KR20200066001A - 수경 재배기 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수경 재배기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되며, 수경재배기(100)의 내부에 배양액이 계속 순환되도록 한 적어도 하나 이상의 수경 재배 베드(160); 수경 재배 베드(160)의 상단에 각각 조립 설치되며, 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀(151)이 형성된 적어도 하나 이상의 수경재배용 패널(150); 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되는 LED조명(140); 보디(110)의 저면에 구비되며 냉각장치가 구비된 온도조절부(120)와, 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부(130); 및 제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결되며, 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 수경 재배기 콘트롤부(100a);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이고, 이로 인해 수경 재배기의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 이를 위해 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되며, 수경재배기(100)의 내부에 배양액이 계속 순환되도록 한 적어도 하나 이상의 수경 재배 베드(160); 수경 재배 베드(160)의 상단에 각각 조립 설치되며, 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀(151)이 형성된 적어도 하나 이상의 수경재배용 패널(150); 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되는 LED조명(140); 보디(110)의 저면에 구비되며 냉각장치가 구비된 온도조절부(120)와, 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부(130); 및 제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결되며, 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 수경 재배기 콘트롤부(100a);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이고, 이로 인해 수경 재배기의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명의 실시예는 수경 재배기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이고, 이로 인해 수경 재배기의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 수경재배(water culture, 水耕栽培)는 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액 속에서 식물을 키우는 방법을 일컫는 말로, 물재배 또는 물가꾸기라고 한다.
상기 수경재배의 장점은 다음과 같다.
첫째, 뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰할 수 있다.
둘째, 오염되지않은 깨끗한 채소나 작물을 생산해낼 수 있다.
셋째, 집안에서 손쉽게 재배가 가능하여, 집안을 꾸미는 역할을 한다.
수경재배가 가능한 식물은 다음과 같다.
수경재배를 할 수 있는 식물은 대부분 수염뿌리로되어 있는 외떡잎식물들이다. 또한 튤립이나 히야신스, 수선화와 같은 구근류나 파인애플과 같은 과수류, 토란, 고구마, 양파, 콩나물과 같은 채소류, 베고니아, 바이올렛, 제라늄, 메리골드와 같은 화초류, 페레로미아, 아이비, 행운목과 같은관엽류는 모두 수경재배가 가능하다.
한편, 상기한 수경 재배기는 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.
즉, 종래의 수경 재배기는 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 실시간 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 기술이 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
또한 종래 수경 재배기는 센서를 통하여 온도 습도를 유지하고, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경(예: 양액, 물, 온·습도, 광 등)에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하는 기술이 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
또 한편, 상기한 수경재배에 사용되는 베드는 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.
즉, 양액이 필름처럼 얇은 막을 형성하도록 하는 박막수경이 가능하지 못해 뿌리에 산소를 충분히 공급할 수 없다는 문제점이 발생 되었다.
또한 박막수경을 할 수 없기 때문에 물 소비량이 많이 소요되는 문제점도 발생 되었다.
그리고 식물의 뿌리가 항상 물속에 잠긴 상태로 공기중에 노출되지 않기 때문에 산소 공급량이 줄어드는 문제점이 발생 되었다.
또한 수경 재배 베드에 기류홀이 형성되지 않기 때문에 위아래로 공기의 흐름을 원활하게 할 수 없다는 문제점도 발생 되었다.
특히 공기의 흐름이 원활하지 않기 때문에 자연대류현상이 불가능하고 이로 인해 식물 잎의 증산작용이 불가능해 잎에서 광합성을 할 수 없다는 문제점도 발생 되었다.
