🌱 매번 버튼 누르러 가야 했던 식물재배기

식물 생육 연구를 위해서는 온도, 습도, 광량 등을 정밀하게 제어해야 합니다. 하지만 기존 식물재배기는 원격제어가 지원되지 않아, 조건을 바꿀 때마다 연구자가 직접 기기 앞으로 가서 버튼을 눌러야 했습니다. 특히 시간대별 온도 변화나 LED 조명의 밝기 조절이 필요한 실험에서는 매번 수동으로 세팅을 변경해야 하는 번거로움이 컸습니다.

전북대학교 **연구실에서도 같은 문제를 겪고 있었습니다. 실험 조건을 바꾸려면 연구실을 오가며 재배기를 조작해야 했고, 통신 기능이 없어 데이터를 수동으로 기록해야 했습니다. 실험 효율이 떨어질 수밖에 없는 구조였습니다.

📡 ROUTE17 확장형 시스템으로 24채널 제어 구현

이 문제를 해결하기 위해 (주)알트투의 ROUTE17 CONTROLLER GW와 ROUTE17 AIR SENSOR GW를 식물재배기에 적용했습니다. 특히 ROUTE17 CONTROLLER GW는 기본 8채널 릴레이에 16CH RELAY EXTENSION(16채널 릴레이 확장보드)를 추가해 최대 24채널까지 확장할 수 있는 확장성을 갖추고 있습니다.

이번 프로젝트에서는 16CH RELAY EXTENSION과 함께 8CH DAC EXTENSION(8채널 디밍 확장 모듈)을 동시에 적용하여, 7개의 개별 LED 조명을 정밀하게 제어할 수 있도록 구성했습니다. 각 LED의 온오프는 물론, 밝기값을 무단계로 조절할 수 있어 파장별 광량 실험에 최적화된 환경을 구축했습니다.

📌 적용 제품 및 연동 장비

구분	제품/장비	역할
IoT 게이트웨이	ROUTE17 CONTROLLER GW	통합 제어 허브, 8채널 릴레이 기본 탑재
릴레이 확장	16CH RELAY EXTENSION	8채널 → 24채널 확장, 추가 장비 제어
디밍 제어	8CH DAC EXTENSION	7개 LED 조명 밝기 무단계 정밀 조절
환경 센서	ROUTE17 AIR SENSOR GW	온도, 습도 실시간 모니터링
연동 장비	LED 조명 7채널, 온습도 제어 장치	식물 생육 환경 조성

ROUTE17 AIR SENSOR GW는 재배기 내부의 온도와 습도를 실시간으로 측정하며, 이 데이터를 기반으로 CONTROLLER GW가 자동으로 환경을 조절합니다. 모든 제어는 웹 인터페이스나 스마트폰 앱에서 가능하며, MQTT 프로토콜을 통해 실험실 서버와 연동됩니다.

🔧 7채널 LED 정밀 제어, 확장 모듈이 핵심

이번 시스템의 핵심은 8CH DAC EXTENSION입니다. 기존 ROUTE17 CONTROLLER GW의 0-10V 아날로그 출력 포트 1개로는 단일 조명만 디밍 제어가 가능했지만, 8채널 DAC 확장 모듈을 추가하면서 7개의 LED 조명을 각각 독립적으로 밝기 조절할 수 있게 되었습니다.

✅ 핵심 기능 구현

기능	구현 방식	효과
LED 개별 제어	8CH DAC EXTENSION으로 7개 LED 독립 제어	파장별 광량 실험 정밀도 극대화
시간대별 밝기 조절	각 LED별 시간대별 밝기값 설정	일장 실험, 광주기 실험 자동화
시간대별 온도 세팅	웹 인터페이스에서 원격 설정	주야간 온도 차이 실험 자동화
습도 자동 조절	AIR SENSOR GW 측정값 기반 자동 제어	목표 습도 유지, 수동 개입 불필요
확장 가능한 채널	16CH RELAY EXTENSION으로 24채널 확장	향후 추가 장비 연결 여유 확보
MQTT 프로토콜 연동	실험실 서버 및 AI 시스템 연계	실시간 데이터 수집 및 분석 자동화

각 LED마다 온오프 시간과 밝기값을 개별 설정할 수 있어, 적색광, 청색광, 백색광 등 파장별 광량 실험이나 일장 조절 실험을 정밀하게 수행할 수 있습니다. 또한 16CH RELAY EXTENSION을 통해 향후 환기팬, 가습기 등 추가 장비를 연결할 수 있는 확장 여력도 확보했습니다.

💡 8채널 DAC, LED 밝기를 마음대로

8CH DAC EXTENSION은 0-10V 아날로그 신호를 8개 채널로 독립 출력할 수 있는 모듈입니다. 각 채널마다 무단계 밝기 조절이 가능해, LED 조명의 광량을 0%에서 100%까지 자유롭게 설정할 수 있습니다.

