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애드온 기판을 이용해 강력한 IoT 기반 온실 LED 조명 및 센서 시스템을 신속하게 구축

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글/Stephen Evanczuk, Digi-Key 제공

원예학에서 사물 인터넷(IoT)은 센서와 원예용 특수 LED의 조합을 이용해 식물 상태를 모니터링하고 확인하는 측면에서 핵심적인 역할을 할 수 있다. 하지만 필수적인 주변 장치, 센서, LED 및 연결 옵션이 포함된 적합한 IoT 컴퓨팅 플랫폼을 조정하고 구현하는 일에는 많은 시간이 소요될 수 있으며 예산과 일정을 맞추기가 어려울 수 있다.
이 위험을 낮추기 위해 Cypress Semiconductor, Spark-Fun Electronics, Wurth Electronics에서 제공하는 기판 및 장치 솔루션 조합을 이용하면 설계 공정을 대폭 단순화하는 동시에 정교한 온실 제어 시스템을 빠르게 개발할 수 있다.
이 기사에서는 LED와 식물 상태 간의 관계를 살펴본 후 이러한 솔루션을 소개 및 설명하고 이를 조합하여 사용하는 방법을 설명할 예정이다.

LED 및 식물 상태

식물 상태는 빛, 온도, 토양의 수분 함량, pH 수준을 포함한 광범위한 외부 요인에 따라 달라진다. 또한, 이러한 요인의 다양한 조합으로 인한 누적 효과에 반응할 뿐만 아니라 각 요인의 특성에도 반응한다. 예를 들어 식물은 400nm ~ 700nm 사이의 광합성 유효 방사(PAR) 영역 내에서 받은 빛에 따라 달라진다. 하지만 해당 영역에서 식물이 요구하는 빛은 늘 균일하지 않다. 오히려 광합성에 관여하는 여러 광색소의 흡수 스펙트럼에 해당하는 특정 파장의 빛이 필요하다.
예를 들어 엽록소 A는 약 435nm~675nm 범위에서 흡수 피크를 나타낸다(그림 1).

[그림 1] 식물의 성장은 충분한 빛이 공급되는지 여부에 달려 있으며 이 빛은 전체적인 광합성 유효 방사(PAR) 영역의 서로 다른 세그먼트에서 활성 상태인 다양한 광색소의 흡수 스펙트럼에 해당하는 파장이어야 한다. (이미지 출처: Wurth Electronics)

엽록소 B, 베타카로틴, 기타 광크롬을 포함하는 기타 광색소도 광합성에서 중대한 역할을 한다. 그 결과, 식물에 최적의 빛을 공급하는 데는 PAR 영역의 여러 파장에 해당하는 빛을 제공하는 능력이 필요하다.
다른 어떤 생물과 마찬가지로 식물 상태에 영향을 미치는 요인은 단순한 파장의 집합이나 정적인 빛에 국한되지 않다. 식물에는 성장주기의 단계마다 다양한 수준의 빛 강도, 서로 다른 명/암 주기, 다양한 파장 조합이 필요하다. 이와 유사하게 온도와 토양 수분 함유량은 뿌리 길이를 달라지게 할 수 있다.
각 요인이 지닌 특성에 최적인 조합은 종에 따라 달라지거나 단일 종 내의 성장 단계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 다수의 화초에는 약 12시간 미만의 짧은 광주기가 필요하다. 이렇게 ‘광주기가 짧은’ 식물과 대조적으로, 근대와 감자와 같이 ‘광주기가 긴’ 식물은 12시간 이상 빛에 노출되어야 꽃이 핀다.
온실 환경은 농부와 정원사가 요인 대부분을 제어할 수 있게 해준다. 하지만 비용 효율적인 시스템 플랫폼, 주변 장치 및 적합한 광원의 부족이 온실 제어 시스템 개발의 걸림돌이 된다. 이러한 다양한 요인을 모니터링 및 관리할 시스템을 구축하기 위해서는 프로그래밍 가능한 복잡한 산업용 논리 컨트롤러와 유사한 복합적 시스템이 필요하다.
기성품 기판과 원예용 특수 LED의 가용성은 더 단순한 대안을 제공한다. 개발자는 Cypress Semiconductor의 PSoC 마이크로 컨트롤러, Wurth Electronics의 원예용 특수 LED, SparkFun Electronics의 애드온 기판을 토대로 기판을 조합해 정교한 온실 자동화 시스템을 손쉽게 만들 수 있다. 후자는 이러한 시스템에 필요한 광범위한 센서 및 액추에이터 집합에 적합하다.