아울러 자연대류현상이 없기 때문에 상하온도편차가 심하다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
더하여 종래 기술의 베드는 구조가 복잡하고 유지보수가 어렵다는 문제점이 발생 되었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 있으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 수경 재배기에 수경 재배기 콘트롤부와 온도조절부 그리고 양액콘트롤부와 LED조명부 그리고 수경 재배용 패널과 수경 재배 베드가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 언제 어디서든 손쉽게 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이며, 제3목적은 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 것이고, 제4목적은 재배환경을 클라우드 서버에 데이터로 보관하여 활용할 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 야채의 신선한 맛과 향을 고객에게 제공함에 있어 농사 경험이 없는 사람도 누구나 쉽게 재배할 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 가정집은 물론 카페나 식당 등에서 활용할 수 있음은 물론이고 연구용 및 교육용으로도 사용할 수 있도록 한 것이며, 제7목적은 pH, EC 센서가 영양분 상태를 실시간 체크하여 보충하여 주고 영양분이 혼합된 물은 상층부에서 하층부로 순환되도록 한 것이고, 제8목적은 센서를 통하여 온도 습도가 유지되며, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경(예: 양액, 물, 온·습도, 광 등)에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하도록 한 것이며, 제9목적에 적용된 LED는 수명 50,000 시간의 저발열 고효율 식물 재배용 LED로 White, Red 660nm, Blue 450nm의 파장을 적용하여 'PPFD 200μmol m-2 s-1'의 높은 성능의 식물 재배전용 LED를 제공하여 태양광 없이도 채소가 잘 자랄 수 있는 최적의 광 환경을 제공하는 것이며, 제10목적은 이로 인해 수경 재배기의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 수경 재배기 및 그 제어방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 작물 재배 환경에 필요한 솔루션을 제공하는 수경 재배기에 관한 것으로, 수경 재배기의 몸체를 이루는 보디; 보디의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되며, 수경재배기의 내부에 배양액이 계속 순환되도록 한 적어도 하나 이상의 수경 재배 베드; 수경 재배 베드의 상단에 각각 조립 설치되며, 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀이 형성된 적어도 하나 이상의 수경재배용 패널; 보디의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되는 LED조명; 보디의 저면에 구비되며 냉각장치가 구비된 온도조절부와, 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부; 및 제어부에 온도조절부와 양액콘트롤부가 연결되며, 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 수경 재배기 콘트롤부;가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기를 제공한다.
또한 본 발명은 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하고, 센서를 통하여 온도 습도를 유지하고, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하는 수경 재배기를 제어하는 방법에 관한 것으로, 터치디스플레이부를 터치하여 수경 재배기를 초기화 동작시키는 단계; 제어부의 LED조명부를 통해 LED조명 시간을 설정하는 단계; 제어부를 통해 수경 재배기의 온도조절부와 양액콘트롤부는 물론 온도, 습도, EC(전기전도도), ph(산도), CO2 값을 설정하는 단계; 및 제어부를 통해 수경 재배기를 수동모드 또는 원격제어모드로 선택하여 동작되도록 제어하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기의 제어방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 수경 재배기에 수경 재배기 콘트롤부와 온도조절부 그리고 양액콘트롤부와 LED조명부 그리고 수경 재배용 패널과 수경 재배 베드가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 언제 어디서든 손쉽게 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 것이다.
그리고 본 발명은 재배환경을 클라우드 서버에 데이터로 보관하여 활용할 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 야채의 신선한 맛과 향을 고객에게 제공함에 있어 농사 경험이 없는 사람도 누구나 쉽게 재배할 수 있도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 가정집은 물론 카페나 식당 등에서 활용할 수 있음은 물론이고 연구용 및 교육용으로도 사용할 수 있도록 한 것이다.
특히 본 발명은 pH, EC 센서가 영양분 상태를 실시간 체크하여 보충하여 주고 영양분이 혼합된 물은 상층부에서 하층부로 순환되도록 한 것이다.
아울러 본 발명은 센서를 통하여 온도 습도가 유지되며, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경(예: 양액, 물, 온·습도, 광 등)에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하도록 한 것이다.
더하여 본 발명에 적용된 LED는 수명 50,000 시간의 저발열 고효율 식물 재배용 LED로 White, Red 660nm, Blue 450nm의 파장을 적용하여 'PPFD 200μmol m-2 s-1'의 높은 성능의 식물 재배전용 LED를 제공하여 태양광 없이도 채소가 잘 자랄 수 있는 최적의 광 환경을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 수경 재배기의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 적용된 수경 재배기의 분해 사시도.
도 2 는 본 발명에 적용된 수경 재배기의 결합 사시도.
도 3 은 본 발명에 적용된 수경 재배기의 정단면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 수경 재배기의 측단면도.
