3D프린터로 LED바 장착 화분 제작하기.

예전에 멜론을 먹다가 멜론 씨앗이 많길래 혹시나 해서 재미삼아 바질을 기르던 화분에 3갠가 심었었는데..



뭔가 바질 화분에서 콩나물 같은게 자라서 이게 뭔가.. 생각하다가 '아, 이게 그 멜론???'이라는 깨달음을 얻게 되었지요. 장난삼아 심긴 했지만 진짜로 자란 이마당에 한번 제대로 길러보자 해서 본격적으로 자랄 환경을 꾸며주기로 했습니다.


특히 환경적으로 걱정되었던 게, 저희 집에 햇빛이 잘 들지 않아 멜론이 자라는데 광량이 부족하다는 것이었습니다. 여기저기 찾아봤더니 이 부족한 광량을 식물등, 즉 식물이 자라는데 적합한 파장을 제공하는 LED로 보충해줄 수 있다고 하더라구요. 


그래서 시작한 프로젝트, 3D프린터로 LED바 장착한 화분 제작하기! 그 과정을 보여드릴까 합니다.


※주의! 저는 원예기술에 완전 무지한 상태로 그냥 인터넷 찾아보고 만든 것임을 알려드립니다※

※이곳에 나온 모든 물품들은 제가 제돈으로 제 판단하에 구입한 것들입니다. 구입처를 적어놓은 이유는 제가 안까먹기 위해서입니다;;


일단 기본적으로 제가 주문한 물품들은 다음과 같습니다. 


1. 큰 화분

2. 흙

3. LED 바

4. LED 바를 설치할 아크릴판 및 이를 지지할 아크릴봉

5. LED 바에 전원을 원하는 시간만 공급할 타이머 콘센트



제가 주문한 화분입니다. 55 X 37 X 23.5cm, 28L 짜리로 꽤 큰 용량의 화분을 주문했는데 생각보다 저렴했습니다. 제가 주문한 곳인 이곳입니다. 



요게 흙받이 깔판이라는데.. 물빠짐도 잘 고려한 디자인이라고 하더군요.



이렇게 물받이용 서랍도 있습니다.



주문하면서 모종삽도 하나 주문했지요. 저게 하나에 천원입니다(싼 거죠?ㅎ). 



화분이 있으니 여기에 들어갈 흙이 필요하지요? 그래서 주문했습니다. 흙사랑 혼합토라는 배양토와..



물빠짐을 도와주는 마사토! 저는 세척 마사토로 샀는데, 그냥 마사토보다는 좀 비싸도 게으른 저에게는 딱 맞는 제품이었습니다.


아, 추가로 펠렛발효계분도 샀는데 이건 뒤에서 보여드릴게요. 저는 이것들을 여기에서 샀습니다.



이게 제가 산 물품중에서 가장 비싼 것인데 바로 LED 바입니다. 저는 여기에서 이 빛솔(BISSOL) LED 바를 샀는데, 여러가지 제품들을 잘 비교했지만 식물 생장용 LED 바는 이 제품에 대한 평가가 좋더군요. 



이 LED 바 라인업에는 크게 2개가 있는데, LED 칩 비율에 따라 빨강 : 파랑이 24 : 6인게 있고 21 : 9인게 있습니다. 


빨강색은 생육을 촉진하는 역할을 하고 파란색은 개화유도 및 색소발색을 촉진시키는 역할을 한다는데, 24 : 6의 비율을 가진 LED가 주로 엽채류나 근채류, 화훼류에 많이 쓰이고 21 : 9의 비율을 가진 LED가 주로 과채류나 일반 작물에 두루두루 쓴다고 해서 저는 후자인 21 : 9의 비율을 가진 LED바를 구입했습니다.



켜면 이렇게 보입니다. 



저는 화분 단독으로 빛을 쬘 수 있게 만들고 싶어서 화분에 LED 바를 장착할 등갓까지 고정하고자 했습니다. 그래서 LED 바를 지탱해주고 등갓 역할을 할만한 아크릴봉과 아크릴판들을 여기에서 주문했습니다.