고성능 플랫폼

내장형 응용 제품용으로 설계된 Cypress의 PSoC 제품군에 속한 마이크로 컨트롤러는 ArmⓇ CortexⓇ-M0 또는 Cortex-M3 코어와 프로그래밍 가능 아날로그 블록 및 범용 디지털 블록(UDB)이라 불리는 프로그래밍 가능 디지털 블록 전체를 통합한다. Cypress의 주변 장치 드라이버 라이브러리(PDL)를 이용하는 설계자는 UDB를 이용해 표준 직렬 인터페이스와 파형 생성기를 포함하는 광범위한 기능을 구현할 수 있다. 이와 유사하게, 스마트 I/O라 불리는 프로그래밍 가능 I/O 블록은 코어가 전력 절감을 위한 중간 절전 모드인 경우라도 GPIO 핀을 오가는 신호에 대한 논리 연산을 지원한다.
최신 PSoC 장치인 PSoC 6은 Cortex-M4 코어의 처리 성능을 Cortex-M0+ 코어의 저전력 기능과 결합하는 듀얼 코어 장치를 통해 제품군을 확장한다. PSoC 62 장치에는 플래시 메모리 1Mbyte와 함께 SRAM 288KB 및 ROM 128KB가 탑재되며 PSoC 63 장치는 Bluetooth 5.0과 같은 부가 기능을 추가한다.
PSoC 63 장치는 하드웨어 물리층 및 연결 계층과 함께 프로토콜 스택을 포함하는 완전한 Bluetooth 5.0 서브 시스템을 일반 속성 프로파일(GATT)에 대한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API) 및 Bluetooth 프로토콜의 핵심인 일반 액세스 프로파일(GAP)과 통합한다. 각 계열의 CY8C6347FMI-BLD53 같은 장치에는 전용 하드웨어 암호 가속기가 포함되어 있다.
PSoC 6 마이크로 컨트롤러는 광범위한 기능을 통해 새롭게 주목받는 복잡한 내장형 응용 제품 등급에 요구되는 성능 사항을 지원할 수 있다. 동시에 이러한 솔루션의 전력 효율성은 응용 분야에서 보편적으로 관찰되는 빠듯한 전력 예산을 지원할 수 있게 해준다. 사용자가 선택할 수 있는 0.9V 또는 1.1V 코어 작동 전압을 가진 PSoC 6 마이크로 컨트롤러는 Cortex-M4 코어의 경우 MHz당 22μA를, Cortex M0+ 코어의 경우 15μA/MHz를 소비해 최저 수준의 전력을 요구한다.
이러한 장치를 토대로 응용 제품 개발을 단순화하기 위해 Cypress는 PSoC 63 및 PSoC 62 장치에 파이오니어 키트 라인의 버전을 제공한다. PSoC 63 기반의 PSoC 6 BLE 파이오니어 키트에는 512Mbit NOR 플래시, Cypress의 KitProg2 온보드 프로그래밍 장치 디버거, USB Type-C™ 전력 공급 시스템 및 여러 사용자 인터페이스 기능이 포함되어 있다. PSoC 6 Wi-Fi-BT 파이오니어 키트는 PSoC 62 마이크로 컨트롤러를 Cypress의 CYW4343W Wi-Fi/Bluetooth 콤보 칩을 기반으로 하는 Murata Electronics의 LBEE5KL1DX 모듈과 결합한다.

