[農業+IT=스마트팜] 6. 나만의 스마트팜 本格 構築하기 (1)

[IT東亞]

스마트팜 (smart farm): 農林軸水産物의 生産 및 加工, 流通 段階에서 ICT(情報通信技術)를 椄木한 知能化 農業 시스템. 事物인터넷(IoT), 빅데이터, 人工知能 等의 IT技術을 통해 農作物, 家畜 및 水産物 等의 生育 環境을 適正하게 維持, 管理하고, PC나 스마트폰 等으로 遠隔 自動 管理할 수 있어 生産 效率性과 便利性을 높일 수 있다. (네이버 用語辭典)

[연재순서]

只今 스마트팜에 對해 關心 가져야 하는 理由 - https://it.donga.com/103234/

스마트팜과 事物인터넷 알아보기 - https://it.donga.com/103310/

스마트팜 具現 솔루션 理解하기 - https://it.donga.com/103462/

環境 데이터 蒐集用 센서 構築하기 (1) - https://it.donga.com/103660/

環境 데이터 蒐集用 센서 構築하기 (2) - https://it.donga.com/103752/

나만의 스마트팜, 實際 構築하기 (1)

나만의 스마트팜, 實際 構築하기 (2)

連載를 마치며

적지 않은 사람들이 스마트팜이라고 하면 '萬能 農事꾼'을 떠올린다. 대단한 尖端技術이 녹아있는 特別한 弄技術이라 생각하는 듯한데, 半은 맞고 半은 틀리다. 스마트팜이 어떤 特定 技術로 限定되는 건 아니다. 그저 농축산에 걸쳐 生産量을 증가시킬 수 있는 IT技術을 모두 스마트팜이라고 할 수 있다.

海外 스마트팜 企業의 境遇 栽培社부터 栽培社 制御 技術까지 巨大 시스템을 提供하는 곳도 있는데, 이들은 말그대로 正말 尖端日 수 있다. 技術도 技術이지만, 實際 데이터에 基盤한 農法을 活用해 生産量을 極度로 끌어올리기 때문이다. 하지만, 只今의 우리에겐 데이터를 基盤하기에는 좀 無理가 있고, 적어도 勞動力만 줄일 수 있으면 現實的으로 아주 有用한 스마트팜 시스템이 될 수 있다.

이제 當場 아파트 발코니에 마련할 수 있는 나만의 스마트팜을 만들 次例다. 勞動力은 줄이면서 좀더 緻密하게 作物을 栽培할 수 있도록 돕는 나만의 專用 도우미를 만들어보자.

스마트팜 機能 定하기

우리가 만들 스마트팜은 엽체類를 栽培하는 것을 基準으로 한다. 엽체類라 함은 상추같이 잎을 먹는 菜蔬類를 말한다. 아마도 一般 家庭에서 만만하게 栽培할 수 있는 菜蔬日 테다. 栽培 經驗者라면 다양한 菜蔬도 키울 수 있을 것이다.

大部分의 엽체類를 栽培할 때 重要한 것 中 하나가 바로 日照量이다. 大槪 室內에서 키우는 菜蔬라면 日照量을 높이기 위해서 植物龍 LED를 使用한다.

LED의 赤色 波長은 生育 促進을 일으켜 收穫量을 증가시키는 效果가 있고, 파란色 波長은 잎의 形態를 形成하는데 도움이 된다고 알려져 있다. 結局 빨간色과 파란色 波長이 가장 必要한 色인 셈이다. 植物龍 LED는 빨간色 LED와 파란色 LED가 適切하게 配分, 生産되니, LED를 使用하겠다면 이런 植物龍 LED를 購買하면 된다. 딱히 어느 것이 좋고 나쁜 건 없는 듯하다. 다만, 싼 製品은 耐久性이 좀 떨어질 뿐.

센서는 溫濕度 센서와 土壤 濕度 센서를 活用하자. 周邊 空氣의 溫濕度를 測定하여 너무 마르지 않게 또는 너무 낮지 않게 維持하기 위함이다. 土壤 濕度는 물이 適切하게 供給이 되었는지를 確認할 수 있다. 事實 이는 부지런하다면 늘 適切하게 맞출 수 있는데, 그래도 시스템으로 接近하는 거니 모니터링 可能한 環境값들은 向後를 위해서라도 모아놓는 게 좋겠다.

以外에 可能하다면 팬도 하나 달아주는 게 좋다. 植物도 周邊 環境이 너무 安樂하면 그리 잘 자라지 않는데, 때로는 바람도 맞아야 좀더 튼튼하게 자랄 수 있다. 때문에 適切한 바람을 쐬어 주는 것도 必要하다. 다만 팬은 처음부터 꼭 있어야 하는 건 아니니 천천히 準備해도 된다.

