농림축산식품부 실태조사에 따르면 스마트팜 도입률은 전체 시설원예 농가 면적의 약 14%이고, AI 같은 고도화 기술의 실질 활용률은 10% 미만으로 추산됩니다. 그런데 어떤 스마트팜이든 시작은 같습니다. 센서가 읽은 숫자입니다. 저는 6년째 비가림 하우스에서 샤인머스켓을 키우는 농부이면서 전자회로를 설계하는 사람입니다. 그래서 스마트팜 센서가 어떤 물리 원리로 흙과 공기를 숫자로 바꾸는지, 어디서 틀리기 쉬운지를 회로 설계자의 눈으로 정리했습니다. 스마트팜 센서의 큰 그림, 무엇을 재는가 스마트팜은 기존 농업기술에 정보통신기술, 사물인터넷, 인공지능, 센서를 접목한 농장입니다. 시설 안에서 쓰는 센서는 크게 환경 센서(온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍속, 강우), CO2 센서, 배지 센서(수온, EC, pH)로 나뉘고, 이 값들이 환기창, 커튼, 관수, 양액 장치를 움직이는 제어의 입력이 됩니다(출처: 이투데이, 스마트팜 과제와 미래 ). 센서 측정 대상 핵심 원리 정확도 참고(온실 측정 지침) 온습도 공기 온도, 상대습도 온도 감응 소자, 습도에 따라 변하는 정전용량 설치 위치와 차광이 정확도를 좌우 토양수분 흙 속 물의 양 물의 높은 유전율(약 80) 이용 토양 종류별 보정 필요 CO2 공기 중 CO2 농도(ppm) NDIR(적외선 흡수) 정밀도 ±1%, 정확도 ±3% EC 양액·토양 용액의 이온 농도 전기전도도 정밀도 ±3%, 정확도 ±5% pH 산성도 전극의 전위차 정밀도·정확도 ±0.1 pH 광(PAR) 광합성에 쓰이는 빛의 양 양자 센서 정밀도 ±1%, 정확도 ±10%, 연 1회 교정 표의 정확도는 온실 실험의 환경 측정을 위한 지침(Plant Methods)에서 제시한 값으로, 일반 상용 센서의 사양과는 다를 수 있습니다(출처: Plant Methods, 온실 환경 측정·보고 지침 ). 한 줄 요약 스마트팜 센서는 환경(온습도·광), CO2, ...

하우스 안 온도계가 40도를 넘기면, 포도나무는 사실상 일을 멈춥니다. 당도를 올려야 할 한여름에 정작 광합성이 가장 안 되는 역설적인 상황이 매년 반복됩니다. 그럴 때마다 저는 '차라리 밤에 LED로 광합성을 시키면 어떨까'라는 상상을 합니다. 6년째 샤인머스켓과 레드클라렛을 키우는 농부이자, 25년째 전자회로를 설계해온 엔지니어의 시선으로 이 상상이 현실이 될 수 있는지 직접 자료를 찾아 정리했습니다. [시중에 식물 조명은 많이 상용화 되어 있다] 식물이 빛을 흡수하는 원리, 왜 모든 빛이 같지 않은가 사람 눈에는 다 똑같은 흰 빛으로 보여도, 식물은 빛의 파장에 따라 전혀 다르게 반응합니다. 식물의 광합성은 주로 400~500nm 대역의 청색광과 640~670nm 대역의 적색광을 흡수해서 이루어지는데, 청색광은 잎과 줄기 발달, 뿌리 성장 등 튼튼한 생장을 돕고 적색광은 개화와 열매 결실을 촉진합니다( 출처: 시그니파이 코리아 ). 반면 500~640nm 사이의 녹색광은 청색광과 적색광에 비해 엽록소의 흡수가 상대적으로 낮지만, 그래도 식물의 잎 내부까지 도달해 광합성에 기여할 수 있습니다. 우리가 나뭇잎을 초록색으로 보는 이유도 바로 이 반사된 빛 때문입니다. 이 원리 때문에 LED 식물조명은 형광등이나 백열등처럼 모든 파장을 고르게 뿌리는 대신, 광합성에 실제로 쓰이는 파장만 골라 효율적으로 만들어낼 수 있습니다. 요약: 식물은 청색광과 적색광 위주로 광합성을 하며, LED는 이 파장을 선택적으로 만들어낼 수 있어 이론적으로 보광에 유리합니다. LED 보광이 실제로 광합성을 대체할 수 있는가 결론부터 말하면, 이미 상용화된 기술입니다. 보광(補光)이란 자연광이 부족한 시기나 시간대에 인공광을 더해 광합성량을 보충해주는 재배 기법을...