KR20220169997A - 식물재배장치 - Google Patents

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KR20220169997A
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박재성
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최재형
문석용
이슬기
박철환
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Abstract

본 발명은, 외관을 형성하는 캐비넷, 상기 캐비넷 내에 복수 개가 마련되되, 내부에 재배공간을 형성하는 내상, 상기 재배공간에 마련되어, 식물이 재배되는 트레이, 및 상기 재배공간의 식물을 향하여 광을 조사하는 광원모듈을 포함하고, 상기 광원모듈은, 복수의 램프가 실장된 적어도 하나의 기판과, 상기 재배공간의 식물을 향하여 마련된 카메라모듈과, 상기 기판의 전방에 마련되어 상기 기판이 노출되지 않도록 상기 기판을 덮는 기판커버를 포함하며, 상기 카메라모듈의 렌즈는, 상기 기판커버에 노출되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치를 제공한다.

Description

식물재배장치 {APPARATUS FOR CULTIVATING PLANTS}
본 발명은, 식물재배장치에 관한 것으로, 구체적으로는 식물의 성장을 제어할 수 있는 환경을 조성할 수 있는 식물재배장치에 관한 것이다.
식물재배장치는 내부에 식물을 수용할 수 있는 공간인 재배실을 갖되, 재배실 내 수용된 식물의 성장을 제어할 수 있는 환경을 조성할 수 있는 장치로서, 식물의 성장에 영향을 미칠 수 있는 양분과 빛을 제공하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다.
종래 대한민국특허공개번호 제2020-0100497호 등에서 개시하고 있는 식물재배장치는 재배공간을 가진 캐비넷과, 재배공간에 마련된 다단의 트레이와, 트레이에 재배되는 식물로 빛을 조사하는 광원모듈과, 트레이에 양액을 공급하는 배양액모듈과, 재배실 내 공기조화를 위한 공기조화모듈 등을 포함하여, 재배실 내 식물의 성장을 제어하고 있다.
종래 식물재배장치는 복수의 재배공간을 마련하기 위해, 캐비넷에 의해 형성되는 내부 하나의 수용공간을 격벽으로 구분하여, 복수의 재배공간에 대하여 개별적으로 식물재배환경을 조성하고 있다. 이러한 경우, 어느 한 재배공간에 조성된 식물재배환경은 인접한 다른 재배공간에 영향을 미치기 쉽고, 각 재배공간마다 독립적인 식물재배환경을 구현하기 어려운 문제가 있다.
일 예로, 어느 한 재배공간의 상부에 마련된 광원모듈은 장시간 동작시 발생하는 발열은 직상부에 위치한 다른 재배공간을 가열하고, 그 트레이에 저류하고 있는 물의 온도를 상승시켜, 식물의 생장에 영향을 미치는 문제가 있다.
또한, 각 재배공간별로 독립적인 식물재배환경을 구현하기 위해, 각 재배공간 내부에 대한 영상을 획득할 수 있는 카메라모듈이 구비될 수 있다.
이때, 카메라모듈이 광원모듈과 하나의 모듈로 구현되는 경우, 재배공간의 천정에서 램프를 실장한 기판의 전방에는 기판커버를 마련하게 되는데, 기판커버의 내부에 카메라모듈이 마련되는 경우, 램프로부터 출력된 빛이 기판커버에 반사되어 카메라모듈에 입사되어, 카메라모듈에 의해 획득한 영상에 노이즈가 인입되는 문제가 있다.
KR 10-2020-0100497 A1
본 발명은, 어느 한 내상의 재배공간에 형성된 식물재배환경이 인접한 다른 내상의 재배공간에 영향을 주지 않도록, 각 재배공간마다 독립적인 식물재배환경을 구현할 수 있는 식물재배장치를 제공하고자 한다.
또한, 카메라모듈이 광원모듈과 하나의 모듈로 구현되는 경우, 램프로부터 출력된 빛이 카메라모듈에 입사되지 않는 식물재배장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 외관을 형성하는 캐비넷, 상기 캐비넷 내에 복수 개가 마련되되, 내부에 재배공간을 형성하는 내상, 상기 재배공간에 마련되어, 식물이 재배되는 트레이, 및 상기 재배공간의 식물을 향하여 광을 조사하는 광원모듈을 포함하고, 상기 광원모듈은, 복수의 램프가 실장된 적어도 하나의 기판과, 상기 재배공간의 식물을 향하여 마련된 카메라모듈과, 상기 기판이 노출되지 않도록 상기 기판을 덮는 기판커버를 포함하며, 상기 카메라모듈의 렌즈는, 상기 기판커버에 노출되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 광원모듈은, 상기 재배공간 내 천정에 마련되고, 상기 기판커버는, 상기 렌즈가 노출되는 관통홀을 갖되, 상기 관통홀은 상기 광원모듈의 중심에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 기판커버는, 투명재질이되, 상기 조사된 광이 상기 기판커버에 의해 반사되어, 상기 렌즈로 입사되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 렌즈는, 상기 기판커버의 노출면과 상응하도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 렌즈는, 광각렌즈로서, 상기 기판커버의 노출면으로부터 돌출 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 관통홀의 내주면에는, 상기 렌즈와의 사이에 개재되어 상기 광원모듈의 내부에 대하여 기밀 또는 수밀을 유지토록 하는 씰링부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 인접한 상기 내상 사이에 개재된 공기단열층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 공기단열층은, 상기 내상의 외부 상측면에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 인접한 내상 사이에 개재되되, 상기 공기단열층과 층을 이루도록 마련된 단열부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광원모듈은, 전방의 폭이 넓고, 후방의 폭이 좁은 형상을 갖되, 상기 광원모듈은, 상기 내상에 전방에서 후방으로 슬라이딩 이동하여 결합될 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 상기 재배공간마다 식물의 생육주기별로 상기 램프를 이용하여 광량 또는 출력대역파장을 조절하는 제어모듈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어모듈은, 상기 카메라모듈을 이용하여 식물의 품종을 확인하고, 품종에 따라 상기 램프를 이용하여 광량 또는 출력대역파장을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐비넷 내에 재배공간을 형성하는 내상을 복수 개 마련하여, 어느 한 내상에 형성된 식물재배환경이 인접한 다른 내상에 영향을 주지 않도록 각 재배공간마다 독립적인 식물재배환경을 구현할 수 있다.
또한, 카메라모듈이 광원모듈과 하나의 모듈로 구현되는 경우, 램프로부터 출력된 빛이 카메라모듈에 입사되지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치의 케이스가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 식물재배장치의 배면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 식물재배장치의 정면을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상 및 광원모듈을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 분해도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 저면도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 종단면도이다.
도 11b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광원모듈의 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 내상의 종단면도이다.
도 13은 도 12의 내상이 적층된 모습을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 12의 내상 상부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 내상열전도판을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상의 종단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 재배공간별 제어방법의 단계별 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 재배공간별 생육주기의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 식물재배장치(100), 캡슐(200), 사용자단말기(300) 및 서버(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)에서는 사물인터넷기술(Internet of Things, IoT)이 적용되어, 식물재배장치(100)는 캡슐(200)을 센싱하여 획득한 제어데이터를 근거로 식물의 재배환경을 자동으로 제어할 수 있다.
또한, 사용자는 사용자단말기(300)를 통해, 식물의 재배과정을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 이와 동시에 재배기록이 데이터베이스화되어 사용자단말기(300)에 저장될 수 있다. 사용자는 사용자단말기(300)를 통해 식물재배장치(100)를 원격으로 제어하여, 식물의 재배 환경을 커스터마이징(customizing)할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐의 외관을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치의 케이스가 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 캡슐(200)은 씨드(seed)(150)가 패키징(packaging)된 용기일 수 있다. 여기서, 씨드(250)는 씨, 씨앗, 종자 등을 가리킬 뿐만 아니라, 씨드가 발아한 모종(nursery plants)을 포함하는 개념일 수 있다. 씨드의 품종에 따라 캡슐(200)의 모양이나 색상 등과 같은 외관은 다를 수 있다. 사용자는 시장(market place)에서 자신의 기호에 맞게 캡슐(200)의 품종을 취사선택하여 구매할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 캡슐(200)은 식물재배장치(100)의 트레이(120)에 안착될 수 있고, 트레이(120)에 안착된 캡슐(200)의 씨드는 식물재배장치(100)의 재배공간(S)에서 배양되어 성장할 수 있다.