도 5 는 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 상면을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 평면도.
도 7 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 사용상태 요부 측단면도.
도 8 은 본 발명에 적용된 수경 재배기의 블럭 구성도.
도 9 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 수경 재배기의 조작 가이드 설명도.
도 2 는 본 발명에 적용된 수경 재배기의 결합 사시도.
도 3 은 본 발명에 적용된 수경 재배기의 정단면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 수경 재배기의 측단면도.
도 5 는 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 상면을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 평면도.
도 7 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드의 사용상태 요부 측단면도.
도 8 은 본 발명에 적용된 수경 재배기의 블럭 구성도.
도 9 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 수경 재배기의 조작 가이드 설명도.
본 발명에 적용된 수경 재배기 및 그 제어방법은 도 1 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 작물 재배 환경에 필요한 솔루션을 제공하는 수경 재배기(100)를 제공하는 것으로, 이때 본 발명은 상기 수경 재배기(100)의 몸체를 이루는 보디(110)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되며, 수경재배기(100)의 내부에 배양액이 계속 순환되도록 한 적어도 하나 이상의 수경 재배 베드(160)가 구비된다.
그리고 본 발명은 수경 재배 베드(160)의 상단에 각각 조립 설치되며, 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀(151)이 형성된 적어도 하나 이상의 수경재배용 패널(150)이 구비된다.
또한 본 발명은 상기 보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되는 LED조명(140)이 구비된다.
아울러 본 발명은 상기 보디(110)의 저면에 구비되며 냉각장치가 구비된 온도조절부(120)와, 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부(130)가 구비된다.
더하여 본 발명은 상기 제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결되며, 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 수경 재배기 콘트롤부(100a)가 포함된 수경 재배기를 제공한다.
특히 본 발명에 적용된 상기 수경 재배 베드(160)는 다음과 같이 구성된다.
즉, 본 발명은 도 5, 6 에 도시된 바와 같이 배양액이 유입 및 순환 그리고 배출되도록 한 몸체(161)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 몸체(161)에 형성되며, 유입된 배양액을 순환 및 배출시키는 복수개의 수로바닥부(166)가 구비된다.
또한 본 발명은 복수개의 수경 재배 베드(160) 중에서 최상단에 위치한 수경 재배 베드(160)의 일측에 형성되어 배양액이 유입되는 유입공(162)이 구비된다.
아울러 본 발명은 각각의 모든 수경 재배 베드(160)에 형성되어 일측 수로의 배양액이 타측 수로로 넘어가지 않도록 한 범람방지둑(163)이 구비된다.
더하여 본 발명은 각각의 모든 수경 재배 베드(160)의 일측 저면에 형성되어 배양액을 배출시키는 배수구(68)가 구비된다.
그리고 본 발명에 적용된 상기 수경 재배 베드(160)의 일측 바닥면에는 복수개의 수로바닥부(166)로 각각 배양액이 흐르도록 한 분할유로격벽(164)이 포함됨이 바람직하다.
또한 상기 복수개의 층으로 이루어진 각각의 수경 재배 베드(160)에는 상부의 배양액을 하부로 배출시키는 배관이 각각 연결되되, 상기 배관은 배수구(168)에 연결되고, 수로바닥부(166)의 일측으로 배양액을 공급시키는 제1배관(175)과, 수로바닥부(166)의 타측으로 배양액을 공급시키는 제2배관(176)이 포함됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 수경 재배기 콘트롤부(100a)는 제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결됨은 물론 통신부(121)와 냉각장치(122) 그리고 터치디스플레이부(124)와 자외선살균기(125) 그리고 산소공급시스템(126)과 메모리부(127)가 연결되고, 아울러 LED조명부(131)과 온도센서(132) 그리고 습도센서(133)와 EC/ph센서(134) 그리고 수위센서(135)와 조도센서(136) 및 CO2센서(137)가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기를 제공한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 수경 재배기 및 그 제어방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 본 발명에 적용된 수경 재배기(100)의 분해 사시도로, LED조명(140)과 수경 재배용 패널(150)이 보디(110)에서 각각 분해된 상태를 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명에 적용된 수경 재배기(100)의 결합 사시도로, 하단에 냉각장치가 구비된 온도조절부(120)와 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부(130)가 구비된다.
