스마트팜 자동화 환경제어 조건표
스마트팜의 핵심은 단순히 장비를 자동화하는 것이 아니라, 작물이 최적으로 성장할 수 있는 환경 조건을 정밀하게 설정하고 지속적으로 유지하는 데에 있습니다. 이때 필요한 것이 바로 **‘환경제어 조건표’**입니다. 조건표란 말 그대로, 특정 작물이 생장하는 데 적합한 온도, 습도, CO₂, 조도, 관수 주기 등의 기준값을 정리한 표입니다. 이 기준은 자동환기, 보광, 난방, 관수 등의 제어에 직접 반영되며, 설정값이 잘못되면 생육 저하나 병해 발생으로 이어질 수 있습니다.
그러나 많은 소규모 농가에서는 장비를 설치하고도 정확한 작물별 조건을 알지 못해 스마트팜이 제대로 작동하지 않는 경우가 많습니다. 본 주제에서는 농민이 직접 자신의 재배 환경에 맞춰 조건표를 만들 수 있도록, 항목별 작성법과 작물별 구체적인 예시를 단계별로 안내합니다.
스마트팜 자동화 환경제어 조건표 이해
환경제어 조건표는 작물의 생육에 필요한 환경 정보를 수치화한 문서입니다. 스마트팜 시스템은 이 조건표를 바탕으로 자동으로 환경을 조절합니다. 표가 잘못 작성되거나 불완전할 경우, 센서가 측정한 데이터는 무의미해지고 자동 제어 또한 실패하게 됩니다.
주요 항목 구성
- 생육 단계 구분
- 파종기 / 생육 초기 / 생장기 / 수확기 등
- 각 단계별로 환경 요구치가 다름
- 온도
- 주간 / 야간 기준 구분
- 생육 최적 온도 및 경계값 (최고/최저)
- 상대 습도
- 고습성 / 중간 / 저습성 작물 구분
- 병해 발생 임계값 기준 설정
- 이산화탄소 농도 (CO₂)
- 광합성 촉진을 위한 기준치 (ppm)
- 환기 조건 설정과 밀접
- 조도 (광량)
- 일일 광합성 유효광량(DLI) 기준으로 설정
- 보광 필요 시 조도센서 기준값과 연동
- 관수 조건
- 토양 수분율 (%) 또는 센서 저항값 기준
- 자동 관수 트리거 기준과 연계
- 제어 조건 세부 설정
- 작동 조건값: 예) 온도 30도 이상 시 환기창 개방
- 지연 조건값: 조건 만족 후 몇 분 후 작동할지 설정
작성 순서
- 작물 종류 및 품종 확인
- 생육 단계별 요구 환경 조사
- 자동제어 시스템과 연동 가능한 항목 확인
- 표준 조건 설정 → 경계값(상한/하한) 설정
- 스마트팜 시스템에 입력
이러한 방식으로 표준 조건을 만들면 시스템의 오작동을 방지하고, 작물에 맞는 안정적인 생육 환경을 유지할 수 있습니다.
스마트팜 자동화 작물별 조건표 예시
실제 스마트팜 시스템에 적용 가능한 작물별 조건표 예시는 다음과 같습니다. 본 내용은 소형 비닐하우스 기준이며, 지역과 품종에 따라 다소 조정이 필요합니다.