캡슐(200)의 품종은 식물재배장치(100)의 센서모듈(170)에 의해 감지될 수 있다(도 7 등 참조). 센서모듈(170)이 캡슐(200)에 대한 안착 여부, 품종, 제어데이터 등과 같은 각종 정보를 획득하기 위해 다양한 방법에 의할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라, 캡슐(200)은 QR코드(Quick response code)와 같은 스마트코드(Smart code)가 마련되고, 카메라모듈을 포함한 센서모듈(170)은 캡슐(200)의 QR코드를 촬영하고, 촬영한 이미지를 분석 및 처리함으로써, 트레이(120)의 복수의 스팟에 임의로 배치된 캡슐(200)을 식별하여 캡슐(200)의 개수, 식별된 각 캡슐(200)의 품종, 각 캡슐(200)의 배치위치, 배치시기 등에 대한 각종 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 센서모듈(170)은 RFID(Radio frequency identification) 등과 같은 NFC(Near field communication, 근거리 무선 통신) 방식이나 원거리 무선 통신 방식 등을 이용하여 캡슐(200)로부터 각종 정보를 획득할 수 있다. 이 이외에, 광학식 인식 방식 또는 전자기적 인식 방식이나 특징점을 이용한 정보 획득 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 캡슐(200)에 대한 품종은 센서모듈(170)에 의해 식별될 수 있고, 이에 따라 제어모듈은 센서모듈(170)에 의해 식별된 캡슐(200)의 종류와 배치 등에 따라 식물재배장치(100)를 제어하기 위한 제어데이터를 생성할 수 있다.
한편, 캡슐(200)은 캡슐프레임(210), 캡슐커버(220) 및 씨드(250)를 포함할 수 있다(도 2 참조).
캡슐프레임(210)은 캡슐(200)의 골격을 이루어 내부에 씨드수용부(240)를 수용하기 위한 부재일 수 있다. 이때, 캡슐프레임(210)의 재질은 합성수지 등일 수 있으며, 플라스틱 사출성형 등으로 제작될 수 있다.
캡슐프레임(210)의 상면과 하면은 개방될 수 있고, 측면에도 적어도 일부분에 개방된 부분이 형성될 수 있다. 캡슐프레임(210)의 상면의 개방 부분을 통해 성숙한 식물이 외부로 노출될 수 있으며, 캡슐프레임(210)의 하면의 개방 부분과 측면의 복수의 개방 부분을 통해 씨드수용부(240)에 식물의 생장에 필요한 공기와 배양액 등이 공급될 수 있다.
캡슐프레임(210)의 상면에는 개방된 부분을 덮어 캡슐프레임(210) 내부의 씨드(250)를 보존하기 위한 캡슐커버(220)가 마련될 수 있다. 이에 따라 캡슐커버(220)의 개봉시 캡슐프레임(210)의 상면 개방부분은 외부로 노출됨으로써 씨드(250)의 생장을 위한 공간이 확보될 수 있다. 또한, 캡슐커버(220)에 마련된 인식부(230)는 캡슐(200)에 대한 각종 정보를 제공할 수 있다.
캡슐커버(220)는 캡 형태로 적어도 일부가 개폐 가능하게 마련될 수 있으며, 이를 위해 상기 캡슐커버(220)는 잔존부(221)와 제거부(222)를 포함할 수 있다. 여기서 잔존부(221)는 캡슐커버(220)가 개봉될 때 잔존하는 부분일 수 있고, 제거부(222)는 캡슐커버(220)가 개봉될 때 제거되는 부분일 수 있다.
제거부(222)는 대략 캡슐프레임(210)의 상면의 개방 부분을 덮도록 형성될 수 있으며, 캡슐커버(220)의 개봉을 위해 제거부(222)와 잔존부(221)의 사이에는 개봉을 용이하게 하기 위해 절취선 중 일부가 분리 또는 절취된 이지컷(Easy-cut)이 형성될 수 있다.
인식부(230)는 식물재배장치(100)의 센서모듈(170)에 의해 인식되는 부분으로서, 인식부(230)는 인식 방식에 따라 다양한 형태를 가질 수 있고, 일 예로 QR코드(Quick response code), RFID 칩, 자성체 및 특징점 등일 수 있다.
인식부(230)가 QR코드(Quick response code)와 같은 스마트 코드 형태로 마련된 경우, 캡슐커버(220)의 잔존부(221)에 배치 및/또는 일체로 형성될 수 있으나 인식부(230)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
씨드수용부(240)는 자연 상태에서의 토양과 같이, 씨드(250)를 수용하는 부분으로서, 씨드수용부(240)는 공기가 통과할 수 있는 통기성과, 수분을 흡수하여 머금을 수 있는 성질을 갖는 것이 바람직하며, 일 예로, 씨드수용부(240)의 재질은 다공성의 스펀지 재질일 수 있으나, 이에 한하는 것은 아니다.
또한, 하나의 캡슐(200)에 단일 품종의 씨드(250)가 존재하는 것이 바람직하나, 이에 한하지 않고, 하나의 캡슐(200)에 다품종의 복수의 씨드(250)가 존재할 수도 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치의 케이스가 개방된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 식물재배장치의 배면을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 4의 식물재배장치의 정면을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 캐비넷(110), 트레이(120), 광원모듈(160), 공조장치(151~153) 및 제어모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
캐비넷(110)은 식물재배장치(100)의 외관을 형성하되, 캐비넷(110)은 내부에 재배공간(S)을 형성하는 적어도 하나의 내상(130)과, 그 하부에 위치하는 기계실(M)을 포함할 수 있다.
캐비넷(110)은 전방에 개폐가능한 도어(111)가 마련될 수 있다.
도어(111)의 개방시 재배공간(S)은 외부로 노출될 수 있으며, 사용자는 필요에 따라, 도어(111)를 개방하여 트레이(120)에 캡슐(200)을 안착시키거나, 트레이(120)에 성숙된 식물을 수확할 수 있다.
반대로, 도어(111)의 폐쇄시 재배공간(S)은 외부와 차단될 수 있으며, 사용자는 필요에 따라, 도어(111)를 폐쇄하여 재배공간(S)을 외부로부터 격리시킴으로써 외부와 독립된 재배 환경을 마련할 수 있다.
도어(111)에는 적어도 하나의 윈도우(1111)가 마련될 수 있으며, 사용자는 윈도우(1111)를 통해 캐비넷(110) 내부의 재배공간(S)을 육안으로 확인할 수 있다. 따라서 윈도우(1111)는 재배공간(S)를 향하여 위치할 수 있다.
재배공간(S) 내 조도는 광원모듈(160)에 의해 식물의 재배 환경에 맞추어 밝게 설정될 수 있고, 이에 따른 사용자의 눈부심이나 안구의 손상을 방지하기 위해, 윈도우(1111)에는 재배공간(S) 내 빛을 차단하거나 흡수하기 위한 수단이 마련될 수 있다. 일 예로 윈도우(1111) 중 적어도 일부에는 광흡수 및/또는 광반사를 위한 물질이 코팅될 수 있다.
또한, 도어(111)에는 사용자입력을 받거나 각종 정보를 화면으로 출력하기 위한 전자패널(112)이 마련될 수 있고, 사용자는 전자패널(112)을 통해 식물재배환경 등과 관련된 정보를 육안으로 확인하거나, 사용자는 전자패널(112)을 통한 터치입력이나 누름입력 등으로 식물재배환경을 제어할 수 있다.
또한, 도어(111)에는 재배공간(S)과 외기를 교환하기 위한 제1 채널(C1) 및/또는 제2 채널(C2)이 형성될 수 있다. 제1 채널(C1)을 통해 외기는 재배공간(S)으로 유입될 수 있고, 반대로 제2 채널(C2)을 통해 재배공간(S)의 공기는 외부로 배출될 수 있다.
또한, 도어(111)의 내측면에는 가위나 트레이 따위와 같은 수확 도구를 거치할 수 있는 공간을 가져, 사용자는 거치된 도구를 이용하여 편리하게 성숙된 식물을 수확하고 수확된 식물을 운반할 수 있다.