도 3 은 본 발명에 적용된 수경 재배기(100)의 정단면도를 도시한 것이고, 도 4 는 본 발명에 적용된 수경 재배기(100)의 측단면도를 도시한 것이다.
그리고 도 5 는 본 발명에 적용된 수경 재배 베드(160)의 상면을 보인 사시도이고, 도 6 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드(160)의 평면도를 나타낸 것이며, 또한 도 7 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드(160)의 사용상태 요부 측단면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 배양액은 상기 도 6 과 같은 화살표 방향으로 배양액이 흐르도록 한 것이다.
즉, 도 5, 6, 7 에 도시된 바와 같이 최상층 수경 재배 베드(160)의 유입공(162)으로 유입된 배양액은 범람방지둑(163)에 의해 막혀 전진하지 못하고 되돌아오면서 분할유로격벽(164)에 의해 제1,제2수로바닥부로 각각 분할 공급된다.
이후 상기와 같이 제1,2수로바닥부(166)로 각각 유입된 배양액은 흘러서 합쳐지면서 제3수로바닥부(166)로 공급된 후 배수구(168)와 제1배관(175)을 통해 하단으로 배출된다.
이어서 상기 제1배관(175)으로 배출된 배양액은 중간층 수경 재배 베드의 제3수로바닥부로 유입(이때 배양액은 범람방지둑에 의해 제1,2수로바닥부로 유입되지 않게 된다)된 후 흘러서 합쳐진 후 제1,2수로바닥부로 흐르고, 이후 배양액은 제2배관(176)을 통해 하단 수경 재배 베드로 유입되고, 이렇게 유입된 배양액은 전술한 최상층 수경 재배 베드와 같이 제1,2수로바닥부로 흐르는 배양액이 최종 제3수로바닥부를 통해 배양탱크(도면상 미 도시함)로 유입된 후 1사이클이 끝나게 되고, 다시 구동펌프의 구동에 의해 상기한 작용이 반복적으로 이루어지게 된다.
한편, 도 7 은 본 발명에 적용된 수경 재배 베드(160)의 사용상태 요부 측단면도로, 모종이 심어진 스펀지(180)가 돌출부(167)에 올려진 상태를 도시한 것이다.
이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 배양액이 수로바닥부(166)를 흐르게 되는데, 돌출부(167)를 중심으로 양단으로 배양액이 흐르고, 상기 돌출부(167)에는 모종이 심어진 스펀지(180)가 올려져 박막수경이 가능하도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 수경 재배 배드(160) 내에 배양액을 조금씩 흘려보내 뿌리에 산소가 충분히 공급될 수 있도록 뿌리 사이를 흐르는 양액이 필름처럼 얇은 막을 형성하도록 하는 박막수경이 가능하도록 한 것이고, 본 발명은 박막수경이 가능하여 물 소비량을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이다.
상기 박막식 수경재배(Nutrient Film Technique)는 돌출부(167)에 의해 식물의 뿌리를 공기중에 노출시켜 산소 공급량을 늘려줄 수 있도록 한 것이다. 즉, 수로바닥부(166)의 배양액 수위가 돌출부(167)의 상면과 같은 선상에 위치시켜 뿌리를 공기중에 노출시킴과 아울러 양액의 사용이 훨씬 절약적이다. 또한 배양액이 계속 순환하므로 수분부족과 산소부족을 쉽게 해결할 수 있다는 점 또한 큰 장점이다. 그리고 설치비용이 적고 설비과 관리 작업이 간단하다는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상기 수경 재배 베드(160)의 상단에는 적어도 하나 이상의 수경 재배용 패널(150)이 조립 설치되는 것으로, 상기 수경재배용 패널(150)은 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀(151)이 형성된다.
특히 상기한 수경재배용 패널(150)에는 베드기류홀(165)과 상호 일치되어 위아래로 공기의 흐름을 원활하게 하고 자연대류현상이 가능하도록 한 복수개의 패널기류홀(152)이 형성되어 식물의 증산작용(transpiration, 蒸散作用)을 돕게 된다.