이 같은 센서로 構築할 스마트팜은 溫濕度, 土壤 濕度를 測定하고, 適正 값 以下가 되면 알람을 울리게 하거나 時間을 設定해 LED를 켜고 끄게 하면 된다.

스마트팜 構造物 및 構成

一旦 센서와 메인보드 等을 모두 하나로 만들기 爲해 박스 하나에 넣는 게 좋다. 가까운 低價 마트에서 低廉한 物品保管박스를 購買해, 센서, 보드 等을 넣어 電燈形態로 만들려고 한다.

메인보드와 센서를 담고, 바닥에는 LED 바를 附着하면 一體型으로 만들 크기는 되겠다. 筆者는 좀더 構造的으로 만들고자, 아예 아크릴판을 祭壇海 反對便까지 막아뒀다. 勿論 이와 똑같이 만들 必要는 없다.

理解를 돕고자 形便 없는 그림 實力이지만 大略 그려봤다. 하늘色 箱子가 物品保管박스로 만들 센서 本體다. 本體에 모든 것을 잘 욱여넣으면 심플한 스마트팜 裝置가 되겠다. 센서 本體 아래 箱子는 무엇이 됐든 센서 本體를 据置할 수 있으면 된다.

비트모스 보드와 센서 및 LED 바의 連結 構成은 槪念으로만 理解해도 되며, 그 構成도는 아래와 같다.

비트모스 보드에 溫濕度 센서와 土壤의 濕度를 測定하는 濕度 센서를 直接 連結한다. 그리고 LED ON/OFF制御를 위해서 보드에 連結해야 하는데, LED는 12V로 電源을 供給해야되다 보니 센서와 다르게 5V電源 供給으로는 되지 않는다. 그래서, 12V를 連結해주고 制御는 릴레이를 通해서 스위치처럼 電源을 끊었다 붙였다하도록 回路를 構成하였다.

메인構造物 製作

者, 이제 위에 言及한 材料와 構成으로 實際 製作을 해본다. 구멍도 좀 뚫어야 하니 工具가 必要하다. 자잘한 工作에 손재주가 있고 關聯 工具도 準備돼 있다면 더 좋다. 또는 周邊 메이커 스페이스에서 도움을 받으면 아주 좋다. 메이커 스페이스에는 關聯 專門家들이 常住하고 있어, 相當한 技術的 도움을 받을 수 있다.

筆者가 購買한 LED 바는 어디에 附着하기가 아주 쉽다. 양면테이프와 바를 달 수 있는 브라켓度 함께 들어있다. 戰線은 커네거 形態로 되어 있어, 여러 個를 同時에 延長해 달 수 있다. 요즘 製品들은 참 잘 만들어진다.

部品 室長을 위해 바닥面에 該當하는 下판을 製作했다. 본 製作은 圖面을 그린 다음 아크릴 製作業體에 맡겨 레이저로 커팅했는데, 그냥 드릴로 뚫어 만들어도 크게 相關은 없다. 單 아크릴을 뚫을 때는 아크릴 專用 드릴날이 있어야 한다. 그렇지 않으면 아크릴이 쉽게 깨질 수 있다.

위 寫眞대로, 아크릴板 위에 部品을 室長한다. 비트모스 보드를 올리고 LCD 바도 連結해 現在 溫濕度를 볼 수 있도록 標示한다.

아크릴 아래쪽에 LED 바를 바로 붙였다. 本體 덮개를 덮으면 完璧한 케이스가 된다. 나름대로 그럴싸하다.

이제 溫濕度 센서를 LED 바 사이에 裝着하고, 土壤 濕度 센서도 連結해 흙에 꽂도록 延長하면 本體는 完成이다.

家庭用 스마트팜 시스템의 實體가 드러났다. 事實 筆者가 만드는 方式이 꼭 正答은 아니다. 그냥 筆者만의 스타일로 만들어 보는 거니 參考 水準으로 보길 勸한다. 이런 作業을 통해 自身이 생각하는 機能을 더함으로써 自身만의 멋스러운 스마트팜 機器를 製作할 수 있다.

한술에 배부를 수 없다. 經驗과 知識을 차곡차곡 쌓다보면 어느덧 專門家가 된다. 이 글을 통해 내 作物은 IT技術을 活用해 效率的으로 栽培할 수 있는 專門家로 발돋움하길 期待한다. 호미와 쟁기만으로 武裝한 農夫가 아닌, IT技術을 活用하는 디지털 트랜스폼 農夫가 되는 것이다.

글 / 장선연

神奇하고 새로운 技術을 椄木하는 걸 좋아해서, 大學院 碩士課程 때 硏究室 創業을 했다가 結局 自退해高 現在는 일에 專念하고 있다. 技術과 藝術을 椄木한 미디어 아트 分野에서 大學院生 對象 講義를 進行하고 있고, 작은 메이커 스페이스度 運營 中이다.

整理 / IT東亞 이문규 (munch@itdonga.com)