하드웨어 확장

SparkFun Electronics와 Digi-Key Electronics의 협업을 통해 개발된 애드온 기판 덕분에 Cypress의 파이오니어 기판을 이용해 더욱 손쉽게 공정 제어 응용 제품을 개발할 수 있게 되었다. PSoC 파이오니어 IoT 애드온 실드는 Qwiic 및 XBee 호환 커넥터가 포함된 Arduino R3 호환 실드이다(그림 2). 이 애드온 실드를 PSoC 파이오니어 기판에 끼우면 개발자가 온실 내 공기 및 토양의 질을 모니터링하기 위한 센서 같은 장치로 기판 설정을 손쉽게 확장할 수 있다.

[그림 2] PSoC 파이오니어 IoT 애드온 실드(빨간색 기판)는 기성품인 Qwiic 및 XBee 호환 기판을 추가하기 위해 여러 커넥터 옵션으로 PSoC 6 BLE 파이오니어 키트(파란색) 같은 Cypress의 파이오니어 기판 기능을 확장한다. (이미지 출처: SparkFun Electronics)

온실 주변 조건을 모니터링하기 위해, SparkFun의 SEN-14348 환경 콤보 브레이크아웃 기판 같은 Qwiic 호환 기판은 Bosch Sensortec의 BME280 온보드 및 ams의 CCS811 센서를 이용해 여러 환경 변수 데이터를 제공한다(‘보정된 공기 품질 센서를 사물 인터넷에 추가’ 참조).
Bosch의 BME280은 1Hz의 업데이트 속도에서 최소 3.6μA를 소비하면서 온도, 압력, 습도에 대한 정확한 판독값을 제공할 수 있는 디지털 센서를 결합한다. ams의 CCS811은 동등한 CO2 및 전체 휘발성 유기 화합물(VOC)의 측정값을 제공한다.
CCS811과 같은 가스 센서가 가스를 측정하기 위해서는 내부 핫플레이트를 가열해야 하므로 이에 따라 전력 소비가 증가하여 작동 모드 1에서 1.8V 공급으로 26mW에 도달한다. 이 모드는 이용 가능한 가장 빠른 업데이트 속도인 1Hz를 제공한다. 개발자는 1분에 한 번 측정하여 전력 소비를 1.2mW로 낮춰주는 모드 3 같은 다른 업데이트 속도를 선택할 수 있다.
개발자는 간단히 Qwiic 케이블을 사용해 콤보 기판을 애드온 실드에 연결하여 SparkFun github repo에서 제공하는 샘플 소프트웨어를 바탕으로 콤보 기판의 Bosch BME280 및 ams CCS811B 센서를 프로그래밍하면 된다.

토양의 질

온실 주변 조건 외에도 적합한 토양 pH와 수분 함유량이 식물 상태에 필수적이다. 식물 대부분은 중성이나 약산성인 pH 수준의 토양이 필요하지만 최적의 pH 범위는 다양할 수 있다. 예를 들어 감자는 약 5.5pH 정도의 산성 토양에서 가장 잘 자라는 반면 약간 알카라인 토양을 선호하는 시금치 같은 식물에는 이 pH 수준이 해로울 수 있다.
동시에, 최적 범위라 할지라도 pH 수준이 약간 변화하는 정도로도 성장을 유지하는 데 필요한 영양분의 가용성에 직접적인 영향을 미칠 수 있다(그림 3).