한편, 도 4에서 나타내는 바와 같이, 캐비넷(110) 내에는 재배공간(S)을 형성하는 내상(130)이 복수 개 마련될 수 있으며, 내상(130)에 의해 재배공간(S)은 독립적으로 구분될 수 있다(도면부호 Sa ~ Sc). 즉, 내상(130)과 재배공간(S)은 일대일로 대응되어, 1개의 내상(130)에는 1개의 재배공간(S)이 마련될 수 있으며, 본 명세서에서 사용하는 용어 중 재배공간(S)은 내상(130)을 가리킬 수 있다.
이때, 캐비넷(110) 내 복수의 내상(130)은 상하로 적층되어 마련될 수 있으나, 이에 한하는 것은 아니며, 다양한 형태로 배치 마련될 수 있음은 물론이다.
복수의 재배공간(Sa ~ Sc)은 각 재배공간(Sa ~ Sc)마다 트레이(120a ~ 120c), 광원모듈(160a ~ 160c) 및 센서모듈(170a ~ 170c) 중 적어도 하나가 마련될 수 있다. 재배공간(Sa ~ Sc)의 하부에는 트레이(120)가 마련될 수 있고, 재배공간(Sa ~ Sc)의 천정에는 광원모듈(160) 및 센서모듈(170)이 배치될 수 있다.
캐비넷(110)은 캐비넷(110)의 골격을 형성하는 캐비넷프레임(101, 102)을 포함할 수 있다. 캐비넷프레임(101, 102)은 수직방향으로 마련된 복수의 수직프레임(101)과 수평방향으로 마련된 복수의 수평프레임(102)의 조합으로 이루어질 수 있다(도 7 등 참조).
즉, 복수의 수직프레임(101)과 복수의 수평프레임(102)은 격자로 연결되어 대략 수직방향으로 길이가 긴 직육면체 형태를 가질 수 있으며, 이때 도어(111)가 마련되는 전방에 마련되는 복수의 수평프레임(102) 중 적어도 일부는 생략되어 개방될 수 있다.
캐비넷프레임(101, 102)에는 적어도 하나의 내상(130)이 결합될 수 있으며, 이에 따라 내상(130)은 캐비넷(110) 내에 고정 지지될 수 있다. 구체적으로, 캐비넷(110)의 좌우측에 마련되는 수평프레임(102) 중 적어도 일부에는 복수의 내상(130)이 서로 높이를 달리하여 결합됨으로써, 복수의 내상(130)은 캐비넷프레임(101, 102)에 고정 지지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같이, 내상(130)의 천정에는 광원모듈(160)과 센서모듈(170)이 마련될 수 있고, 내상(130)의 하부에는 트레이(120)가 마련될 수 있으며, 이때 트레이(120)는 전후방으로 슬라이드 이동할 수 있도록 내상(130)의 좌우측 내벽에는 한 쌍의 레일이 마련될 수 있다.
트레이(120)는 내상(130)에 마련된 한 쌍의 레일을 따라 전후방으로 이동하여, 내상(130) 내부로 인입되거나 내상(130)으로부터 외부로 인출될 수 있다.
트레이(120)는 내상(130)의 내부로 인입하여 장착되면, 배양액탱크에 연결된 배양액유로(미도시)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 트레이(120)에는 내부 수용 공간에 배양액이 공급되는 유입구가 마련될 수 있고, 배양액탱크에 저장된 배양액은 트레이(120)의 유입구를 통해 트레이(120)의 내부 수용 공간으로 유입될 수 있다. 즉, 배양액탱크(262)에 저장된 배양액은 밸브 따위에 의해 제어된 유량으로 펌프나 액추에이터 따위에 의한 동력을 제공받아 트레이(120)의 내부 수용 공간으로 제공될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 트레이(120)에는 내부 수용 공간에 배양액이 공급되는 유입구 이외에 내부 수용 공간에 저장된 배양액을 배출되는 유출구가 마련될 수도 있다. 이에 따라, 트레이(120)에 마련된 유입구 및 유출구를 통해 트레이(120)의 내부 수용 공간의 배양액은 배양액탱크와 순환할 수 있다. 즉, 배양액탱크(262)에 저장된 배양액은 밸브 따위에 의해 제어된 유량으로 펌프나 액추에이터 따위에 의한 동력을 제공받아 트레이(120)의 내부 수용 공간을 경유하여 순환할 수 있다.
결국, 트레이(120)의 상측면은 재배공간(S)과 접하여 복수의 캡슐(200)이 안착될 수 있는 복수의 스팟이 마련될 수 있고, 스팟에 안착된 캡슐(200) 내 식물은 트레이(120)의 내부 수용 공간에 저장된 배양액에 의해 성장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은 배양액의 공급량 또는 순환량을 제어하되, 이때 트레이(120)의 복수의 스팟에 마련된 캡슐(200)을 센싱하여 제어데이터를 획득할 수 있고, 캡슐(200)의 개수, 품종, 배치 위치 및 배치 시기 중 적어도 하나에 따라, 배양액의 공급량 또는 순환량 등을 제어할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 성숙된 식물을 캡슐(200) 단위로 하나씩 채취할 수도 있고, 트레이(120)를 내상(130)로부터 분리함으로써 성숙된 식물을 모판 단위로 한 번에 획득할 수도 있다. 이때, 사용자가 식물을 모판 단위로 수확하는 경우, 트레이(120)를 식탁으로 바로 옮겨 식사를 할 수 있도록 트레이(120)는 식탁 위에 안정적(수평 유지)으로 안착할 수 있도록, 저면에 돌출 형성된 다리를 포함할 수 있다.
한편, 도 6 등에 도시한 바와 같이, 내상(130)의 일측면(일 예로 후방면)에는, 재배공간(S) 내 공기를 제1 덕트(142)로 배출하기 위한 배출구(O)와, 제2 덕트(143)를 따라 유동하는 공기가 재배공간(S)으로 유입되는 유입구(I)가 마련될 수 있다.
이에 따라, 재배공간(S) 내 공기는 배출구(O)를 통해 배출되고, 기계실(M) 내 공조장치(151~153)에 의해 냉각 또는 가열된 다음 유입구(I)를 통해 유입되어, 재배공간(S) 내 공기는 조화(conditioning)될 수 있다.
내상(130)에 형성된 유입구(I)와 배출구(O)의 위치는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따라, 온도 또는 습도 등이 조화(또는 조절)된 공기가 광원모듈(160)에 의해 직접 영향받지 않고 재배공간(S) 내 제공될 수 있도록 유입구(I)는 내상(130)의 후방면 하측에 위치하고, 이에 상응하여 배출구(O)는 내상(130)의 후방면 상측에 위치할 수 있다.
기계실(M)은 재배공간(S) 내 공기를 조화시키기 위한 공조장치(151~153)와, 내상(130)에 연결된 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 따라 공기가 유동할 수 있도록 기류를 형성하기 위한 순환팬(141) 등이 마련될 수 있다.
기계실(M)은 고장 발생 등에 사용자가 아닌 작업자만 접근할 수 있도록, 캐비넷(110) 하부의 후방에 마련되되, 캐비넷(110)의 배면 중 일부 영역은 개폐 가능하도록 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 도 4 및 6에 도시한 바와 같이, 기계실(M)의 일측(일 예로, 전방)에는 물을 저장하는 워터탱크(194)와, 영양액을 저장하는 영양액탱크(192)와, 물과 영양액이 혼합된 배양액을 저장하는 배양액탱크(미도시)와, 냉동사이클의 구동에 의해 또는 재배공간(S) 내 다습한 분위기 등에 의해 기계실(M)이나 재배공간(S)으로부터 발생하는 각종 응축수를 저장하는 응축수탱크(195)를 포함할 수 있다.
워터탱크(194)나 영양액탱크(192) 등을 전방에 배치함으로써, 사용자가 필요에 따라 물을 채우기 쉽고, 영양액을 리필(refill)하기 용이하며, 전방에 배치되어 액상의 원수나 영양액 등에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터 등을 손쉽게 교체할 수 있다.
영양액탱크(192)는 내부에 서로 다른 종류의 양액을 저장하기 위해 둘 이상으로 구획될 수 있으며, 사용자가 이를 육안으로 식별하여 구분할 수 있도록 영양액탱크(192)의 내부에는 구별할 수 있는 색상이나 문자 따위가 표시될 수 있다.
