주말농장용 워터맨Yard 프로토타입 2호기로서 다음 사항을 보완하여 다시 제작했다.

 

1. 솔레노이드 밸브를 전동볼밸브로로 교체 

 

수압이 높은 곳에서 고장이 잦은 솔레노이드밸브 대신에 전동볼밸브로 교체했다. 아래 동영상에서와 같이 전동볼밸브는 전자석 방식의 스위치가 아니고 서보모터를 돌려 밸브를 여닫는 방식이므로 여닫는 속도는 늦어도 솔레노이드밸브 보다 훨씬 튼튼하고 수압이 높은 환경에서도 잘 작동된다.

 

 

 

 

구매좌표  

Electrical Ball Valves

 

전동볼밸브도 여러 방식이 있는데 본 프로젝트에서는 fail safe기능이 지원되는 2선식을 사용했다. (아래 타입 중 CR04 ) 즉, 밸브에 전원이 공급되고 있을 때에만 밸브가 열리고 전원이 차단되면 자동으로 밸브가 닫히므로 작동 중 시스템이 고장나 전원이 차단되어도 물이 계속 흐르는 오작동 염려가 없다. 

 

 

 

2. 태양광 자발전 방식

 

주말농장이라는 특성상 시스템이 노지에 설치되어야 하는데, 기기까지 전기를 연결하는 공사가 만만치 않다. 즉 비바람에 직접 노출되고 일을 하기 위해 자주 왕래해야 하는 곳에 상시 전기선을 끌어 설치하는 것이 번거롭고 또 주말농장이기 때문에 주중에 비워 놓아야 하는데 전기를 계속 연결해 놓는 것이 누전 등의 위험도 있다.         

 

따라서 태양광패널을 기기 상단에 설치하여 필요한 전력을 자가발전해서 사용하도록 함으로써 번거롭고 위험한 전기 배선을 생략해서 운영할 수 있도록 하였다.  

 

 

5V용 태양광패널을 이용하여 태양광발전하여 충전모듈을 통해 18650 리튬이온 배터리에 충전되도록 하였고, 발전량이 부족할 때에는 충전모듈을 통해 USB로 충전할 수도 있도록 하였다. 전동 볼밸브가 12V용이므로 18650배터리의 전력을 사용할 때에는 Voltage Booster를 통해 12V로 승압해서 사용하는 방식으로 구성하였다.   

 

 

시스템구성

 

 

 

 

 

 

석부작 관수용으로는 다음과 같이 2단 테이블에 석부작을 배치하고 미스트 노즐을 이용해서 물은 분사시키는 방식으로 구성하였다.

 

성공적으로 가동된다.

 

 

주말농장용으로는 스프링쿨러를 이용해서 많은 양의 물을 뿌려주는 방식으로 구현하였다.

 

 

 

그런데 설치 며칠만에 사고가 터졌다.  지정된 시간을 초과한 후에도 계속 물이 나와 물바다를 만들어 버렸다는 것이다.  주말농장의 있는 지역의 수도가 다른 곳보다 수압이 2~3배 쎈 곳이어서 솔레노이드 밸브가 열릴 때 손상되었는지 한번 열린 후 닫혀지지 않았던 것이다. 솔레노이드 밸브를 분해하여 고무 패킹 부분을 수리해도 한번 이상이 발생한 밸브에서는 또다시 똑같은 문제가 발생한다.

 

석부작 관수용 시스템은 도시지역이고 수압이 높지 않아서 인지 동일한 솔레노이드 밸브도 아무 이상없이 가동되고 있는데, 수압이 센 지역에서는 솔레노이드 밸브가 견디지 못한다. 다른 방식의 밸브를 찾아 보아야 겠다.     

 

 

자동으로 Water를 공급해 주는 워터맨을 피지컬 컴퓨팅 실습용으로 두가지 개발해 보았다.

 

지인으로부터의 다음과 같은 요청이 있어 실습용이 아닌 실제 업무환경에서 사용할 수 있는 워터맨 기기를 제작해 보기로 했다.   

 

1) 주말 농장을 운영중인데 일주일은 4일은 지방에 가서 근무해야 해서 일주일 중 4일간은 작물에 물을 줄 수가 없다. 매일 매일 주말농장에 가지 않아도 매일 시간에 맟춰 자동으로 작물에 물을 줄 수 있는 시스템이 필요하다.

 

2)석부작( 목화석 같은 암석 위에 풍란이라는 난초를 키우기 )을 수십개 재배 중인데, 풍란이 마르지 않도록 거의 매일 관수를 해주고 있다. 여름휴가 기간 일주일 정도 집을 비워야 하는데 일주일 정도 물을 주지 않느면 전부 말라 죽어 버릴텐데 고민이다.  매일 자동으로 일정 시각에 일정량의 물을 분사시켜 주는 기능이 필요하다.       

 

 

기능 요건 :

 

1) 화분 몇개 정도가 아닌 다량의 작물에 관수해야 하므로 물통에 담겨진 물을 펌프 가동해서 끌어 올리는 방식이 아니고 수도에 직접 연결해서 사용할 수 있어야 한다.   

 

2) 실내가 아닌 주말농장 야외에 설치해서 운영할 수도 있으므로 비가 와도 회로가 쇼트되지 않도록 방수되는 케이스를 이용해야 한다.

 

3) 사용자가 자동으로 물주는 시각과 물의 공급량을 임의로 지정할 수 있어야 한다. 

 

4) 정해진 시각에 자동으로 관수하는 기능 이외에도 사용자 원하면 수동으로 즉시 관수를 시작하거나 중단시키는 기능이 필요하다.  

 

5) 매일 지정된 시각에 물을 주되 비오는 날 또는 온도가 낮은 날에는 자동으로 물주기를 생략할 수 있어야 한다. (예를 들어 상대 습도를 Check하여 90퍼센트 이상이거나 기온이 10도 이하로 떨어지면 물주기 생략할 수 있도록 사용자가 설정 )

 

 

 

 

 

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