원래는 이런 식으로 한쪽에서만 LED 바와 등갓을 잡아주는 방식을 생각해서 견고할 수 있게 두께 5T 짜리 아크릴판을 산 것이었는데.. 생각보다 저게 엄청 무겁더군요;;; 그래서 저것때문에 뒤에서 디자인을 바꾸게 됩니다ㅠ



제가 찾아보니 식물 생장용 LED를 사용할 때에는 햇빛이 비치는 시간에 5~6시간 정도 함께 쬐주라고 하더군요. 그래서 이 시간을 자동으로 조작해줄 방법이 필요했습니다. 처음엔 아두이노로 해야하나, 그러면 아두이노를 공부해야하나 막 고민했었는데.. 세상에 이런게 있더군요. 



사용할 시간을 설정할 수 있는 ADIT 세운상가 24시간 전기 콘센트, 즉 타이머 콘센트입니다. 저는 여기에서 구입했는데, 여기가 젤 저렴한 것 같더군요. 저 파란색 눈금들을 꾹 눌러서 시간을 표시해주면 그 표시된 시간만큼만 연결된 기기에 전원이 공급됩니다. 



물론 스위치 조작으로 계속 전원을 공급할 수도 있구요.



이 타이머 콘센트를 어떻게 사용하냐면, 이걸 먼저 전기 콘센트에 꽂고 나서 위의 눈금을 돌려서 빨간색 표시점이 현재 시간이 되도록 맞춘 다음 파란색 버튼들을 눌러서 기기에 전원을 공급하고자 하는 시간을 설정해주면 됩니다. 저는 아침 9시부터 저녁 5시까지 총 8시간 설정했습니다. 햇빛이 많이 부족하거든요ㅠ


이게 편리한게 시간을 설정해놓으면 자동으로 계속 매일매일 반복됩니다ㅎ 세상엔 참 머리좋은 사람들이 많아요. 이런 걸 상품화하다니..



일단 준비물이 다 갖추어졌으니 먼저 분갈이를 시작합니다. 먼저 세척 마사토를 화분의 밑에 깔고, 배양토를 조금 넣은 후에..



기존 화분에서 최대한 뿌리가 다치치 않도록 잘 빼냅니다.



와.. 저게 다 뿌리더군요. 조심스럽게 큰 화분에 넣은 후 배양토로 나머지 빈 화분의 공간들을 채워줍니다.



그런 다음 물을 흠뻑 주구요.



그 위로 펠렛발효계분, 즉 거름도 뿌려줬습니다. 원래는 저 퇴비를 흙하고 섞어 줬어야 하는데.. 물까지 뿌리고 나서 그다음 생각나는 바람이 그냥 위에 얹어줬습니다;;;



자, 이제는 LED바를 화분에 고정할 부품들을 만들어야할 시간입니다. 앞서 말씀드렸다시피 두께 5T짜리 아크릴판이 생각보다 너무 무거워서 한쪽에서만 고정하기에는 너무 불안해서 결국 화분 양쪽에서 고정하기로 했습니다. 


위는 주문한 직경 50파이, 두께 3T, 길이 42.7cm 짜리 아크릴봉을 잡아줄 부품입니다. 아크릴봉이 크기도 크지만 이 부분이 LED 바와 등갓을 지지해주는 핵심 부품(?!)이기 때문에 튼튼하게 지지할 수 있도록 디자인했습니다.



아크릴봉과 위에서 연결되고 동시에 등갓과도 연결될 부품입니다. 이 부분은 아크릴봉에 얹혀져 있는 것이기 때문에 끝부분을 막힘처리하였고 아크릴봉를 감싸는 부분도 아래쪽에서 잡아주는 부품보다는 짧게 디자인했습니다. 단, LED 바의 전선이 통과해야하기 때문에 그 부분은 구멍을 내주었습니다.



아크릴봉의 반대쪽에서 LED바와 등갓을 지지해줄 PVC 봉을 고정할 부품입니다. PVC 봉은 어디서 났나구요? 저희 집에서 굴러다니던데요. 누구나 집에 안쓰는 PVC 봉 한두개는 있잖아요?


PVC 봉을 아래쪽에서 꽉 잡아주어야 하기 때문에 PVC 봉이 들어가는 부분을 좀 길게 디자인했습니다.