워터탱크(194)나 영양액탱크(192)는 사용자가 외부로 인출하기 용이하도록 각 탱크의 전면판에는 사용자가 파지할 수 있는 홈타입이나 돌출타입으로 마련된 손잡이를 포함할 수 있다.
배양액탱크(미도시)는 워터탱크(194)나 영양액탱크(192)와 같이 기계실(M)의 전방에 위치할 수 있으나, 이에 한하지 않고, 일 실시예에 따라 배양액탱크 내 혼합된 배양액에 대하여 사용자가 임의로 영약액이나 물을 투입하여 농도 조절을 하지 못하도록 외부에 노출되지 않고 기계실(M)의 내부에 위치할 수도 있다.
배양액탱크에서 트레이(120)로 제공되는 배양액은, 워터탱크(194) 내 물과 영양액탱크(192) 내 영양액이 혼합된 액상일 수 있으며, 물과 영양액의 혼합 비율에 의해 농도가 결정될 수 있다.
구체적으로, 워터탱크(194)와 영양액탱크(192) 각각에 저장된 물과 영양액은 밸브 따위에 의해 제어된 유량으로, 펌프나 액추에이터 따위에 의해 동력을 제공받아 소정 비율로 혼합되어 배양액탱크에 저장될 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 배양액탱크에 저장된 배양액은 밸브 따위에 의해 제어된 유량으로 펌프나 액추에이터 따위에 의해 동력을 제공받아 트레이(120)를 경유하여 순환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은 물과 영양액의 혼합비율에 따른 배양액의 농도를 제어할 수 있으며, 트레이(120)의 복수의 스팟에 마련된 캡슐(200)을 센싱하여 제어데이터를 획득할 수 있고, 캡슐(200)의 개수, 품종, 배치 위치 및 배치 시기 중 적어도 하나에 따라, 배양액의 순환량과 농도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 전술한 영양액탱크(192), 워터탱크(194), 응축수탱크(195) 및 배양액탱크는, 각 탱크에 저장된 유체의 수위를 센싱하거나 각 탱크에서 유출입되는 유량을 센싱하기 위한 적어도 하나의 센서, 그리고 각 탱크에 연결된 유출입 유로를 개폐하거나 유량을 조절하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함할 수 있다.
한편, 공조장치(151~153)는 재배공간(S) 내 공기 조화를 위한 수단으로서, 재배공간(S) 내 공조환경을 제어(온도, 습도, 이산화탄소 농도 등)할 수 있다.
여기서, 공조장치(151~153)는 압축기(151), 응축기(152), 증발기(153), 및 유량조절밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 냉매는 압축기(151), 응축기(152), 증발기(153), 및 유량조절밸브(미도시)를 순환할 수 있고, 재배공간(S) 내부에서 인출되어 재배공간(S)으로 재공급되는 순환공기는 열교환기인 응축기(152)와 증발기(153)를 통과함으로써 열교환이 이루어져, 공기의 온도가 조절될 수 있다.
한편, 도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 제1 채널(C1)을 통해 외기는 재배공간(S)으로 유입될 수 있고, 반대로 제2 채널(C2)을 통해 재배공간(S) 내 공기는 외부로 배출될 수 있다. 제1 채널(C1)은 외기를 재배공간(S)으로 유입시킨다는 측면에서 유입채널로 호칭될 수 있고, 제2 채널(C2)은 재배공간(S)의 공기를 외부로 배출시킨다는 측면에서 배출채널로 호칭될 수 있다.
이때, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)은 기계실(M), 특히 공조장치(151~153)나 이에 연결된 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 경유함으로써, 외부와 재배공간(S)을 서로 연통 가능하도록 연결할 수 있다. 구체적으로, 외기는 제1 채널(C1)과 공조장치(151~153) 및/또는 제1 및 제2 덕트(142, 143)의 공기와 혼합되어 재배공간(S)으로 유입될 수 있고, 또 재배공간(S)의 공기는 공조장치(151~153) 및/또는 제1 및 제2 덕트(142, 143)의 공기와 혼합되어 외부로 배출될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 외부와 재배공간(S)이 직접 연결되는 것이 아니라 공조장치(151~153) 및/또는 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 통해 연결됨으로써, 외기와 재배공간(S) 내 공기를 공조시스템의 동력을 이용하여 효과적으로 재배공간(S)으로 유입하거나 외부로 배출할 수 있다.
물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 필요시 공조장치(151~153)를 가동하지 않고도 재배공간(S)으로 외기를 도입하거나 재배공간(S) 내 공기를 외부로 배출하여, 재배공간(S) 내 공조환경을 제어할 수도 있다.
기계실(M) 내 순환팬(141)은 재배공간(S)의 공기가 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 따라 기류를 형성하는 구동력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 덕트(142)와 제2 덕트(143) 내 압력은 순환팬(141)에 의해 형성될 수 있고, 이를 위해 순환팬(141)은 일 예로, 원심팬, 블로워 팬 등일 수 있지만, 이에 한하는 것은 아니며, 공기를 유동시키기 위해 동력을 발생시키기 위한 것이면 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
순환팬(141)의 구동으로 제1 덕트(142)는 음압(진공 상태를 포함)이 형성되어 제1 덕트(142)는 연통된 공간의 공기를 흡입할 수 있고, 이와 반대로 제2 덕트(143)는 순환팬(141)에 의해 양압이 형성되어 제2 덕트(143)는 연통된 공간으로 공기를 배출할 수 있다.
공조장치(151~153)는 열교환기(152, 153)를 통해 제1 및 제2 덕트(142, 143)의 공기와 냉매 간에 열교환을 유도할 수 있고, 이에 따라 재배공간(S) 내 공기는 순환되어 온도 및/또는 습도 등이 조절될 수 있다.
제1 덕트(142)는 일측 터미널이 순환팬(141)와 연결될 수 있고, 타측 터미널은 재배공간(S)의 배출구(O)와 연결되는 적어도 하나의 제1 터미널(T11~T13)이 마련될 수 있다. 또한, 제2 덕트(143)는 일측 터미널이 순환팬(141)와 연결되되, 제1 덕트(142)의 일측 터미널과 반대편에 위치할 수 있다. 또, 제2 덕트(143)의 타측 터미널에는 재배공간(S)의 유입구(I)와 연결되는 적어도 하나의 제2 터미널(T21~T23)이 마련될 수 있다.
결국, 순환팬(141)의 구동으로 재배공간(S)의 공기는 제1 덕트(142)의 음압에 의해 배출구(O)를 통해 제1 덕트(142)로 배출될 수 있고, 열교환기(152, 154)를 거쳐 공조장치(151~153)의 냉매와 열교환한 다음, 제2 덕트(143)의 양압에 의해 유입구(I)를 통해 다시 재배공간(S)으로 유입될 수 있다.
이때, 제1 및/또는 제2 덕트(142, 143)는 하나로 일체로 형성될 수 있지만, 일 실시예에 따라, 복수의 단위덕트체(1421~1423, 1431~1433)가 직렬로 다단연결될 수도 있다.
도면부호 Oa ~ Oc 및 Ia ~ Ic는, 복수의 재배공간(Sa ~ Sc) 각각에 마련된 배출구와 유입구를 가리킨다.
다음으로, 외기가 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 따라 유동하여 제1 및 제2 덕트(142, 143)의 공기와 혼합되어 재배공간(S)으로 유입되는 과정을 자세히 살펴보기로 한다.
외기가 제1 및 제2 덕트(142, 143)를 통해 재배공간(S)으로 유입되는 경로는 다양할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 덕트(142)의 타측 터미널에는 제1 채널(C1)과 연결되는 제3 터미널(미도시)이 마련될 수 있다.
제1 덕트(142)의 타측 터미널에 제3 터미널이 마련된 경우, 외기는 순환팬(141)의 구동력에 의해 형성되는 제1 덕트(142)의 음압에 의해 제1 덕트(142)로 유입되어, 제1 덕트(142)의 공기와 혼합될 수 있다. 그 다음, 제1 덕트(142)의 혼합된 공기는 열교환기(152, 153)를 거쳐 제2 덕트(143)의 양압에 의해 유입구(I)를 통해 재배공간(S)으로 유입될 수 있다. 즉, 외기는 제1 채널(C1)과 제1 덕트(142), 그리고 제2 덕트(143)를 통해 재배공간(S)으로 유입될 수 있다.
