대한전기학회 스마트에너지경진대회 장려상 수상

2019년도 대한전기학회 제11회 스마트 에너지 경진대회에 「다목적 태양광 허수아비」를 출품해 장려상을 수상했습니다. 농촌 고령화와 청년 인구 부족, 가뭄과 월별 강수량 변동, 유해동물 피해를 배경으로 논·밭처럼 전력 수급이 어려운 환경에서도 자체 태양광 전원으로 동작하는 스마트 농업 장치를 제안했습니다.

문제 의식

• 농촌 노동력 부족과 물 관리 부담을 줄이는 자동화 시스템이 필요했습니다.
• 불안정한 강수량과 가뭄으로 인한 농작물 품질 저하와 수확량 감소를 완화하고자 했습니다.
• 유해동물 피해를 사후 보상이 아닌 사전 예방 관점에서 줄이고자 했습니다.

핵심 설계

• 태양광 패널에서 생산한 전기를 ESS와 리튬이온 배터리에 저장해 주야간과 기상 변화에도 구동할 수 있도록 구성했습니다.
• 토양 수분 감지센서로 토양 수분 값을 측정하고, 기준값보다 낮으면 수도관 또는 관개수로의 모터를 제어해 자동으로 물을 공급하는 알고리즘을 설계했습니다.
• 가시 카메라와 적외선 카메라로 주야간 동물 움직임을 감지하고, 스피커에서 맹수 소리나 총성 등 기피음을 5~10초 출력해 유해동물을 퇴치하는 흐름을 제안했습니다.
• LoRa(Long Range) 무선 통신으로 센서값과 장치 상태를 공유하고, 애플리케이션에서 습도 현황, 전력 충전량, 작동 횟수와 카메라 영상을 확인할 수 있도록 구상했습니다.

담당 역할

• MCU 코딩을 맡아 센서 입력, 통신 데이터, 모터와 스피커 동작이 연결되는 제어 흐름을 구현하는 역할을 수행했습니다.
• 토양 수분 기반 자동 관수와 유해동물 감지·퇴치 알고리즘이 임베디드 장치 동작으로 이어지도록 로직을 정리했습니다.
• 팀의 아이디어 제안서 내용을 실제 구현 관점에서 구체화하는 데 기여했습니다.

기대 효과

• 별도 전원 공급이 어려운 농지에서 신재생 에너지 기반으로 장치를 운용할 수 있습니다.
• 자동 습도 조절로 작물 생육에 필요한 수분 상태를 유지하고, 물 관리에 드는 노동 시간을 줄일 수 있습니다.
• 카메라 기반 감지와 음향 퇴치로 유해동물 피해를 예방해 농작물 수확량과 품질 향상에 기여할 수 있습니다.
• 앱 연동과 무선 통신으로 넓은 농지를 원격 확인·제어할 수 있어 고령화와 일손 부족 문제를 완화하는 방향을 제시했습니다.

성과

• 2019년도 대한전기학회 제11회 스마트 에너지 경진대회 장려상 수상
• 신재생에너지, 센서, 무선통신, 임베디드 제어를 결합한 농업 문제 해결형 아이디어로 발전시켰습니다.