[자동화] 스마트 양액 재배 시스템: "필터 교체 시기"를 자동으로 예측하는 방법

하이드로포닉(수경 재배) 시스템에서 양액 필터는 필수적인 유지관리 요소입니다. 하지만 대부분은 “주기적으로” 또는 “감으로” 필터를 교체하죠. 이 글에서는 펌프의 부하를 감지하여 필터 교체 시기를 자동으로 예측하는 똑똑한 방법을 소개합니다.

💡 왜 자동 예측이 필요할까?

양액은 순환되면서 부유물(뿌리조각, 이물질 등) 이 필터에 축적됩니다.
이때 필터가 막히면 다음과 같은 문제가 생기죠:

  • 양액 흐름 감소 → 작물에 양분 공급 부족

  • 펌프 과부하 → 수명 단축, 고장

  • UV 살균 효과 저하

👉 미리 감지해서 적절한 시점에 필터를 교체하면
효율도 높이고 장비 수명도 지킬 수 있습니다.

⚙️ 자동 감지 방식 3가지

1. 전류 센서 방식: 펌프의 "힘듦"을 눈치챈다

펌프가 평소보다 많은 전류를 소모하면,
필터가 막혀서 물이 잘 흐르지 않는다는 뜻일 수 있습니다.

  • 📈 정상 상태: 0.9A

  • ⚠️ 부하 증가: 1.2A 이상 → 경고

  • ❗ 교체 필요: 1.4A 이상

장점: 센서 설치 간단, 비용 저렴
단점: 펌프 상태나 환경 변화에도 영향을 받을 수 있음

2. 압력 센서 방식: 필터 전후의 압력 차이를 직접 측정

필터 앞뒤에 저압 압력 센서 2개를 설치해
차압(ΔP)을 측정합니다. 차압이 커질수록 필터 막힘이 심하다는 뜻!

  • ΔP = 0.1 bar 이하 → 정상

  • ΔP = 0.4 bar 이상 → 교체 시기

장점: 가장 신뢰성 높은 방식
단점: 센서 2개 필요, 초기 설치 조금 복잡

3. 유량 센서 방식: 흐르는 양이 줄면 필터가 막혔다?

펌프가 일정 출력을 내고 있는데,
유량이 줄어든다면 필터 막힘이 의심됩니다.

  • 정상: 5.5 L/min

  • 경고: 4.2 L/min

  • 교체 필요: 3.8 L/min 이하

장점: 흐름 자체를 감시
단점: 누수, 펌프 마모 등 다른 원인도 있을 수 있어 보조용으로 활용

🧠 시스템 구성 예시

[양액 탱크]
   ↓
[부유물 필터] ← 압력센서2개 or 전류센서
   ↓
[펌프] ← 전류 감지
   ↓
[UV 살균부]
   ↓
[관수 시스템]

이 센서값을 마이크로컨트롤러(예: 아두이노, ESP32) 또는 PLC와 연동해
정해진 기준 이상이면 경고 알림 or 자동 정지도 가능하죠.

🧪 스마트 농업의 시작은 "데이터 기반 유지관리"

이런 방식으로 필터 교체를 데이터로 판단하면:

  • 불필요한 필터 낭비 ↓

  • 장비 수명 연장 ↑

  • 작물 안정성 유지

작은 아이디어지만 큰 차이를 만듭니다.
앞으로 더 많은 스마트 농업 아이디어도 소개할게요! 🌿

🔧 관련 기술이 궁금하다면?

  • 전류 센서: CT센서 (ACS712 등)

  • 압력 센서: 0~1 bar 압력 센서 2개

  • 유량 센서: 유량 측정기 (홀 센서 기반)

  • 제어 장치: Arduino, ESP32, PLC 등

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