화훼류 수경재배에 적합한 지능형 양액제어 플랫폼 설계 = Design of an Intelligent Platform for the Nutrient Solution Control Suitable for Floriculture Hydroponics
저자
김형곤 ( Hyeonggon Kim ) ; 이재수 ( Jaesu Lee ) ; 김태현 ( Taehyun Kim ) ; 백정현 ( Junghyun Baek ) ; 임동혁 ( Donghyuk Lim ) ; 김현종 ( Hyunjong Kim )
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학술지명
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발행연도
2021
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-주제어
자료형태
학술저널
수록면
308-308(1쪽)
제공처
본 연구에서는 관행 양액제어시스템의 내구성 및 신뢰성 저하 문제원인을 파악하고, 개선방안을 도출하여 화훼류 수경재배에 적합한 지능형 양액제어 플랫폼을 설계하고자 수행되었다. 현재 양액제어시스템의 양액농도 센싱은 주로 관삽입형 EC 센서가 사용되고 있다. 관삽입형 EC 센서는 가격이 저렴하지만 센서 접촉 부분이 작고, 양액 흡입 농도가 높을 경우 측정값의 편차가 커서 양액기의 오동작을 빈번하게 발생시킬 경향이 높다. 이를 해결하고자 EC 센서의 접촉 부분을 확대하기 위해 관통형 EC 센서로 대체하고, 오차 및 유지보수를 위해 병렬 배치하도록 설계하였다. 또한, 관행 양액제어시스템은 양액의 고농도 원액 흡입방식인 벤츄리(venturi) 방식으로 대부분 사용되고 있다. 벤츄리방식의 양액 흡입방식은 흡입구가 매우 작아 빈번하게 관로가 막혀서, A제와 B제의 양액(이온)이 불균형하게 공급되는 현상이 자주 발생한다. 이에 우리나라 양액 조성방식에 맞도록 양액흡입방식을 벤츄리방식에서 워터젯(waterjet) 방식으로 개선하였다. 기존 양액공급 장치의 부속 자재도 진동 및 내산성에 취약한 재질로 구성되어 내구성이 현저히 낮은 실정이다. 관행적으로 사용되고 있는 상수도용 유량계의 내부 부속품은 내산성에 취약하며, 구조도 복잡해 수압 손실이 발생한다. 전체 프레임 재질은 주로 조립형 알루미늄 프로파일을 사용하고 있으나, 알루미늄 프로파일은 진동에 약해서 양액공급시스템에는 적합하지 않다. 또한, 프로파일 연결 부속과 체결용 부자재 등은 특히, 내 산성에 취약하기때문에 스테인리스 재질로 보완하여 설계하였다. 마지막으로, 기존 관행의 양액제어시스템은 시간, 유량 및 광강도를 통한 양액 제어로 실제 작물의 근권부 환경 상태가 아니라 지상부 환경요인들로만 양액의 관수 제어가 이루어졌다. 본 연구에서는 실제 작물의 지상부 환경뿐만 아니라 근권부 환경도 고려한 양액의 관수제어를 할 수 있으며, 인공지능 기반 증발산량 예측모델을 통해 더욱 정밀한 양액을 공급할 수 있도록 클라우드 기반 지능형 양액제어 플랫폼도 구성하였다. 이를 통해 관수 및 비료비용이 절감되고, 화훼 작물의 수량 및 품질이 향상될 것으로 판단된다.
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