이와 반대로, 재배공간(S)의 공기가 공기유로(241)를 통해 공기유로(241)의 공기와 혼합되어 외부로 배출되는 과정을 살펴보기로 한다.
재배공간(S)의 공기를 외부로 배출시키는 경로는 다양할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 덕트(143)의 타측 터미널에는 제2 채널(C2)과 연결되는 제4 터미널(T4)이 마련될 수 있다.
제2 덕트(143)의 타측 터미널에 제4 터미널(T4)이 마련된 경우, 재배공간(S)의 공기는 제1 덕트(142)의 음압에 의해 배출구(O)를 통해 제1 덕트(142)로 유입되어, 제1 덕트(142)의 공기와 혼합될 수 있다. 그 다음, 제1 덕트(142)의 혼합된 공기는 열교환기(152, 153)를 거쳐 제2 덕트(143)의 양압에 의해 제2 채널(C2)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 재배공간(S)의 공기는 제1 덕트(142), 그리고 제2 덕트(143)를 거쳐 제2 채널(C2)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
여기서, 제1 덕트(142)의 타측 터미널에 마련된 복수의 제1 터미널(T11~T13)은 분기된 형태로 마련될 수 있고, 제2 덕트(143)의 타측 터미널에 마련된 복수의 제2 터미널(T21~T23) 역시 분기된 형태로 마련될 수 있다. 이때, 제1 덕트(142)는 제1 터미널(T11~T13) 이외에 제3 터미널(미도시)이 분기된 형태를 가질 수 있고, 또 제2 덕트(143)는 제2 터미널(T21~T23) 이외에 제4 터미널(T4)이 분기된 형태를 가질 수 있다.
한편, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)은 제어모듈(미도시)에 의해 생성된 제어명령에 의해 개폐 동작이 제어될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 재배공간(S)의 공조환경(온도, 습도, 이산화탄소 농도 등)에 따라, 제어모듈은 외기의 도입 여부 및 재배공간(S)의 공기의 배출 여부를 결정할 수 있다. 또한, 제어모듈은 재배공간(S)의 습도를 조절하기 위해 재배공간(S)의 공기 배출량이나 배출속도를 제어할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 재배공간(S)의 공조환경을 센싱하기 위해 온/습도기(미도시)와 이산화탄소 농도 측정기(미도시) 등이 재배공간(S)의 내부 또는 외부(일 예로, 덕트)에 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)을 센싱하여 제어데이터를 획득할 수 있으며, 캡슐(200)의 개수, 품종, 배치 위치 및 배치 시기 중 적어도 하나에 따라, 재배공간(S)에 외기의 도입 여부, 재배공간(S) 내 공기의 외부 배출 여부 및 공조모듈(240)을 통해 재배공간(S)으로 공급되는 공기의 온도, 습도, 공급량, 공급주기, 공급속도 등을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어모듈은 재배공간(S)의 공조환경에 대한 데이터와 외부의 공조환경에 대한 데이터를 근거로, 재배공간(S)의 공조환경(온도, 습도, 이산화탄소 농도 등)을 적정공조환경으로 유지하기 위해, 제1 채널(C1)을 개방하여 재배공간(S)으로 외기를 유입하거나, 제2 채널(C2)을 개방하여 재배공간(S)의 공기를 외부로 배출시키거나, 제1 채널(C1)과 제2 채널(C2)을 모두 개방하여 재배공간(S)으로 외기를 유입하는 동시에 재배공간(S)의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 여기서, 재배공간(S)의 적정공조환경은 센서모듈(170)로부터 수신받은 제어데이터(캡슐의 개수, 품종, 배치 위치, 배치 시점 등)에 의해 결정될 수도 있다.
다시말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)의 개수와 품종 등에 따라 재배공간(S)의 적정공조환경이 기 설정될 수 있으며, 이를 기준으로 재배공간(S)의 현재 공조환경에 따라, 재배공간(S)으로 외기를 선택적으로 유입하거나 재배공간(S)의 공기를 외부로 선택적으로 배출함으로써, 재배공간(S)의 공조환경을 적정공조환경으로 조정하거나 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치는 재배공간(S)의 습도를 제어하기 위해, 재배공간(S)에 별도로 가습을 하기 위해 물 따위를 분무하거나, 트레이(120) 내 배양액이 저장된 내부 수용 공간에 공기를 공급하여 트레이(120) 내 배양액을 증발 기화시키는 등의 방식을 이용할 수 있으나, 본 발명은 재배공간(S) 내 가습 또는 제습을 위한 방식을 특별히 한정하지 않는다.
한편, 내상(130) 내 광원모듈(160)은 재배공간(S)에 광을 출사하여 식물재배를 위한 조명환경을 형성할 수 있다. 광원모듈(160)은 빛을 재배공간(S)에 제공함으로써 재배공간(S)의 조도 등을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 복수의 광원모듈(160a ~ 160c)을 포함할 수 있고, 이때 광원모듈(160)의 개수는 내상(130) 또는 재배공간(S)의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 복수의 광원모듈(160a ~ 160c)과 복수의 재배공간(Sa ~ Sc)은 일대일로 대응되어, 1개의 재배공간(S)에 1개의 광원모듈(160)이 배치될 수 있다.
광원모듈(160)로부터의 출사광은 트레이(120)의 복수의 스팟에 입사될 수 있도록, 전술한 바와 같이, 광원모듈(160)은 재배공간(S)의 천정(또는 상측 부분)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 광원모듈(160)은 내상(130)의 내부에 위치할 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 내상(130)의 외부에 위치할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 분해도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 광원모듈(160)은, 복수의 램프가 실장된 적어도 하나의 기판(162)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(162)은 인쇄 회로 기판(PCB, Printed circuit board)일 수 있고, 복수의 램프는 LED 어레이(Light Emitting Diode array)일 수 있다.
램프의 출사광은 파장 대역이 백색 파장 대역, 적색 파장 대역 및 청색 파장 대역 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 바람직하게 복수의 램프는 자연광의 파장 대역을 구현하기 위해, 복수의 램프 중 백색 파장 대역의 램프가 차지하는 비율이 가장 높고, 적색 파장 대역의 램프가 차지하는 비율이 그 다음으로 높으며, 청색 파장 대역의 램프가 차지하는 비율이 가장 낮을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은, 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)을 센싱하여 제어데이터를 획득할 수 있으며, 캡슐(200)의 개수, 품종, 배치 위치 및 배치 시기 중 적어도 하나에 따라, 광원모듈(160)의 복수의 램프를 이용하여 영역별 조닝(zoning)제어, 광량제어, 파장대역제어 등을 할 수 있다.
광원모듈(160)은, 본 발명의 일 실시예에 따라 기판베이스(163)와 기판커버(161) 사이의 공간 내에 두 개의 기판(162)을 수용할 수 있고, 두 개의 기판(162)은 대략 가운데에 위치한 센서모듈(170)을 중심으로 좌우 양측 각각에 마련될 수 있으나, 본 발명은 기판(162)의 개수나 배치 등에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 광원모듈(160)은 상기 기판(162)과 결합되어 기판(162)를 지지하는 기판베이스(163)와, 하부를 향하도록 마련된 램프를 실장한 기판(162)의 전방에 마련되어 기판(162)이 재배공간(S)의 습기에 노출되지 않도록 하고, 또 성장한 식물이 기판에 접하지 않도록 하기 위해 기판(162)을 덮는 기판커버(161)를 포함할 수 있다.
기판커버(161)는 램프에 의해 발생된 빛이 투과할 수 있는 투명소재로 이루어진 것이면, 그 소재를 특별히 한정하지 않으며, 기판커버(161)는 기판베이스(163)와 결합되어, 기판(162), 기판커버(161) 및 기판베이스(163)를 포함한 광원모듈(160)은 모듈화될 수 있다. 이렇게 모듈화된 광원모듈(160)은 모듈 단위로, 내상(130)의 상부에 장착되거나 탈착될 수 있다.
