(워터맨Yard) 시스템제작(1)

그동안 3차에 걸친 프로토타입 시스템 제작과 2년여 간의 주말농장 현지 운영을 통해 수합된 사항들을 종합하여 주말농장용 자동급수 시스템인  워터맨Yard의 개발을 완성하였다

 

1. 기능명세

  1) 설정 기능

      - RTC 기준시각 설정 : 시스템 사용초기 또는 RTC 배터리 교체로 인해 시스템 시각이 맞지 않을 때 기준시각을 Reset시키기

      - 급수시각 지정 : 하루 24시 중에서 어느 시각에 급수시작항 것인지 지정 (하루 3회 까지) 

      - 급수량 지정 : 매 급수시각마다 어느 시간동안 급수를 지속할 것인지 지정

      - 급수생략 조건 지정 : 토양 수분 수치를 지정하여 이 이상일 경우 급수 생략( 비가 온 날 ), 온도를 지정하여 이 온도 이하일 경우 급수 생략하기

     

   2) 화면표시 기능

      - 설정된 내용 표시하기

      - 현재 시각 및 현재 토양수분 수치 표시

      - 금일 급수기능 작동 여부 표시   

 

  3) 급수 기능

      -지정한 시각이 되면 자동으로 지정한 시간동안 볼밸브를 열어 급수하기

      -사용자가 원하면 버튼조작으로 급수기능 강제 작동시키기

 

  4) 절전모드

      - 급수작동  완료 또는 입력 등 조작이 일정시간 이상 중단된 경우 자동으로 절전Sleep모드로 집입하기

      - 다음 급수시각이 되면 자동으로 Wake-Up되어 급수기능 작동하기

      - 사용자가 원할 때에는 언제든지 강제로 Wake-Up시켜 기계 조작하기

 

   5) 태양광 자가발전 및 배터리

      - 낮시간동안 태양광 패널을 통해 발전된 전기를 18650배터리에 충전해 놓고 필요한 전원을 충당하여 별도의 전원연결공사없이 운영할 수 있는 시스템

      - 내장된 배터리는 태양광 발전량이 부족할 경우 별도의 방법으로도 충전할 수 있도록 단자를 구성하고 다른 곳에서 충전해 올 수 있도록 착탈식으로 구성     

 

   6) 케이스 및 외부연결

     - 비를 맞을 수 있는 야외에 설치하는 기기 이므로 방수처리된 케이스를 사용하되, 여름철에는 기기 내부의 온도가 급격히 올라 갈수 있으므로 환기구는 빗물이 기기내로 들러오지 않는 방법으로 별도 개설.

     - 주말 농장 임의의 곳에  철제 파이프 등을 꽂아 이 위에 쉽게 설치할 수 있도록 연결부를 구성

             

 

 

2.시스템 회로의 구성

 

 1) 전용PCB 

 

매번 제작할때 마다 배선작업도 번거롭고 운영 중 접촉불량 등 고장을 최소화하기 위에 전용PCB를 제작하였다.    

 

 

 

Fritzing Tool을 이용해 설계한 내용을 업체에 의뢰하여 납품받은 워터맨Yard 전용 PCB

 

 

 

2) 메인보드 제작

 

PCB 뒷면에 해당 부품들을 납땜하여 메인보드를 제작하고  

 

 

 

PCB 앞면에는 4x4 키패드와 스위치,연결용 단자 등을 연결하고, 상단에 LCD 디스플레이를 연결하여 워터맨시스템용 컨트롤 보드를 구성하였다.

 

 

 

3. 워터맨Yard 제어기능의 구성

 

 

- LED : 작동중일 때 기기를 닫아 놓은 상태에서도 외부에서 이를 확인할 수 있도록 하기 위한 LED전구를 연결

 

- WATER : 펌프를 사용할 경우 물탱크에 물에 있는지 여부를 Check하기 위한 센서를 연결한다. 센서를 사용하지 않을 경우 두선을 쇼트시켜 연결해 놓으면 된다.

 

-SOIL :  토양수분 센서를 연결한다. 단지 토양에 꽂힌 두개의 전극사이의 저항치를 측정하는 것이므로 스텐레스 젓가락에 전선을 납땜하여  연결해서 사용해도 된다.

 

-SOLAR : 태양광패널로 부터 나오는 전력선(6V 출력용)을 연결한다. 

 

-Wake Up : 워터맨 시스템이 다음 기동 시간까지 절전 Sleep모드에 있을 때 강제로 깨우기(WakeUp)위한 버튼.

 

-Power : 내장 배터리가 아닌 외부 전원으로 시스템을 가동시키거나 배터리를 충전시킬때 사용하는 아답터

 

-Valve : 전동 볼밸브 연결 단자

 

-Pump : 수도가 아닌 물탱크 방식일 경우 물 탱크에서 물을 끌어 올리기 위한 펌프를 추가로 부착할 수 있도록 펌프용 전원 연결단자를 추가하였다.      

 

-Charge : 18650 배터리 연결 단자.   

 

 

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