즉, 본 발명은 수경 재배 베드(160)에 형성된 기류홀(165)(152)에 의해 위아래로 공기의 흐름을 원활하게 한 것이고, 상기와 같은 원활한 공기 흐름에 의해 자연대류현상이 가능하여 식물 잎의 증산작용이 가능하여 잎에서는 광합성이 일어나도록 한 것이고, 이는 자연대류현상에 의해 상하온도편차가 자연적으로 줄어들도록 한 효과를 제공하게 된다.
한편, 도 8 은 본 발명에 적용된 수경 재배기(100)의 블럭 구성도를 나타낸 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하고, 센서를 통하여 온도 습도를 유지하고, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하는 수경 재배기(100)를 제어하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 먼저 터치디스플레이부(124)를 터치하여 수경 재배기(100)를 초기화 동작시키는 단계를 거친다.
이어서 본 발명은 제어부(101)의 LED조명부(131)를 통해 LED조명 시간을 설정하는 단계를 거친다.
이후 본 발명은 제어부(101)를 통해 수경 재배기(100)의 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)는 물론 온도, 습도, EC(전기전도도), ph(산도), CO2 값을 설정하는 단계를 거친다.
마지막으로 본 발명은 제어부(101)를 통해 수경 재배기를 수동모드 또는 원격제어모드로 선택하여 동작되도록 제어하는 단계를 거쳐 수경 재배기를 제어하게 된다.
특히 본 발명 상기 수경 재배기(100)를 제어하는 방법에는 수경 재배기(100)의 내부 온도가 설정치 값 이상 올라가면 제어부(101)와 연결된 냉각장치(122)의 쿨링팬(123)이 동작하여 LED조명부(131)를 오프시켜 열 발생을 멈추도록 하는 단계를 거치게 됨은 물론이다.
그리고 상기 제어부(101)에는 작물 재배시 자외선 살균기(125)가 미생물의 번식을 막아주도록 함은 물론이다.
아울러 본 발명 상기 양액콘트롤부(130)는 수위센서(135)가 양액의 수위를 측정하는 과정에서 일정 수위 이상일 경우 외부 직수를 잠그고, 양액 수위가 일정 수위 이하일 경우에는 양액콘트롤펌프의 구동을 멈춰 펌프가 공회전 하는 것을 방지하여 고장의 원인을 차단함은 물론이다.
더하여 본 발명 상기 제어부(101)에는 물속의 용존 산소량을 높여주기 위해 산소공급시스템(126)이 구비되는 것으로, 이 산소공급시스템(126)은 산소발생기와 산소용해기가 구비되어 발생된 산소를 물속에 나노 단위를 공급함은 물론이다.
그리고 본 발명 상기 제어부(101)는 통신부(121)에 클라우드서버 또는 단독서버를 구축하여 외부에서 데이터를 실시간 전송하고 분석함은 물론 수경 재배기를 콘트롤하고, 서버 및 메모리부(127)에 데이터를 자동 백업 보관하여 활용하며, 핸드폰으로 시간과 장소에 구애받지 않고 수경 재배기를 콘트롤 제어하게 된다.