[그림 3] 미미한 pH 수준 변화가 식물 생리에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 그러한 영향으로 인해 토양 내 영양분 가용성에도 간접적으로 영향을 미친다. (이미지 출처: Wikimedia Commons)

개발자는 SparkFun Electronics의 SEN-10972 pH 센서 키트를 이용해 온실 시스템에 pH 감지 기능을 손쉽게 추가할 수 있다. 이 키트에는 pH 프로브, 인터페이스 기판, 보정용 버퍼 솔루션이 함께 제공된다. 개발자는 PSoC 마이크로 컨트롤러를 통한 통신을 위해 pH 기판에서 기본 UART 출력을 사용할 수 있다.
또한 pH 센서 기판은 I2C 모드에도 사용될 수 있으며 SparkFun의 DEV-14495 I2C Qwiic 어댑터를 통해 연결된다. SparkFun의 Qwiic 어댑터는 Qwiic 커넥터에서 I2C 핀을 분리하며 납땜 지점을 제공해 개발자가 Qwiic 커넥터 시스템과 함께 기존 I2C 장치를 손쉽게 사용할 수 있도록 지원한다.
토양의 수분 함유량을 측정하기도 간편해진다. SparkFun의 SEN-13322 토양 수분 센서는 토양에 직접 접촉함으로써 제공된 전압 소스와 접지 간의 가변 저항기 역할을 하도록 설계된 노출형 패드 두 개를 제공한다. 수분 함유량이 많을수록 패드 간 전도율이 높아져 저항을 낮추고 전압 출력을 높인다.
이 센서의 경우 PSoC 마이크로 컨트롤러의 통합 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 전압 소스로 사용할 수 있으며 연속 근사화 레지스터(SAR) 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 통해 토양의 수분 수준에 해당하는 전압을 디지털화할 수 있다. 또한 마이크로 컨트롤러의 내부 연산 증폭기를 DAC 출력 및 ADC 입력 모두를 버퍼링하는 데 사용할 수 있다.
개발자는 이 동일한 접근 방식을 이용해 토양 관리 기능을 더욱 확장할 수 있다. 예를 들어 PSoC 6 마이크로 컨트롤러는 DAC 출력 및 ADC 입력 모두에서 여러 채널을 지원해 여러 pH 센서를 추가할 수 있게 해준다. 또한 일부 응용 제품에는 마이크로 컨트롤러의 3.6V(최대) VDDA 아날로그 공급 전압을 넘는 전압 범위가 필요한 더 큰 분해능 측정값이 필요할 수 있다. 이러한 경우, 해결책은 외부 버퍼 연산 증폭기와 전압 조정기를 추가하는 것이다.
야심 있는 개발자라면 토양 수분 함량 측정과 더불어 PSoC GPIO 및 펄스 폭 변조(PWM) 기능을 사용하여 물 관개를 자동화하는 동일한 접근 방식을 이용해 DFRobot의 DRI0044-A 드라이버 기판이 포함된 DFRobot FIT0563 워터 펌프를 제어할 수 있다.
이러한 소자나 기타 장치와 같은 추가 부품에는 SparkFun의 DEV-14352 Qwiic 어댑터를 사용하라. 이 장치는 Qwiic 커넥터와 대규모 시제품 제작 영역을 제공한다(그림 4).

[그림 4] SparkFun의 Qwiic 어댑터를 이용하면 개발자가 파이오니어 애드온 실드를 통한 Qwiic 연결을 이용하거나 제공된 헤더를 이용해 파이오니어 기판에 애드온 실드가 있는 어댑터를 적층해 맞춤형 회로를 손쉽게 추가할 수 있다. (이미지 출처: SparkFun)

Qwiic 어댑터는 Arduino R3 실드 레이아웃을 따르므로 Qwiic 어댑터 키트에 포함된 헤더를 이용해 파이오니어 키트 기판과 SparkFun의 IoT 파이오니어 애드온 실드 사이에 자체 회로를 적층할 수 있다.

LED가 탑재된 원예용 조명

앞에서 언급한 바와 같이 식물 상태는 특정 파장으로 제공되는 조명등에 따라 달라진다. LED 조명의 발전이 산업용 조명, 차량 전조등 같은 솔루션을 제공했지만 기존의 LED에는 광합성에 필요한 스펙트럼 특성이 부족했다. Wurth Electronics의 WL-SMDC 계열 단색 세라믹 LED는 짙은 파란색에서 선홍색을 아우르는 파장 범위를 가진 조명에 대한 필요성을 해결한다(그림 5).

