다.

즉, 모터(237)가 회전하면 타이밍 벨트(217)가 움직이되, 회전단자(215)에 의해 더욱 용이하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 모터(237)는 물분사부(190)가 가로길이방향으로 이동하도록 회전에너지를 출력하거나 물분사부(190)가 세로길이방향으로 이동하도록 회전에너지를 출력할 수 있다.

이에 따라, 동작부(210)는 제공받은 회전에너지를 직선에너지로 변환하여 물분사부(190)를 용이하게 이동시킬 수 있다.

또한, 구동제어부(230)는 조명제어부(231)와 물제어부(233)를 포함한다.

조명제어부(231)는 식물(131)에 제공되는 빛의 양과 빛의 세기를 제어할 수 있다. 즉, 조명제어부(231)는 식물재배부(130)에 재배되는 식물(131)의 종류에 따라 빛의 양과 빛의 세기를 제어하여 식물(131)의 성장속도에 관여할 수 있다.

즉, 조명제어부(231)는 빛을 많이 받을수록 성장속도가 빠른 식물(131)이 재배될 때에는 빛의 양과 빛의 세기를 강하게 하고, 빛을 적게 받을수록 성장속도가 빠른 식물(131)이 재배될 때에는 빛의 양과 빛의 세기를 약하게 할 수 있다.

물제어부(233)는 식물(131)에 제공되는 물의 양을 제어할 수 있다. 즉, 물제어부(233)는 식물재배부(130)에 재배되는 식물(131)의 종류에 따라 물의 양과 물을 주는 주기를 제어하여 식물(131)의 성장속도에 관여할 수 있다.

즉, 물제어부(233)는 물을 많이 줄수록 성장속도가 빠른 식물(131)이 재배될 때에는 물의 양을 늘리거나 물을 분사하는 주기를 빠르게 하고, 물을 적게 줄수록 성장속도가 빠른 식물(131)이 재배될 때에는 물을 분사하는 주기를 느리게 할 수 있다.

또한, 구동제어부(230)는 재배되는 식물(131)에 대한 정보를 실시간으로 저장할 수 있는 식물(131)저佯◎170)를 포함할 수 있다. 이러한 식물(131)저佯◎170)는 식물(131)이 자라는 성장속도, 열매를 맺는 시기, 물의 양, 물을 분사하는 주기, 빛의 양, 빛의 세기 등을 실시간으로 제공받아 저장할 수 있다.

또한, 구동제어부(230)는 식물(131)에 대한 상태를 체크하여 디스플레이할 수 있는 디스플레이부(235)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(235)는 식물(131)이 자라는 성장속도, 열매를 맺는 시기, 물의 양, 물을 분사하는 주기, 빛의 양, 빛의 세기 등을 실시간으로 체크하여 디스플레이할 수 있다.

또한, 디스플레이부(235)는 주변환경 또는 주변 날씨 기온 등에 따라 물의 양, 물을 분사하는 주기, 빛의 양, 빛의 세기를 제어할 있는 터치스크린으로 형성될 수도 있다.

또한, 지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 수경 자동 재배 장치(100)는 필터링부(250)와 온도체크부(270)를 포함할 수 있다.

필터링부(250)는 식물재배부(130)와 물저장부(170) 사이에는 식물재배부(130)를 통과한 물을 필터링할 수 있다. 이러한 필터링부(250)가 배치됨으로써, 물을 효율적으로 재활용할 수 있다. 즉, 식물재배부(130)에 분사된 물이 식물(131)에 모두 흡수되지 못하거나 토양(133)에 머물 수 있는 물이 초과한 경우 남은 물이 필터링부(250)에 의해 필터링된 후 물저장부(170)에 다시 저장될 수 있다.

온도체크부(270)는 식물재배부(130)의 상단과 조명디밍부(150) 각각에 배치되어 식물재배부(130)의 온도와 조명디밍부(150)의 온도를 실시간으로 체크하면서 디스플레이할 수 있다. 이러한 온도체크부(270)는 적어도 하나 이상이 본체부(110)의 내부에 배치될 수 있으며, 실시간 체크된 온도는 구동제어부(230)에 제공될 수도 있다.

또한, 지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치(100)는 도시되지 않았지만 통신기능을 더 포함할 수 있다. 이와 같이 통신기능이 포함될 경우 사용자의 모바일 장치에 식물(131)에 대한 상태를 실시간으로 제공할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 모바일 장치를 통해 구동제어부(230)를 원격으로 제어할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 본체부 130: 식물재배부
131: 식물 133: 토양
150: 조명디밍부 170: 물저장부
171: 물파이프 190: 물분사부
191: 노즐 193: 회전부
210: 동작부 211: 암부
213: 고정부 215: 회전단자
217: 타이밍 벨트 219: 동작지지부
230: 구동제어부 231: 조명제어부
233: 물제어부 235: 디스플레이부
237: 모터 250: 필터링부
270: 온도체크부

Claims

소정의 높이와 너비를 가지면서 일정한 공간을 형성하는 본체부;
상기 본체부의 내부에 배치되어 식물이 재배될 수 있는 재배공간이 형성되고, 상기 재배공간에는 토양이 형성되는 식물재배부;
상기 식물재배부와 일정한 간격을 유지하면서 상기 본체부의 내부상단에 배치되어 상기 식물이 자랄 수 있도록 소정의 빛을 제공하는 조명디밍부;
상기 본체부의 내부에 배치되면서 상기 식물재배부의 하단에 배치되어 상기 식물에 제공되는 물을 저장할 수 있는 저장공간이 형성되는 물저장부;
상기 식물재배부와 상기 조명디밍부 사이에 배치되어 상기 물저장부에 저장된 상기 물을 제공받아 상기 식물재배부에서 재배되는 상기 식물에 분사할 수 있는 물분사부;
상기 물분사부에 체결되어 상기 식물재배부와 상기 조명디밍부 사이에서 가로길이방향과 세로길이 방향으로 동작하면서 상기 물분사부를 이동시키는 동작부; 및
상기 동작부를 구동시키면서 상기 조명디밍부와 상기 물분사부를 제어하는 구동제어부;
를 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조명디밍부는 적어도 하나 이상이 형성되며, 형광등 또는 LED로 형성되는 것을 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 1에 있어서,
상기 물분사부는 회전하는 속도를 다르게 하면서 상기 물을 분사할 수 있도록 회전부를 더 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 1에 있어서,
상기 식물재배부와 상기 물저장부 사이에는 상기 식물재배부를 통과한 물을 필터링할 수 있는 필터링부를 더 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 1에 있어서,
상기 식물재배부의 상단과 상기 조명디밍부 각각에 배치되어 상기 식물재배부의 온도와 상기 조명디밍부의 온도를 실시간으로 체크하면서 디스플레이하는 온도체크부를 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동제어부는 상기 식물에 제공되는 상기 빛의 양과 상기 빛의 세기를 제어할 수 있는 조명제어부와 상기 식물에 제공되는 상기 물의 양을 제어할 수 있는 물제어부를 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.
청구항 6에 있어서,
상기 구동제어부는 재배되는 상기 식물에 대한 정보를 실시간으로 저장할 수 있는 식물저장부와 상기 식물에 대한 상태를 체크하여 디스플레이할 수 있는 디스플레이부를 더 포함하는 디밍제어를 이용한 수경자동재배장치.