한편, 본 발명 수경 재배기(100)의 현재상태 표시는 아래와 같이 터치디스플레이부(124)에 표시된다. 즉,
1. 년, 월, 일, 시간 표시
2. EC 현재 값 / 설정 값 표시 ( 00 / 00)
3. PH 현재 값 / 설정 값 표시 ( 00 / 00)
4. 장비내의 온도/습도 현재 값 표시 / 온도 설정 값 표시 ( 00 / 00)
5. LED 조명시간(0시부터 24시 중에 몇 시에 LED를 ON 해서 그 시간부터 몇 시간동안 ON 시킬 것인가)설정 값 표시
6. 공급펌프 현재상태 (ON OFF) 표시
7. 양액 원액(AB, 산) 잔량표시(원액량이 센서의 센싱 위치 이상일 때와 이하 일때 를 구분하여 표시)-센서 2개
8. 양액 공급탱크 수위를 표시(공급탱크 내에 설치된 상, 중, 하, 수위 센서의 접점상태 표시)
9. CO2 현재 값 표시 / 설정 값 표시
10. 원수공급용 SOLENOID 밸브 (ON OFF) 표시
11. 문열림 (ON OFF) 표시
또한 본 발명 수경 재배기(100)의 운영을 위한 요소별 입력방법은 아래와 같다. 즉,
1. 년, 월, 일, 시간 입력
2. EC 값 설정 : 0-5 까지 0.1단위 입력
3. PH 값 설정 : 0-10 까지 0.1단위 입력
4. 장비내의 온도값 설정 : 15℃-25℃ 까지 1℃단위 입력
5. LED 조명시간 설정 : 0시부터 24시 중에 몇 시에 LED를 ON 해서 그 시간부터 몇 시간 동안 ON 유지하고 OFF 시킬 것인가를 30분 단위로 입력
6. 공급펌프 설정 : ON OFF
7. CO2 현재 값 설정 : 300-1,100 10단위 입력
9. 원수공급용 SOLENOID 밸브 동작 설정 : 중간수위 센서 접점 신호시 ON 상수위 센서 접점 신호시 OFF
그리고 본 발명 수경 재배기(100) 내 이상 현상 발생시 자동 조치 및 경고음 발생은 아래와 같다. 즉,
1. LED 조명시간 ON 상태일 때 장비내의 온도가 26℃이상으로 상승하면 LED는 OFF상태로 자동전환 하고 경고음 발생 26℃이하가 되면 LED ON 상태로 자동전환
2. EC 값이 2.3이상이면 양액 원액AB 공급용 정량펌프 OFF상태로 자동전환 하고 2.3 이하로 변동되면 ON 상태로 자동전환
3. PH 값이 6.0 이하이면 양액 원액 산 공급용 정량펌프 OFF상태로 자동전환 하고 6.0 이상으로 변동되면 ON 상태로 자동전환
4. 양액 공급탱크의 수위가 수위센서 위치 이하로 떨어지면 경고음 발생
5. 문 열림 시간이 10분 이상 지속시 경고음 발생
한편, 도 9 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 수경 재배기의 조작 가이드 설명도로, 작물 재배 환경에 필요한 최적의 솔루션을 제공하게 된다.
또 한편, 본 발명은 수경 재배기의 관리자 모니터링 및 원격제어가 가능한 것으로, 현재 상태를 실시간으로 원격에서 모니터링할 수 있고, 수경 재배기의 현재 상태가 각 요소별 적정 조건을 충족하지 못하여 재배작물에 위험요소 발생시 고객에게 자동 통지할 수 있고, 원격에서 강제 제어할 수 있음은 물론이다.
그리고 고객의 앱을 통한 원격 제어가 가능한 것으로, 고객은 앱을 통하여 실시간 수경 재배기의 상태를 볼 수 있고 간단한 제어가 가능하다.
또한 본 발명은 앱 화면에 수경 재배기의 온/습도, LED ON/OFF 상태, 콤프레샤 ON/OFF, HP/EC값, 신선외기팬 ON/OFF, 공금펌프 ON/OFF 상태, 년/월/일/AM/PM 시간 등을 표시하게 된다.