[그림 5] Wurth Electronics의 단색 세라믹 LED WL-SMDC 계열 개별 제품은 식물의 성장과 발달에 필요한 특정 파장 조명을 제공한다. (이미지 출처: Wurth Electronics)

SL-SMDC 계열을 조합하면 다양한 측면으로 식물을 키우는 데 필요한 파장을 제공할 수 있다.
• 150353DS74500 짙은 파란색 LED(450nm 피크 파장) 및 150353BS74500 파란색 LED(460nm 우세)는 엽록소 농도, 곁눈 성장 및 잎 두께 조정과 관련된 파장 범위를 가진 조명을 제공한다.
• 150353GS74500 녹색 LED(520nm 피크) 및 150353YS-74500 노란색 LED(590nm 우세)는 한때 중요하지 않다고 여겨졌으나 현재는 식물의 음지 회피 반응과 관련된 역할을 한다고 알려진 파장 범위를 가진 조명을 제공한다.
• 150353RS74500 빨간색 LED(625nm 우세) 및 150353-HS74500 선홍색(660nm 피크)은 광합성과 가장 연관성이 높지만 개화, 휴면, 종자 발아를 포함한 다양한 식물 성장 단계와 관련된 파장을 가진 조명을 제공한다.
• 150353FS74500 초적광(730nm 피크)은 식물 발아, 개화기, 경장, 음지 회피와 관련된 파장을 가진 조명을 제공한다.
• 마지막으로 158353040 주광 백색은 파란색 파장의 범위를 확장할 뿐만 아니라 전반적인 식물 성장에 필요한 전체적인 DLI(Daily Light Integral) 수준에도 기여한다.
개발자는 Wurth의 MagI3C 171032401 또는 Allegro MicroSystems의 ALT80800 같은 몇몇 LED 구동기를 이용해 LED 스트링을 구동할 수 있다. 이러한 장치 중 상당수는 PWM 및/또는 아날로그 전압을 사용한 조광 조정을 지원하여 LED 구동기의 구현을 단 몇 가지 추가 부품으로 간소화한다(그림 6).

[그림 6] Allegro MicroSystems의 ALT80800 같은 고급 LED 구동기는 몇몇 추가 부품만 갖춰지면 PWM 또는 아날로그 입력으로 제어되는 조광 기능으로 LED 스트링을 구동할 수 있다. (이미지 출처: Allegro MicroSystems)

하지만 조광 기능 설계 시 순간적인 조명 수준이 매우 빠르게 변화된다는 사실에 주의해야 한다. PWM 속도가 높으면 사람의 동공은 평균적인 광 강도에만 반응하여 유해한 강도의 빛 펄스가 망막에 도달하게 될 수 있다. Allegro의 ALT80800 같은 정전류 LED 구동기를 사용하면 이 효과를 완화하는 데 도움이 된다.