기판커버(161)는 센서모듈(170)과 대응하는 위치에 관통형성된 관통홀(161a)을 가질 수 있고, 기판커버(161)가 기판베이스(163)과 결합시 센서모듈(170)(또는 카메라모듈(170))이 관통홀(161a)에 끼워짐으로써, 센서모듈(170)(또는 카메라모듈(170)) 중 일부는 재배공간(S)을 향하여 노출될 수 있다.
광원모듈(160)의 센서모듈(170)은 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)을 센싱(인식)하여 제어데이터를 생성하는 모듈일 수 있다. 여기서, 제어데이터는 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)의 개수, 품종, 배치 위치 및 배치 시기 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배장치(100)는 트레이(120)의 복수의 스팟에 랜덤으로 배치된 캡슐(200)에 대한 정보에 따라, 광원모듈(160), 순환팬(141), 공조장치(151~153) 및 배양액의 순환량, 농도 등을 제어함으로써, 사용자가 캡슐(200)을 취사 선택하여 배치하더라도 최적의 재배 환경을 제공할 수 있다.
이때, 센서모듈(170)은 사용자의 선택에 따라 작동을 온/오프할 수 있다. 즉, 사용자는 트레이(200)의 복수의 스팟에 캡슐(200)을 셋팅 완료한 다음, 센서모듈(170)을 온(on)시킴으로써, 센서모듈(170)이 작동을 시작한 시점에 셋팅된 캡슐(200)을 기준으로 획득한 제어데이터에 따라 재배공간(S)의 환경이 자동으로 제어되도록 할 수 있다.
이러한, 센서모듈(170)은 캡슐(200)을 인식하기 위한 수단으로서, 일 예로, 카메라모듈을 포함할 수 있고, 캡슐(200)의 인식부(230)가 QR코드(Quick response code)와 같은 스마트 코드(Smart code)를 포함한 경우, 센서모듈(170)은 QR코드를 촬상한 이미지를 분석 및 처리함으로써, 캡슐(200)을 인식할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로, 캡슐(200)의 인식 방식으로서 RFID(Radio frequency identification) 등과 같은 NFC(Near field communication, 근거리 무선 통신) 방식 및 원거리 무선 통신 방식 등이 이용되는 경우, 센서모듈(170)은 캡슐(200)의 인식부(230)와 무선 통신하기 위한 리더기 및 수신기 형태로 마련될 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 캡슐(200)의 인식 방식으로서 캡슐(200)의 인식부에서 발생하는 고유의 자기장이 이용되는 경우, 센서모듈(170)은 홀 센서(Hall-sensor) 형태로 마련될 수 있다. 또한, 다른 일 예로, 캡슐(200)의 인식 방식으로서 캡슐(200)의 인식부에서 방출하는 특정 파장 대역의 광이 이용되는 경우, 센서모듈(170)은 광 감지 센서 형태로 마련될 수 있다.
이 외에도, 캡슐(200)의 인식 방식으로서 다양한 방식이 이용될 수 있으며, 이 경우, 센서모듈(170)로서 캡슐(200)을 인식하는 방식에 매칭되는 다양한 센서가 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은 센서모듈(170)을 이용하여, 캡슐(200)을 인식하는 것뿐만 아니라, 식물에 대한 이미지를 획득하여 식물의 잎이 차지하는 면적이나 면적비율을 근거로 식물의 생장도를 측정하기 위해, 상기 센서모듈(170)은 전술한 바와 같이, 카메라모듈을 포함할 수 있으며, 이에 따라 본 명세서에서는 센서모듈(170)과 카메라모듈(170)의 용어를 혼용하여 사용하기로 한다.
한편, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 저면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 재배공간(S)의 천정면에 배치된 광원모듈(160)은 기판커버(161)가 재배공간(S)을 향하여 노출되도록 배치되되, 전술한 바와 같이, 기판(162), 기판커버(161) 및 기판베이스(163)를 포함한 광원모듈(160)은 모듈 단위로 모듈화되어, 내상(130)의 상부에 장착되거나 탈착될 수 있다.
이때, 광원모듈(160)은 내상(130)의 상부에 전후방으로 슬라이드 이동할 수 있도록, 내상(130)의 좌우측 내벽에는 광원모듈(160)의 이동을 가이드하고 광원모듈(160)을 지지하기 위해 돌출형성된 지지돌기(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 지지돌기는 내상(130)의 전후방향으로 길게 돌출형성됨으로써, 광원모듈(160)의 슬라이드 이동을 가이드하거나 광원모듈(160)이 낙하하지 않도록 광원모듈(160)을 지지할 수 있다.
광원모듈(160)의 슬라이드 이동을 가이드하고, 이를 지지하기 위해, 또 다른 실시예에 따라, 지지돌기가 아닌 한 쌍의 레일이 마련될 수도 있다.
이때, 내상(130)의 천정에 전후방으로 슬라이드 이동하는 광원모듈(160)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 전체적인 외관을 형성하는 기판베이스(163)는 전방의 폭이 넓고, 후방의 폭이 좁은 대략 사다리꼴의 형상을 가질 수 있다.
즉, 광원모듈(160) 또는 기판베이스(163)는, 좌우 양측면이 전방의 양측단에서 후방을 향한 연직방향을 기준으로 내측으로 α각도를 가져, 후방으로 갈수록 폭이 점차 줄어드는 외관을 가질 수 있다.
이에 따라, 광원모듈(160)이 내상(130)의 전방에서 후방으로 슬라이드 이동하여 장착될 때, 후방의 폭이 상대적으로 좁은 광원모듈(160)은, 내상(130)의 전방에서 진입 및 슬라이드 이동이 용이하고 안정적일 수 있다.
한편, 카메라모듈(170), 구체적으로 렌즈(L1, L2)는, 전술한 바와 같이, 광원모듈(160) 또는 기판커버(161)의 중심에 위치할 수 있다.
카메라모듈(170)은 광원모듈(160)의 기판(162)에 복수의 램프와 함께 마련되되, 이때, 카메라모듈(170)의 화각(스캐닝 범위)이 트레이(120)의 복수의 스팟을 모두 커버함으로써, 복수의 스팟에 임의로 배치된 캡슐(200)을 모두 인식하거나, 트레이(120)에서 성숙된 식물의 전반을 인식할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 기판(162)이 재배공간(S)에 노출되지 않도록, 기판커버(161)는 기판(162)을 덮을 수 있으며, 기판커버(161)가 기판(162) 뿐 아니라, 카메라 렌즈(L1)도 덮을 경우, 기판(162)의 램프로부터 출력된 빛이 기판커버(161)에 반사되어, 제어모듈이 카메라모듈(170)을 이용하여 캡슐(200)을 인식하거나 식물의 성장도(또는 생장도)를 측정하는데 편차가 발생할 수 있고, 또 카메라모듈(170)을 이용하여 촬영된 영상을 사용자에게 제공할 때, 사용자에게 선명한 이미지를 제공할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라모듈(170)은, 도 11a에 도시한 바와 같이, 카메라 렌즈(L1)가 기판커버(161)에 노출되도록 마련되되, 카메라 렌즈(L1)가 기판커버(161)의 노출면, 즉 기판커버(161)의 재배공간(S)을 향한 면과 상응하도록 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 카메라모듈(170)은, 도 11b에 도시한 바와 같이, 카메라 렌즈(L2)가 기판커버(161)에 노출되도록 마련되되, 카메라 렌즈(L2)가 기판커버(161)의 노출면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 즉, 카메라 렌즈(L2)가 트레이(120) 전반에 대한 영상을 확보하기 위해 광각의 렌즈인 경우, 카메라 렌즈(L2)는 기판커버(161)로부터 돌출 형성될 수도 있다.
여기서, 도 11a 및 11b는 도 10에 도시한 A-A'의 절단선을 기준으로 나타낸 광원모듈(160)의 종단면도이다.
카메라 렌즈(L1, L2)는, 전술한 바와 같이, 기판커버(161)의 관통홀(161a)을 통해 재배공간(S)으로 노출될 수 있으며, 이때, 관통홀(161a)과 이에 끼워진 카메라모듈(170) 또는 렌즈(L1, L2) 사이에 형성되는 틈을 통해 재배공간(S) 내 습기가 기판(162)으로 유입되지 않도록, 관통홀(161a)의 내주면에는 카메라모듈(170) 또는 렌즈(L1, L2) 사이에 씰링부재(미도시)가 개재되어 광원모듈(160)의 내부에 대하여 기밀 또는 수밀을 유지토록 하는 것이 바람직하다.