본 발명 수경 재배기 및 그 제어방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 수경 재배기
100a: 수경 재배기 콘트롤부
110: 보디
120: 온도조절부
130: 양액콘트롤부
140: LED조명부
150: 수경 재배용 패널
160: 수경 재배 베드
100: 수경 재배기
100a: 수경 재배기 콘트롤부
110: 보디
120: 온도조절부
130: 양액콘트롤부
140: LED조명부
150: 수경 재배용 패널
160: 수경 재배 베드
Claims (7)
- 작물 재배 환경에 필요한 솔루션을 제공하는 수경 재배기(100)에 관한 것으로,
수경 재배기(100)의 몸체를 이루는 보디(110);
보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되며, 수경재배기(100)의 내부에 배양액이 계속 순환되도록 한 적어도 하나 이상의 수경 재배 베드(160);
수경 재배 베드(160)의 상단에 각각 조립 설치되며, 외부 이물질의 투입을 방지함과 아울러 일정 간격으로 복수개의 모종홀(151)이 형성된 적어도 하나 이상의 수경재배용 패널(150);
보디(110)의 내부에 일정 간격으로 복수개의 층으로 구비되는 LED조명(140);
보디(110)의 저면에 구비되며 냉각장치가 구비된 온도조절부(120)와, 양액탱크와 구동펌프가 구비된 양액콘트롤부(130); 및
제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결되며, 클라우드 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하는 수경 재배기 콘트롤부(100a);가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 수경 재배 베드(160)는,
배양액이 유입 및 순환 그리고 배출되도록 한 몸체(161);
몸체(161)에 형성되며, 유입된 배양액을 순환 및 배출시키는 복수개의 수로바닥부(166);
복수개의 수경 재배 베드(160) 중에서 최상단에 위치한 수경 재배 베드(160)의 일측에 형성되어 배양액이 유입되는 유입공(162);
각각의 모든 수경 재배 베드(160)에 형성되어 일측 수로의 배양액이 타측 수로로 넘어가지 않도록 한 범람방지둑(163); 및
각각의 모든 수경 재배 베드(160)의 일측 저면에 형성되어 배양액을 배출시키는 배수구(68);가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 수경 재배기 콘트롤부(100a)는,
제어부(101)에 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)가 연결됨은 물론
통신부(121)와 냉각장치(122) 그리고 터치디스플레이부(124)와 자외선살균기(125) 그리고 산소공급시스템(126)과 메모리부(127)가 연결되고, 아울러
LED조명부(131)과 온도센서(132) 그리고 습도센서(133)와 EC/ph센서(134) 그리고 수위센서(135)와 조도센서(136) 및 CO2센서(137)가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기.
- 서버를 기반으로 웹(Web)/앱(App)에서 원격으로 온도, 습도, 광, 물, 영양분 등의 상태를 모니터링하고 원격 제어하여 최적의 재배환경을 제공하고, 센서를 통하여 온도 습도를 유지하고, 신선한 공기를 제공하여 주고, 재배환경에 문제가 발생하면 웹(Web)/앱(App)에서 고객과 서버 관리자에게 알려주고 조치하는 수경 재배기(100)를 제어하는 방법에 관한 것으로,
터치디스플레이부(124)를 터치하여 수경 재배기(100)를 초기화 동작시키는 단계;
제어부(101)의 LED조명부(131)를 통해 LED조명 시간을 설정하는 단계;
제어부(101)를 통해 수경 재배기(100)의 온도조절부(120)와 양액콘트롤부(130)는 물론 온도, 습도, EC(전기전도도), ph(산도), CO2 값을 설정하는 단계; 및
제어부(101)를 통해 수경 재배기를 수동모드 또는 원격제어모드로 선택하여 동작되도록 제어하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기의 제어방법.
- 청구항 4 에 있어서,
상기 수경 재배기(100)를 제어하는 방법에는,
수경 재배기(100)의 내부 온도가 설정치 값 이상 올라가면 제어부(101)와 연결된 냉각장치(122)의 쿨링팬(123)이 동작하여 LED조명부(131)를 오프시켜 열 발생을 멈추도록 하는 단계;가 더 포함됨을 특징으로 하는 수경 재배기의 제어방법.
- 청구항 4 에 있어서,
상기 양액콘트롤부(130)는,
수위센서(135)가 양액의 수위를 측정하는 과정에서 일정 수위 이상일 경우 외부 직수를 잠그고, 양액 수위가 일정 수위 이하일 경우에는 양액콘트롤펌프의 구동을 멈춰 양액의 수위를 낮추도록 함을 특징으로 하는 수경 재배기의 제어방법.
- 청구항 4 에 있어서,
상기 제어부(101)는,
통신부(121)에 클라우드서버 또는 단독서버를 구축하여 외부에서 데이터를 실시간 전송하고 분석함은 물론 수경 재배기를 콘트롤하고, 서버 및 메모리부(127)에 데이터를 자동 백업 보관하여 활용하며, 핸드폰으로 시간과 장소에 구애받지 않고 수경 재배기를 콘트롤 제어함을 특징으로 하는 수경 재배기의 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180153003A KR102141571B1 (ko) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 수경 재배기 및 그 제어방법 |
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