소프트웨어 설계

PSoC 파이오니어 기판, 애드온 실드, 앞에서 언급된 추가 기판을 함께 활용하면 하드웨어 기판을 함께 꽂아 온실 제어 시스템을 물리적으로 구축할 수 있다. Cypress 주변 장치 구동기 라이브러리(PDL)의 부품 가용성 덕분에 센서 관리 또는 LED 구동을 위한 소프트웨어 개발도 간편해졌다.
PDL 부품은 프로그래밍 가능 아날로그, UDB, 스마트 I/O 주변 장치 등의 PSoC 기능을 추출한다. 개발자는 센서 출력이 특정 수준에 도달하면 마이크로 컨트롤러를 깨어나게 하는 소프트웨어 기능을 빠르게 구현할 수 있다. 예를 들어, 토양 수분 센서의 출력 전압이 건조한 토양을 나타내는 경우 특정 아날로그 핀의 수준이 레퍼런스 전압 수준 미만(또는 초과)으로 떨어질 때 개발자는 Cypress의 PSoC Creator를 이용해 PSoC 마이크로 컨트롤러 통합 저전력 비교기 중 하나를 구성해 인터럽트를 생성할 수 있다.
Cypress에서는 저전력 비교기(LPComp) 블록에 대한 기본 설계 패턴을 보여주는 샘플 코드로 이 기능을 시연한다(목록 1). 여기에서, 인터럽트가 최대 절전 모드에서 프로세서를 깨우면 코드가 LPComp 값을 확인한다. 이 샘플 코드는 비교 결과가 500ms 높을 때마다 GPIO를 사용해 LED로 전환한다. 최종적으로 결과가 낮아지면 코드가 프로세서 상태를 다시 최대 절전 모드로 되돌린다.

int main(void) {     #if PDL_CONFIGURATION         /* Enable the whole LPComp block */         Cy_LPComp_GlobalEnable(LPCOMP);                 /* Configure LPComp output mode and hysteresis for channel 0 */         Cy_LPComp_Init(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, &myLPCompConfig);                 /* Enable the local reference voltage */         Cy_LPComp_UlpReferenceEnable(LPCOMP);         /* Set the local reference voltage to the negative terminal and set a GPIO input on the            positive terminal for the wake up signal */         Cy_LPComp_SetInputs(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, CY_LPCOMP_SW_GPIO, CY_LPCOMP_SW_LOCAL_VREF);           /* Set channel 0 power mode - Ultra Low Power mode */         Cy_LPComp_SetPower(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, CY_LPCOMP_MODE_ULP);                 /* It needs 50us start-up time to settle in ULP mode after the block is enabled */         Cy_SysLib_DelayUs(MY_LPCOMP_ULP_SETTLE);     #else         /* Start the LPComp Component */         LPComp_1_Start();     #endif         /* Check the IO status. If current status is frozen, unfreeze the system. */     if(Cy_SysPm_GetIoFreezeStatus())     {   /* Unfreeze the system */         Cy_SysPm_IoUnfreeze();     }     else     {         /* Do nothing */        }         for(;;)     {         /* If the comparison result is high, toggles LED every 500ms */         if(Cy_LPComp_GetCompare(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0) == MY_LPCOMP_OUTPUT_HIGH)         {             /* Toggle LED every 500ms */             Cy_GPIO_Inv(LED_0_PORT, LED_0_NUM);             Cy_SysLib_Delay(TOGGLE_LED_PERIOD);         }         /* If the comparison result is low, goes to the hibernate mode */         else            {               /* System wakes up when LPComp channel 0 output is high */             MyLPComp_SetHibernateMode(CY_SYSPM_LPCOMP0_HIGH);                 }     } }

[목록 1] Cypress의 샘플 코드는 저전력 작동 모드에서 마이크로 컨트롤러를 깨우기 위한 PSoC 6 저전력 비교기 사용 같은 주요 설계 패턴을 시연한다. (코드 출처: Cypress Semiconductor)

온실 제어 시스템의 경우 토양의 낮은 수분 함량에 반응해 워터 펌프를 켜거나, 높은 주위 온도에 반응해 팬을 켜거나, pH 수준이 원하는 범위 미만으로 떨어지면 온실 소유자에게 경고를 보내거나, 일반적으로 온실 환경을 식물 성장에 최적화된 조건으로 복원하기 위해 필요한 수많은 기타 작업에 반응하는 데 동일한 설계 패턴이 사용될 수 있다.
개발자는 이와 유사하게 다른 PDL 부품을 사용해 최소한의 코드 개발로 다른 인터페이스 및 제어 요구 사항을 지원할 수 있다. 예를 들어 LED 강도를 제어하는 데 PWM 부품을 사용하려면 PWM 부품을 PSoC Creator 설계 캔버스에 끌어 놓고 관련 구성 팝업 창을 이용해 실행 모드, 주기, 분해능 등의 특정 PWM 파라미터를 설정한다(그림 7).