상추 조건표 예시
| 주간 온도 | 20~23℃ | 18~22℃ | 17~20℃ |
| 야간 온도 | 15~18℃ | 14~17℃ | 13~16℃ |
| 상대 습도 | 60~75% | 65~80% | 70~85% |
| CO₂ 농도 | 600~800ppm | 800~1000ppm | 1000ppm |
| 조도 | 120~180μmol/m²/s | 150~200μmol/m²/s | 180~220μmol/m²/s |
| 관수 조건 | 토양 수분율 25~35% | 30~40% | 30~35% |
※ 설정 예: 주간 온도 23℃ 초과 시 자동 환기 작동, 습도 85% 초과 시 송풍기 작동
딸기 조건표 예시
| 주간 온도 | 18~22℃ | 20~24℃ | 20~25℃ |
| 야간 온도 | 10~13℃ | 12~15℃ | 15~17℃ |
| 상대 습도 | 60~70% | 55~65% | 50~60% |
| CO₂ 농도 | 800~1000ppm | 1000~1200ppm | 1200ppm |
| 조도 | 200~250μmol/m²/s | 250~300μmol/m²/s | 300~350μmol/m²/s |
| 관수 조건 | 토양 수분율 20~30% | 25~35% | 30~40% |
※ 설정 예: 야간 온도 10℃ 미만 시 히터 작동, 수분율 20% 이하일 경우 관수 밸브 작동
토마토 조건표 예시
| 주간 온도 | 22~25℃ | 24~28℃ | 25~30℃ |
| 야간 온도 | 16~18℃ | 17~20℃ | 18~22℃ |
| 상대 습도 | 60~75% | 60~70% | 55~65% |
| CO₂ 농도 | 1000ppm | 1200ppm | 1300ppm |
| 조도 | 250~300μmol/m²/s | 300~350μmol/m²/s | 350~400μmol/m²/s |
| 관수 조건 | 토양 수분율 30~40% | 35~45% | 35~40% |
※ 설정 예: 조도 300μmol 이하일 경우 보광등 작동, 온도 30℃ 이상일 경우 환기 + 차광동시 작동
스마트팜 자동화 조건 설정 시 자주 하는 실수
환경제어 조건표를 작성할 때 흔히 발생하는 오류는 설정값을 인터넷에서 검색한 ‘표준값’ 그대로 적용하는 것입니다. 하지만 실제 하우스 환경은 지역, 구조, 단열 상태, 작물 품종 등에 따라 다르기 때문에, 현장 실측값에 따른 조정이 반드시 필요합니다.
자주 하는 실수
- 표준값을 그대로 적용
→ 실제 온실은 외부 온도, 바람, 구조 상태에 따라 조건이 다름 - 센서 위치 오류로 잘못된 데이터 측정
→ 센서가 직사광선이나 외풍에 노출되면 실제보다 높은 수치 측정 - 제어 조건값과 센서값 단위 불일치
→ 예: 센서는 mV, 시스템은 % 기준일 경우 자동 제어 불가 - 지연 조건 설정 누락
→ 조건만 맞으면 즉시 작동되어 장비가 빈번하게 꺼졌다 켜짐
보정 팁
- 최소 3일 이상 온실 내부 데이터를 측정 후 평균값 기준 설정
- 작물 생육 반응을 1~2주 관찰하며 수치 보정
- 낮과 밤을 구분한 이중 조건 설정
- 시스템에 조건 입력 시 단위를 반드시 확인
- 조도/습도/CO₂는 시간대별 변화폭을 파악해 동적 조건 설정이 이상적
즉, 조건표는 한번 만들고 끝나는 문서가 아니라, 작물과 함께 성장해 가는 실시간 매뉴얼이어야 합니다.
스마트팜 자동화 조건표 입력 시 유의사항
조건표를 만들었다면 이제 스마트팜 시스템에 입력해야 합니다. 이 과정에서 소프트웨어와 하드웨어의 인터페이스 차이를 이해하지 못하면 입력 오류나 장비 오작동이 발생할 수 있습니다.
입력 전 확인해야 할 사항
- 제어기 지원 항목 확인
→ 내가 설정하려는 항목이 해당 제어기에서 지원되는가?
→ 예: 일부 저가형 제어기는 CO₂ 제어 기능 없음 - 센서 연결 상태 점검
→ 데이터 수신이 불안정하면 조건표 적용이 무의미 - 단위 호환성
→ 센서 단위(mV, %)와 조건표 단위(μmol, ℃) 일치 확인 - 기본 설정값 백업
→ 조건표 적용 후 오류 발생 시 기존 설정으로 복원 가능해야 함
실전 팁
- 제어기는 ‘조건값 → 장비 작동’ 순서로 설정
- 예: 온도 ≥ 28℃ → 환기팬 작동 (조건값 설정 → 제어 모드 설정 → 지연 설정)
- 일별 평균값 확인 기능을 통해 자동으로 조건 조정되는 시스템도 활용
- 생육 단계에 따라 조건표를 미리 3종(초기/중기/후기) 나누어 저장
- 앱 연동 시, 원격으로도 조건 변경이 가능하도록 설정 메뉴 익히기
스마트팜은 ‘자동화’가 아닌 ‘지능화’입니다. 즉, 사람이 조건을 잘 설정할수록 시스템이 더 유능해진다는 뜻입니다. 조건표를 체계적으로 만들고 지속적으로 수정해 나간다면, 스마트팜은 어떤 작물이라도 안정적으로 관리할 수 있는 농장의 두뇌가 되어줄 것입니다.