PVC 봉과 위에서 연결되고 동시에 등갓과도 연결될 부품입니다. 이 부품 또한 위쪽에서 PVC 봉에 얹혀져 있는 것이기 때문에 끝부분을 막힘처리하였고 PVC 봉를 감싸는 부분도 아래쪽에서 잡아주는 부품보다는 짧게 디자인했습니다.


3D 모델링을 어느 정도 했으니 이제 3D프린팅을 해야하는데요. 출력에 사용한 3D프린터는 프린터봇 플러스(Printrbot Plus)입니다. 오랜만에 사용하다보니 위와 같은 출력이 될 때까지 문제해결 과정이 필요했었는데요. 


이게 필라멘트가 핫엔드에서 계속 막히는 문제가 있더라구요. 온도도 정상적으로 올라가고 필라멘트도 노즐에서 새어나오긴 하는데 계속 막히는..


왜 그런가 해서 봤더니 문제는 바로..



저는 E3D-V6 핫엔드를 사용하는데요, 이 쿨링팬이 E3D-V6 핫엔드의 히트싱크를 냉각해주는 역할을 합니다. 그런데 이 쿨링팬이 100% 파워로 돌지 못하더군요;;;; 그래서 열을 효과적으로 방출해야할 히트싱크도 온도가 올라서 필라멘트가 부분적으로 녹았던 것이죠. 이렇게 되면 필라멘트가 핫엔드를 통과함에 있어서 벽과의 마찰력이 심해서 압출이 잘 되지 않아 결국 막히는 현상이 발생하게 됩니다.


이 쿨링팬을 다른 쿨링팬으로 바꾸어주었더니 문제 해결!


E3D-V6 핫엔드를 사용하시는데 잘 막히는 증상을 경험하시고 계시다면 쿨링팬을 한번 점검해보시기 바랍니다ㅎ



자, 이제 출력 시작입니다. 앞서 말씀드린 바와 같이 출력에 사용한 3D프린터는 프린터봇 플러스(Printrbot Plus)이구요, 적층높이 300마이크론 shell thickness 1.2mm, fill density 20%, 프린팅 속도 50mm/s, 핫엔드 온도 220도, 히팅베드는 사용하지 않았구요, retraction speed 80mm/s, retraction distance 6mm로 설정하였습니다.


출력에 사용한 필라멘트는 필라티늄(FILATINUM) PLA-Q 흰색 필라멘트이구요, 위 부품 출력하는데 대략 1시간 정도 소요되었습니다.



그 다음은 아크릴봉을 아래에서 고정하는 부품을 출력했는데요. 이전과 동일한 세팅을 출력했구요.



출력 완료까지 약 5시간 40분 정도 소요되었습니다.



그다음은 PVC 봉을 위에서 고정하는 부품을 2개 한꺼번에 출력했는데요, 이전과 같은 세팅으로 약 1시간 50분 정도 소요되었습니다.



위 사진은 아크릴봉을 위에서 고정하는 부품을 출력하는 모습인데요.



이전과 동일한 세팅으로 3시간 30분 정도 소요되었습니다.



이제 조립을 해봅시다. 아크릴봉을 고정 부품에 잘 장착해주구요, 빠지지 않도록 나사로 고정해줍니다. 



집에서 굴러다니던 PVC 봉을 적당한 크기로 톱질해주구요.




위아래를 고정 부품으로 잘 고정해줍니다. 아래 고정 부품은 타이트하게 들어가서 고정 나사를 사용하지 않았습니다.



이렇게 만들어진 부품들을 화분에 고정하려면 화분에도 나사 구멍이 있어야겠지요?



나사가 들어갈 적당한 위치를 표시하고 드릴로 구멍을 내줍니다.



구멍이 뭔가 삐뚤빼뚤거리게 느껴지는 것은 그냥 느낌일 뿐입니다.



아크릴봉을 아래에서 고정하는 부품을 먼저 화분에 고정해줍니다. 아크릴봉 어디갔냐구요? 아크릴봉을 끼운 상태에서 화분에 고정하려고 하니 어렵더군요;;; 그래서 아크릴봉 빼고 나사로 고정했습니다.