🔹 7개 LED 개별 스케줄링

전북대 연구실에서는 7개의 LED 조명에 대해 다음과 같은 세밀한 제어를 구현했습니다:

LED 채널	제어 항목	실험 활용
채널 1~7	개별 온오프 시간 설정	일장 실험 (예: 8시간/16시간 광주기)
채널 1~7	시간대별 밝기값 설정	광량 변화 실험 (예: 오전 30%, 정오 100%)
채널 1~7	파장별 개별 제어	적색/청색/백색 광 비율 실험

예를 들어, 적색광 LED는 오전 8시부터 60% 밝기로 켜고, 청색광 LED는 오전 10시부터 80% 밝기로 켜는 식으로, 각 파장의 광량을 시간대별로 다르게 설정할 수 있습니다. 이러한 정밀 제어는 식물 광합성 연구에 필수적입니다.

📊 실험실 서버 연동, AI 분석까지 한 번에

ROUTE17 제품군의 가장 큰 강점은 MQTT 프로토콜 지원입니다. 전북대 연구실에서는 CONTROLLER GW와 AIR SENSOR GW를 실험실 자체 서버에 연결해, 모든 환경 데이터와 제어 이력을 실시간으로 수집하도록 구성했습니다.

🎯 데이터 기반 실험 자동화

수집된 데이터는 실험실의 AI 시스템과 연계되어 분석됩니다. 예를 들어, 특정 온도와 광량 조건에서 식물의 생육 속도가 어떻게 변하는지 자동으로 학습하고, 최적의 재배 조건을 도출할 수 있습니다. 연구자는 더 이상 수동으로 데이터를 기록하거나 조건을 변경할 필요가 없습니다.

📈 실험 효율 3배 향상, 연구 생산성 극대화

ROUTE17 확장형 시스템 도입 후, 전북대 연구실의 식물 재배 실험 효율은 크게 향상되었습니다. 매번 재배기 앞으로 가서 버튼을 눌러야 했던 시간이 사라졌고, 원격제어와 자동화로 실험 조건 변경이 즉각적으로 이루어집니다.

✅ 도입 전후 비교

항목	도입 전	도입 후
제어 방식	기기 앞에서 수동 버튼 조작	웹/앱 원격제어
데이터 수집	수동 기록	MQTT 자동 수집
LED 제어	일괄 온오프	7채널 개별 제어, 무단계 밝기 조절
실험 조건 변경	연구실 방문 필수	언제 어디서든 즉시 변경
확장성	제한적	24채널까지 확장 가능
AI 연계	불가능	실시간 데이터 분석 및 최적화

특히 8CH DAC EXTENSION을 통한 정밀 밝기 조절과 시간대별 온도 세팅, 습도 자동 조절 기능 덕분에 주야간 온도 차이 실험이나 고습 환경 실험을 쉽게 구현할 수 있게 되었습니다. 연구자는 실험 설계에 집중할 수 있고, 장비 관리에 드는 시간은 최소화되었습니다.

🌐 확장 가능성: 추가 센서 연동도 손쉽게

현재는 CONTROLLER GW와 AIR SENSOR GW, 그리고 두 가지 확장 모듈을 사용 중이지만, 16CH RELAY EXTENSION 덕분에 향후 추가 장비 연결이 자유롭습니다. ROUTE17 WATER SENSOR GW를 추가해 양액 농도를 모니터링하거나, ROUTE17 LIGHT SENSOR GW로 광량을 정밀 측정하는 등 연구 범위를 확장할 수 있습니다.

모드버스 RS485 포트를 통해 기존 산업용 센서나 계측기도 바로 연결 가능하며, MQTT 프로토콜로 모든 장비를 통합 관리할 수 있어 연구실 스마트화의 중심축 역할을 합니다.

전북대학교 연구실 사례처럼, ROUTE17 확장형 시스템은 식물 연구, 스마트팜, 수직농장 등 다양한 분야에서 원격제어와 자동화, 데이터 기반 최적화를 실현하는 핵심 도구입니다. 기본 8채널로 시작해서 필요에 따라 24채널, 더 많은 디밍 채널로 확장할 수 있어 미래를 대비한 투자가 가능합니다. 연구 효율을 높이고 싶다면, 지금 바로 ROUTE17로 시작하세요.

#알트투 #ALT2 #ROUTE17 #루트17 #스마트팜 #식물재배기 #연구실자동화 #LED조명제어 #원격제어 #IoT게이트웨이 #산업용게이트웨이 #MQTT #온습도센서 #실시간모니터링 #데이터로깅 #AI연동 #스마트농업 #설치사례 #전북대학교 #확장모듈