[그림 7] Cypress의 주변 장치 구동기 라이브러리(PDL)를 통해 기능을 회로도로 구축하는 데 PSoC Creator를 사용하거나 코드 수준에서만 작업하는 데 PDL 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 사용할 수 있다. (이미지 출처: Cypress Semiconductor)

부품을 구성하고 설계를 완료한 후에 PSoC Creator를 기본 코드 프레임워크를 생성하는 데 사용하며 필요에 따라 사용자 지정 코드를 추가한다. 회로도 진입 단계를 건너뛰는 것을 선호한다면 Cypress의 PLD API를 이용해 기저 기능에 직접 액세스할 수 있다. 또한 개발자는 이러한 접근 방식을 혼합하여 PDL API를 이용해 프로덕션 코드를 개발하기 전에 PSoC Creator에 의해 생성된 코드를 이용함으로써 PDL에 대해 이해할 수 있다.
이 접근 방식으로 이 문서에 설명된 각 기능을 지원하는 데 필요한 코드를 빠르게 구현할 수 있다. 그 결과로 도출된 제어 시스템 설계를 소규모 온실에 배포하는 과정에서 단일 파이오니어 기판과 PSoC 파이오니어 IoT 애드온 실드를 사용해 필요한 센서, 액추에이터 및 LED를 지원할 수 있을 것이다.
대규모 온실 환경에 배포하는 경우 비용 효율적인 접근 방식으로 원예용 LED 스트링을 제어하는 별도의 기판 세트를 사용하여 지면 수준의 기판 세트에 토양 pH 측정 및 주위 온도 측정 등의 기능을 분배하는 방식이 사용된다. PSoC 4 BLE 파이오니어 기판을 이용해 주변 장치 감지 및 제어 기능을 지원하여 비용을 더욱 낮출 수 있다.
PSoC 파이오니어 IoT 애드온 실드도 이 기판과 호환되므로 적절한 장치의 보완을 통해 각 기판 세트를 재구성하기가 간편하다. 이 상황에서 PSoC 4 기반 기판 세트는 Bluetooth를 통해 하나 이상의 PSoC 6 기판을 연결하거나, 데이터 분석 및 표시를 위해 PSoC 6 Wi-Fi-BT 파이오니어 키트의 Wi-Fi 연결 기능을 활용해 ThingSpeak 같은 클라우드 기반 서비스에 연결한다(그림 8).

[그림 8] 개발자는 PSoC 4 BLE 파이오니어 키트 및 PSoC 6 파이오니어 키트를 포함한 여러 PSoC 기반 시스템을 결합해 ThingSpeak 같은 클라우드 서비스에 연결된 복잡한 응용 제품을 지원할 수 있다. (이미지 출처: Cypress Semiconductor)

이 경우 개발자는 안전한 연결 기능의 완전한 보완을 위해 Cypress의 Bluetooth 지원을 활용할 수 있다(안전한 저전력 Bluetooth 허브 및 센서 네트워크 구축 참조).

결론

과거에는 자동화된 온실 제어 시스템에 복잡한 조명 시스템, 센서 및 액추에이터에 연결된 산업 등급 컨트롤러가 필요했다. 지금까지 살펴보았듯이 이제 개발자는 저전력 마이크로 컨트롤러 기판과 애드온 기판을 활용해 폭넓은 센서 및 액추에이터 어레이를 제공하는 비용 효율적인 플랫폼을 구축할 수 있다.
IoT 및 원예용 특수 LED의 가용성과 결합하면서 건강한 식물 성장 및 발달과 관련된 수많은 요인을 원격으로 모니터링 및 제어할 정교한 응용 제품을 구현하는 데 필요한 전체 보완 부품을 갖출 수 있게 되었다.

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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