그 다음 아크릴봉을 이렇게 장착해줍니다. 역시 사람은 머리가 좋아야 손발이 덜 고생한다니까요ㅠ



그 다음 PVC 봉을 화분에 이렇게 고정해줍니다.



아크릴봉을 위에서 고정하는 부품을 위와 같이 고정하면 이제 아크릴봉과 PVC 봉 조립은 어느 정도 마무리가 됩니다.



다음은 등갓을 만들 차례입니다. 등갓은 집의 지붕형태로 구상했구요, LED 바가 장착되는 아크릴판과 처마를 이룰 아크릴판을 서로 연결해줄 부품을 3D 모델링 후 출력했습니다.



이전과 동일한 세팅을 사용하였구요, 4개 모두 출력하는데 약 3시간 정도 소요되었습니다.



그 다음에는 아크릴판에 각각 부품들이 고정될 나사구멍들을 드릴로 내줍니다.



이런 식으로 말이지요.



그 다음에는 LED 바를 장착시키는데, LED 바에는 3M VHB 양면테이프가 발라져있더군요. 그렇기 때문에 LED 바를 고정하기 위한 나사작업은 따로 하지 않고 저 양면테이프로만 붙이기로 했습니다.



이렇게 말이죠.



그 다음 3D프린팅한 부품을 이와 같이..



이렇게 장착한 뒤..



딴에는 반사 효율을 높여준답시고 작업한 호일을 붙인 3T짜리 아크릴판을 5T 아크릴판과 연결해줍니다.


이렇게 만든 LED 바와 등갓의 결합물을 앞서 만든 화분에 나사로 장착시켜주면..



짠! 이렇게 만들어지게 됩니다.



이런 식으로 5T 아크릴판과 3T 아크릴판이 연결되게 됩니다. 판과 판 사이에 빈틈은.... 걍 못본 척 해주세요. 이래서 디자인 과정에서 생각을 잘해야 한다는 것입니다ㅠ



등갓 안쪽은 이렇습니다. LED바가 이런 식으로 장착되서 빛을 식물들에게 비춰주게 됩니다.



LED바의 전선은 위와 같이 아크릴봉의 위부분 부품에 뚫려있는 구멍을 통과해서..



이렇게 아크릴봉 안쪽으로 들어가게 됩니다. 나름 물에 안닿게 디자인 했다는..



이 전선의 아래쪽은 그냥 심플하게 테이프로 고정하였구요ㅎ



PVC 봉 윗쪽을 고정해주는 부품들의 모습입니다. 



혹시나 나사머리의 지지하는 힘만으로는 모자를까봐 와셔를 사용해서 각각의 부품들을 연결해주었습니다.


그럼 한번.. LED 바를 켜볼까요?


과연 어떤 모습일지?



오오!!! 정육점 분위기!!!ㅎ


나름 괜찮습니다. 저 빛이 제발 제 멜론과 바질들을, 특히 제 멜론을 잘 키워줘야 할 것인데 말이죠.



3D프린터로 LED바 장착한 화분을 만든지 3일이 지나고 나서 처마 한쪽은 떼버렸습니다. 아무리 LED바가 빛을 보충해준다고 해도 낮에는 햇빛을 받아야 하는데 창가의 처마 때문에 빛을 덜 받는 것 같더군요. 



LED 바의 효과는 잘 모르겠지만, 그래도 나름 멜론이 조금씩 조금씩 커나가고 있습니다. 위 사진처럼 떡잎 다음에 본잎도 한장 나왔구요, 이 글을 쓰는 시점인 현재는 2번째 본잎이 나올락말락 하고 있습니다ㅎ


그나저나 물주는게 걱정입니다. 아무리 찾아봐도 멜론을 키울 때 하루에 물을 얼마나 주는지가 안나와있어요ㅠ 멜론은 생장주기 부분마다 필요한 물의 양이 다르다고 하고 습한 것 보다는 건조한 것을 좀 더 좋아한다고 하는데..