한편, 기판베이스(163)는, 전술한 바와 같이, 기판(162) 및/또는 센서모듈(170)이 장착되어 기판(162) 및/또는 센서모듈(170)을 지지하는 수단으로, 기판베이스(163)는 다수의 방열구(163a)가 타공 형성된 것이 바람직하다.
다수의 램프가 마련된 기판(162)은 램프 구동시 많은 열이 발생하기 때문에, 열로 가열된 고온의 공기를 기판(162)의 배면에 위치한 기판베이스(163)의 방열구(163a)를 통해 배출되도록 함으로써, 기판(162)이 과열에 의해 고장이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 기판(162), 기판커버(161) 및 기판베이스(163)를 포함한 광원모듈(160)은 내상(130)의 내측 상부에 마련될 수 있다.
기판(162)에 실장된 램프가 구동시 열이 발생하며, 발생된 열로 인한 고온의 공기는 기판베이스(163)의 방열구(163a)를 통해 배기되며, 고온의 공기는 내상(130)의 상면을 가열할 수 있다.
이렇게 내상(130)의 상면이 가열되면, 연쇄적으로 해당 내상(130)의 직상부에 위치한 다른 내상(130)을 가열할 수 있다.
이에 따라, 내상(130)의 하부에 마련된 트레이(120)의 내부 수용 공간에 저류된 배양액은, 직하부의 내상(130)으로부터 전달된 열에 의해 수온이 상승할 수 있다. 따라서, 배양액의 수온 상승에 따른 식물의 생장에 미치는 악영향을 방지하기 위해, 인접한 내상(130) 사이에는 공기단열층(G)이 마련되어 열의 전달을 차단하는 것이 바람직하다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 내상의 종단면도이고, 도 13은 도 12의 내상이 적층된 모습을 나타낸 도면이며, 도 14는 도 12의 내상 상부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12 내지 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 내상(130)은 인접한 또 다른 내상(130)과의 사이, 특히 상하부로 적층된 인접한 두 내상(130)들 사이에는 공기단열층(G)이 개재되어, 직하부에 위치한 내상(130)의 천정에 마련된 광원모듈(160)로부터 발생된 열이 직상부에 위치한 또 다른 내상(130)에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.
통상 공기는 열전도도가 0.025W/Mk이기 때문에, 인접한 두 내상(130) 간에 공기단열층(G)을 개재시킴으로써, 직하부의 광원모듈(160)로부터 발생하는 열을 차단하고, 내상(130)에 의해 마련되는 각 재배공간(S)마다 독립적인 식물재배환경을 구현할 수 있도록 할 수 있다.
공기단열층(G)은 어느 한 내상(130)의 외부 상측면에 마련될 수 있으며, 이때 공기단열층(G1)과 층을 이루도록 단열부재(G2)가 추가로 마련될 수 있다. 여기서, 단열부재(G2)는 단열 가능한 부재인 것이면 특별히 한정하지 않으나, 일 예로 0.035W/Mk의 열전도도를 가진 스티로폼일 수 있다.
즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 내상(130)의 외부 상측면에 공기단열층(Ga1, Gb1)과 단열부재(Ga2, Gb2)가 순차로 적층될 수 있고, 광원모듈(160)의 작동으로 발생된 열 에너지를 가진 고온의 공기는 공기단열층(G)에 머무르게 됨으로써, 열 에너지가 상부에 위치한 내상(130)으로 전달되지 않고, 후술하는 바와 같이, 내상열전도판(131) 및 캐비넷프레임(101, 102)으로 분산될 수 있다.
바람직하게, 공기단열층(G1)의 상부에 마련된 단열부재(G2)는 내상(130)의 상부 이외에 배면과 좌우측면 중 적어도 어느 일 면을 감싸도록 연장형성될 수 있다. 즉, 단열부재(G2)에 의해 내상(130)의 내부 재배공간(S)을 식물재배장치(100) 내 다른 구성요소와 차단함으로써, 독립된 식물재배환경을 구현토록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 내상열전도판을 나타낸 도면이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 내상(130)의 상부 외측면에는 면접하도록 마련된 내상열전도판(131)을 더 포함할 수 있다.
내상열전도판(131)은 대략 판상의 열전도체로서, 내상(130)의 천정에 마련된 광원모듈(160)로부터 발생된 열이 내상(130)과, 이에 면접한 내상열전도판(131)을 통해 분산되도록 함으로써, 내상(130)이 광원모듈(160)에 의해 빠르게 가열되지 않도록 할 수 있다.
이를 위해, 내상열전도판(131)은 전술한 바와 같이, 내상(130)의 상부 외측면에 면접하도록 안착되되, 일부는 캐비넷프레임(101, 102)에 접하도록 마련되어, 광원모듈(160)의 작동으로 발생된 열이 내상(130)과 내상열전도판(131), 그리고 캐비넷프레임(101, 102)을 순차로 전달되어 분산될 수 있다.
이를 위해, 열이 전달되는 경로를 제공하는 내상(130)과, 내상열전도판(131), 그리고 캐비넷프레임(101, 102)은 열전도체인 것이 바람직하다.
광원모듈(160)에 의해 발생된 열을 상기 전달 경로를 따라 분산시키기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 내상열전도판(131)은 대략 판상으로 이루어지되, 양측단은 상방으로 절곡되어 형성된 제1 및 제2 열전도편(131a, 131b)을 가질 수 있으며, 이때 상방으로 절곡 형성된 제1 및 제2 열전도편(131a, 131b)은 전후방향으로 수평하게 마련된 수평프레임(102)에 접하여 결합될 수 있다.
일 예로, 도 15(a)에 도시한 바와 같이, 캐비넷(110)에 제1 내상(130b)과, 제1 내상(130b) 위에 제2 내상(130a)이 마련된 경우, 제1 내상(130b)은 좌우측에 전후방향으로 수평하게 마련된 제1 수평프레임(102')에 결합될 수 있고, 제2 내상(130a)은 좌우측에 전후방향으로 수평하게 마련된 제2 수평프레임(102)에 결합될 수 있다.
이때, 내상열전도판(131)은 제1 내상(130b)의 상부 외측면에 면접하도록 마련되되, 좌우측에 상방으로 연장형성된 제1 및 제2 열전도편(131a, 131b)은 제2 수평프레임(102)에 접하도록 결합될 수 있다.
결국, 제2 수평프레임(102)에는 제2 내상(130a)과, 제1 내상(130b)의 내상열전도판(131)이 모두 결합되어, 내상열전도판(131)의 조립을 간소화할 수 있다. 이때, 도면에 나타낸 바와 같이, 제2 내상(130a)은 좌우측 하부가 제2 수평프레임(102)에 결합될 수 있다.
이렇게 내상열전도판(131)의 좌우측단에 마련된 제1 및 제2 열전도편(131a, 131b)은 상방으로 연장 형성되기 때문에, 전술한 공기단열층(G)은 서로 대향하도록 마련된 제1 및 제2 열전도편(131a, 131b) 사이에 마련될 수 있다.
이에 따라 광원모듈(160)의 작동으로 발생된 열 에너지를 가진 고온의 공기는 공기단열층(G)에 머무르되, 내상열전도판(131) 및 캐비넷프레임(101, 102)을 순차로 경유하는 경로를 따라 열이 분산될 수 있다.
즉, 공기단열층(Ga1, Gb1) 및/또는 단열부재(Ga2, Gb2)는 하부에 위치한 내상(130)의 광원모듈(160)로부터 발생된 열이 상부에 위치한 또 다른 내상(130)에 영향을 미치지 않도록 차단할 수 있고, 이와 동시에 기판베이스(163)은 광원모듈(160)의 작동으로 내상(130)에 전달되는 열을 주변, 특히 캐비넷프레임(101, 102)으로 분산시켜, 내상(130)이 신속히 가열되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상의 종단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 내상(130)은 내부의 저면(1303)에 저류된 물을 외부로 배출하기 위한 배수구(미도시)를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 내상(130)의 하부에는 트레이(120)가 마련되되, 트레이(120)를 내상(130)에 인입하거나 인출할 때 트레이(120)가 기울어지면서 트레이(120) 내 물이 넘치거나, 트레이(120) 내 배양액이 과급수되거나, 트레이(120) 내 수위센서가 오작동하거나, 트레이(120)의 연결불량으로 급수관을 통해 공급되는 배양액이 트레이(120) 내부로 유도되지 않는 등에는 내상(130)의 저면(1303)에 물이 저류되는 문제가 있다.
