[스마트팜] 스마트팜 환경제어 & 관수장치 설계에 도움이 되는 추천 영문 도서 8선

 

🌱 스마트팜 환경제어 & 관수장치 설계에 도움이 되는 추천 영문 도서 8선

스마트팜을 설계하면서 가장 중요한 핵심 요소는 무엇일까요? 바로 정밀한 환경제어 시스템과 효율적인 관수·양액 공급 시스템입니다. 이 글에서는 스마트팜을 구성하는 주요 요소(관수, 냉난방, 제어, 자동화 등)에 맞춰, 전 세계적으로 검증된 전문 영문 도서 8권을 추천해드립니다.

🌿 1. 스마트팜 전체 설계 이해를 위한 필독서

📘 Greenhouse Engineering

  • 저자: Robert A. Aldrich, John W. Bartok Jr.

  • 특징: 온실 구조, 난방, 관수, 통풍까지 전체 시스템을 공학적으로 설계

  • 추천 이유: 스마트팜 구조 설계 입문서로 가장 적합한 실무 중심 도서

  • 읽기 좋은 분: 구조 설계와 기초 자동화 설계를 병행하고 싶은 분

💧 2. 관수(Irrigation) 및 양액(Fertigation) 시스템 설계

📘 Irrigation Engineering: Principles and Practices

  • 저자: Vijay P. Singh

  • 특징: 드립 관수, 스프링클러 시스템 설계, 펌프·유량·압력 해석

  • 추천 이유: 수리학 기반으로 관수장치를 설계하고자 할 때 유용

  • 읽기 좋은 분: 밸브, 유량계, 펌프 등의 기계적 원리를 깊게 알고 싶은 분

📘 Fertigation: A Tool for Efficient Fertilizer and Water Management

  • 저자: M. L. Jat, T. B. S. Rajput

  • 특징: 영양액 조합, EC/pH 제어, 작물 최적 성장 조건 중심

  • 추천 이유: 스마트 양액 시스템(Venturi 등)과 제어 알고리즘 정리

  • 읽기 좋은 분: 수경재배 혹은 고부가작물 양액 설계를 하고 싶은 분

🌡️ 3. 온도, 습도, CO₂ 제어를 위한 HVAC 설계 도서

📘 HVAC Fundamentals

  • 저자: Samuel Sugarman

  • 특징: 냉난방 설비 구성요소(팬, 펌프, 댐퍼, 밸브)와 작동 원리

  • 추천 이유: 온실/실내 스마트팜의 환경을 정확히 조절하고 싶을 때 필독

  • 읽기 좋은 분: 공조 시스템을 손수 설계하거나 개선하려는 분

📘 Control of HVAC Systems

  • 저자: Roger W. Haines

  • 특징: PID 제어, 센서 입력 제어, 자동 온도/습도 유지 알고리즘

  • 추천 이유: HVAC 시스템을 자동화하거나 PLC 연동하고 싶을 때 유용

  • 읽기 좋은 분: 미세한 환경제어 알고리즘을 직접 구현하고 싶은 분

🤖 4. 스마트 자동화 시스템 구현

📘 Automation in Agriculture: Securing Food Supplies for Future Generations

  • 편집자: Stephan Hussmann

  • 특징: 관수 로봇, 센서 자동화, IoT 적용 사례

  • 추천 이유: 실무 중심 스마트팜 자동화 사례 정리

  • 읽기 좋은 분: 다양한 자동화 사례와 구조적 장치를 보고 싶은 분

📘 Embedded Systems and IoT: A Practical Approach

  • 저자: D.K. Sharma

  • 특징: 아두이노, ESP32, Modbus, 센서 제어 프로그래밍

  • 추천 이유: 자동 급수/환기 시스템을 직접 회로 설계하고 싶은 분

  • 읽기 좋은 분: 회로 및 제어기 설계, 펌웨어 개발을 병행하고 싶은 분

📌 분야별 추천 조합 가이드

목적추천 도서 조합
전체 설계 입문✅ Greenhouse Engineering + Smart Agriculture
관수 & 양액 시스템✅ Irrigation Engineering + Fertigation
HVAC 자동 제어✅ HVAC Fundamentals + Control of HVAC Systems
IoT 제어 시스템 개발✅ Embedded Systems and IoT + Automation in Agriculture

🧭 마무리하며

스마트팜 설계는 단순한 자동화가 아니라, 정확한 환경 분석 + 시스템적 설계 + 제어 알고리즘이 결합된 종합 공학 프로젝트입니다. 위의 도서들은 현장에서 활용 가능한 실전 지식과 수식, 도면, 사례 중심으로 구성되어 있어, 설계자·개발자·농업인 모두에게 큰 도움이 됩니다.

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[PLC] 래더 다이어그램과 PLC

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래더 다이어그램과 PLC 래더 다이어그램은 전기적 작동 순서를 나타내는 전통적인 방법이자 현재에도 널리 사용되고 있습니다. 래더 다이어그램은 한 장치의 활성화 또는 켜짐이 미리 결정된 이벤트 순서에 따라 다른 장치를 켜는 방식으로 필드 장치의 상호 연결을 나타냅니다. 아래 그림은 간단한 전기 래더 다이어그램을 보여줍니다. 래더 다이어그램 예시 원래 래더 다이어그램은 기계나 장비를 제어하는 데 사용되는 배선 논리 회로를 나타내기 위해 고안되었습니다. 산업계에서 널리 사용됨에 따라 설계자 및 장비 사용자에게 제어 정보를 전달하는 표준 방법이 되었습니다. 래더 다이어그램은 사용 및 해석이 쉽고 업계에서 널리 수용되었기 때문에 PLC의 프로그래밍 언어가 래더 다이어그램을 모방하는 것은 자연스러운 일이었습니다. PLC의 목적은 기존 래더 다이어그램으로 설계되어 전선과 릴레이로 구성된 시스템을 보다 저렴하고 안정적인 방식으로 대체하는 것입니다. PLC는 소프트웨어 명령어를 사용하여 기존 래더 다이어그램 상 물리적으로 구현해야 하는 유선(wired) 상호 연결을 CPU에 논리적으로 구현합니다.  아래 그림은 위 예시용 래더 다이어그램을 PLC 형식으로 변환하는 과정을 보여줍니다.  물리적 I/O 필드 장치는 입력 및 출력 인터페이스에 연결되는 반면, 래더 프로그램은 PLC 내부에서 물리적 배선과 유사한 방식으로 구현됩니다(즉, 하드배선 대신 PLC CPU 내부에 소프트웨어적으로 배선됨). 앞서 언급했듯이 CPU는 입력 상태를 읽고 프로그램에 따라 출력 인터페이스를 활성화 시키고, 출력 인터페이스에 물리적으로 연결된 실제 출력 장치를 제어합니다. PLC 프로그램에서 명령어들은 참조하는 메모리 주소가 있습니다. 입출력 인터페이스에 할당된 메모리가 있고, PLC 명령어는 해당 메모리 주소를 참조하여 물리적으로 연결된 입출력 장치와 상호작용하게 됩니다. 끝.
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