혹시 멜론 하루에 물 몇 ml나 주어야 하는지 아시는 분 계신가요ㅠ


오늘은 3D프린터로 LED바를 장착한 화분을 제작하는 과정에 대해 소개해드렸습니다. 3D프린터로 화분 전체를 제작한 건 아니지만, 3D프린터로 만든 부품들이 아니었다면 LED바를 화분에 고정하는 작업이 쉽지 않았을 것 같습니다.


그냥 3D프린터로 이런 작업도 할 수 있구나~ 정도로 봐주시면 될 듯 합니다.


개인적으로 멜론이 쑥쑥 자라서 열매까지 맺어줬으면 좋겠군요!


이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!


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Comment List

  1. Sakai 2016.08.12 16:26 신고 address / modify or delete / reply

    3D프린터 가격이 조금만 저렴하면 구매를 해서 사용을 하나 만들고 싶어지네요.글 잘 읽고 갑니다.

    • MadeInNeverland 2016.08.12 17:20 신고 address / modify or delete

      3D프린터 가격이 정말 많이 내려오긴 했습니다. 이전에 몇백만원씩이었던 것에 비하면 말이죠! 방문해주셔서 감사합니다~!

  2. 시원한바람 2016.08.12 16:51 신고 address / modify or delete / reply

    3D프린터로 활용을 잘 하시네요. 재미있네요.

  3. 2016.08.12 21:18 신고 address / modify or delete / reply

    와우 멋지네요 이것저것 많이아시고 행동력 갑이십니다

  4. 문또또 2016.08.13 17:45 신고 address / modify or delete / reply

    이런저런 블로그 구경하다가 여기까지 왔습니다. 진짜 신기하네요.
    요즘 3D프린터 얘기 많던데 실제로 3D 프린터를 개인적으로 이렇게 사용하고 계신 분이 있다는 거에 놀랐습니다. 또한 결과물에 놀랐구요.
    IT 좋아하는 사람이지만 문과라 자세한 건 잘 모르는데 신기한 세상 잘 알고 갑니다. 가끔 블로그 구경할게요~ 좋은 포스팅 많이 올려주세요.

    • MadeInNeverland 2016.08.13 18:09 신고 address / modify or delete

      생각외로 3D프린터계에는 은둔고수분들이 많으십니다. 저는 대적할 수 없지요ㅠ 그래도 열심히 렙업하려고 노력하고 있습니다. 방문해주셔서 감사합니다~!

  5. 말라잉 2016.08.16 09:57 신고 address / modify or delete / reply

    LED조명으로 식물 키우는 거랑 3D프린터에 관심 있었는데, 한 방에 두가지를 현장에 있는 것 처럼 체험할 수 있었습니다. ㅇㅁㅇ)!! 멜론 잘 컸으면 좋겠어요!

    그리고 정말 물 몇 ml 줘야하는지 모르겠네요... 과실이 달린 후 2배 이상 물을 필요로 한다, 1일 물 흠뻑 줘라 이런 말은 봤지만 ml 단위로는 안 나오네요 ;ㅂ;

    • MadeInNeverland 2016.08.16 10:02 신고 address / modify or delete

      자주 물주면 내부에서 썩는다는 말도 있어서.. 그리고 요즘에 너무 덥고 습해서 화분에 곰팡이가 스믈스믈 올라오는터라 더더욱 물을 막주기가 무섭네요ㅠ 그래도 조언 감사드립니다~!

  6. 궁디™ 2016.08.16 15:40 신고 address / modify or delete / reply

    요즘 아두이노를 알고계시면,, 한번 응용을 해보세요..
    센서를 화분에 꽂아두고... 흙의 습도를 일정시간마다 체크해서,
    흙이 건조하면,, 물을 조금씩 공급해주도록 할 수 있어요..
    LED바의 점등 시간도.. 주변광량을 체크 할수 있는 센서를 붙여서
    광량에 따라 유동적으로 점등되도록 만들수도 있지요...

    • MadeInNeverland 2016.08.16 22:17 신고 address / modify or delete

      저도 나중에 아두이노 열심히 공부해서 한번 전자동 화분을 만들어보는게 목표 중 하나입니다ㅎ 그럴려면.. 진짜 열심히 공부를 해야하죠ㅠ_ㅠ

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