이 이외에도 재배공간(S) 내 다습한 분위기가 형성되는 경우, 응축수가 생성될 수 있으며, 다량의 응축수가 생성되는 경우에도 내상(130)의 저면(1303)에 물이 저류되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 내상(130)은, 저면(1303)에 저류된 물을 내상(130)의 외부로 배출하기 위해 배수구를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 내상(130)의 저면(1303)에 저류하고 있는 물을 배수구로 유도하기 위해, 내상(130)의 저면 중 적어도 일부는 상기 배수구의 위치를 중심으로 하향 경사진 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배수구는 내상(130)마다 내상(130)의 저면(1303) 후방에 적어도 하나씩 마련될 수 있고, 일 예로, 배수구는 내상(130)과 일대일로 대응되어, 1개의 내상(130)에는 1개의 배수구가 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 내상(130)은, 도면에 도시한 바와 같이, 천정면(1301)이 후방으로 갈수록 하향 경사진 것이 바람직하다.
이렇게 내상(130)의 천정면(1301)이 후방으로 갈수록 하향 경사짐으로써, 내상(130)의 내부가 다습한 분위기일 때 천정면(1301)에 형성된 응축수는 경사진 천정면(1301)을 따라 후방으로 유도될 수 있고, 후방으로 유도된 응축수는 낙하하거나 후방 내측벽(1302)을 따라 흘러, 저면(1303)의 배수구로 유도될 수 있다.
구체적으로, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 내상(130)을 전후방향으로 놓인 수직 절단면을 기준으로 잘랐을 때 내상(130)의 종단면도를 나타낸 것으로서, θ1은 90°미만, 일 예로 87°일 수 있고, θ2는 90° 초과, 일 예로 93°일 수 있으며, θ3은 저면(1303)이 경사지도록 90°초과, 일 예로 91°일 수 있다.
내상(130)의 저면(1303) 역시 후방으로 갈수록 하향 경사짐으로써, 내상(130)의 저면(1303)에 저류한 물을 후방에 위치한 배수구로 유도케 할 수 있다.
한편, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 재배공간별 제어방법의 단계별 흐름도이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 식물재배장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어모듈은, 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 각 내상(130)에 의해 형성되는 재배공간(S) 별로 식물재배환경을 독립적으로 구현하기 위해, 먼저, 각각의 내상(130)마다 마련된 카메라모듈(170)을 이용하여 트레이(120)에 마련된 캡슐(200)을 식별하고, 캡슐(200)의 개수나 캡슐(200)의 품종, 또는 캡슐(200)의 배치시기 등에 대한 각종 정보를 획득할 수 있다(S10).
이후, 제어모듈은 광원모듈(160) 내 기판의 램프에 대하여, 내상(130)의 재배공간(S) 별로 파종된 품종에 따라, 또는 품종의 파종 시기에 따라, 광량이나 파장 대역을 달리 제어(S20)하여, 식물의 최적 생육 조건을 형성함으로써, 재배시간을 조절하거나, 식감이나 영양 성분 등과 같은 품질을 증대시키거나 에너지를 절감할 수 있다.
구체적으로, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 재배공간별 생육주기의 예시를 나타낸 도면이다.
제어모듈은 트레이(120)에 파종된 식물의 품종에 따라 식물의 생육을 위해 광원모듈(160) 내 기판의 램프의 광량이나 파장대역을 달리 제어할 수 있음은 물론, 도 18에 도시한 바와 같이, 동일한 품종이라 하더라도 파종 시기에 따라 복수 내상(Sa~Sc)의 각 재배공간(S) 별로 출력되는 광량 및/또는 파장대역을 달리 제어할 수 있다.
일 예로, 1일 차에 상위 내상(130a)의 재배공간(Sa)에 파종이 시작되었고, 15일 차에 중위 내상(130b)의 재배공간(Sb)에 파종이 시작되었으며, 22일 차에 하위 내상(130c)의 재배공간(Sc)에 파종이 시작된 경우, 각 재배공간 별로 파종 - 발아 - 생육 - 수확 - 폐기의 단계는 서로 동일하지 않을 수 있고, 본 발명은 일 실시예에 따라 각 재배공간 별로 제어모듈은 램프의 광량이나 파장대역을 달리 출력하도록 제어할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어모듈은, 모든 내상(130a~130c)의 재배공간(Sa~Sc)에 대하여 동일하게 램프의 출력을 제어하지 않고, 내상(130a~130c)의 각 재배공간(Sa~Sc) 별로 식물의 파종 시기에 따라 램프의 출력을 달리 제어함으로써, 내상(130)에 의해 마련되는 각 재배공간(S)마다 독립적인 식물재배환경을 구현할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 식물재배시스템 200: 캡슐
100: 식물재배장치 300: 사용자단말기
400: 서버 110: 캐비넷
101: 수직프레임 102: 수평프레임
111: 도어 1111: 윈도우
120: 트레이 130: 내상
131: 내상열전도판 1301: 천정면
1302: 후방내측벽 1303: 저면
141: 순환팬 142: 제1 덕트
143: 제2 덕트 1421~1423: 제1 단위덕트체
1431~1433: 제2 단위덕트체 T11~T13: 제1 터미널
T21~T23: 제2 터미널 151: 압축기
152: 응축기 153: 증발기
151~153: 공조장치 160: 광원모듈
161: 기판커버 161a: 관통홀
162: 기판 163: 기판베이스
163a: 방열구 170: 센서모듈
192: 영양액탱크 194: 워터탱크
195: 응축수탱크 C1: 제1 채널
C2: 제2 채널
210: 캡슐프레임 220: 커버
221: 잔존부 222: 제거부
230: 인식부 240: 씨드수용부
250: 씨드

Claims (12)

  1. 외관을 형성하는 캐비넷;
    상기 캐비넷 내에 복수 개가 마련되되, 내부에 재배공간을 형성하는 내상;
    상기 재배공간에 마련되어, 식물이 재배되는 트레이; 및
    상기 재배공간의 식물을 향하여 광을 조사하는 광원모듈;
    을 포함하고,
    상기 광원모듈은, 복수의 램프가 실장된 적어도 하나의 기판과, 상기 재배공간의 식물을 향하여 마련된 카메라모듈과, 상기 기판이 노출되지 않도록 상기 기판을 덮는 기판커버를 포함하며,
    상기 카메라모듈의 렌즈는, 상기 기판커버에 노출되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원모듈은, 상기 재배공간 내 천정에 마련되고,
    상기 기판커버는, 상기 렌즈가 노출되는 관통홀을 갖되, 상기 관통홀은 상기 광원모듈의 중심에 마련되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판커버는, 투명재질이되, 상기 조사된 광이 상기 기판커버에 의해 반사되어, 상기 렌즈로 입사되지 않는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 기판커버의 노출면과 상응하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈는, 광각렌즈로서, 상기 기판커버의 노출면으로부터 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 관통홀의 내주면에는, 상기 렌즈와의 사이에 개재되어 상기 광원모듈의 내부에 대하여 기밀 또는 수밀을 유지토록 하는 씰링부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    인접한 상기 내상 사이에 개재된 공기단열층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기단열층은, 상기 내상의 외부 상측면에 마련되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 인접한 내상 사이에 개재되되, 상기 공기단열층과 층을 이루도록 마련된 단열부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원모듈은, 전방의 폭이 넓고, 후방의 폭이 좁은 형상을 갖되,
    상기 광원모듈은, 상기 내상에 전방에서 후방으로 슬라이딩 이동하여 결합되는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 재배공간마다 식물의 생육주기별로 상기 램프를 이용하여 광량 또는 출력대역파장을 조절하는 제어모듈;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 카메라모듈을 이용하여 식물의 품종을 확인하고, 품종에 따라 상기 램프를 이용하여 광량 또는 출력대역파장을 조절하는 것을 특징으로 하는 식물재배장치.
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