2024-1학기 IoT System 과목을 수강하며 기말고사 대체 프로젝트로 라즈베리파이를 활용한 스마트 화분 프로젝트를 진행했다.

🪴 프로젝트 개요

교수님이 제공해주신 여러 프로젝트 주제 중 스마트 화분 프로젝트가 특히 흥미로웠다. 원래 이 프로젝트는 트위터와 Nio를 이용해 화분 관리를 하는 시스템이었지만, 트위터를 사용하지 않는 나에겐 유용성이 떨어졌다. 그래서 나는 텔레그램의 그룹챗 기능을 사용해

  1. 가족이나 친구와 함께 화분의 현재 상태를 모니터링하고
  2. 채팅방 참여자 누구나 원격으로 물을 줄 수 있고
  3. 토양 습도가 특정 임계값 이하일 시 자동으로 화분에 물을 주는

스마트 화분을 개발하기로 했다.

자료조사를 해봤을 때, 텔레그램을 활용한 자동화 프로그램이나 스마트화분 프로젝트는 많았지만 둘을 접목시킨 프로젝트는 발견하지 못해서 novelty 면에서 효용이 있을 거라 생각했다. 그 결과 중간고사 점수는 뒤에서(!) 4등이었음에도 불구하고, 최종 성적은 A0를 받았다.

프로젝트 개요 (영문)

In today’s busy lifestyle, taking care of plants can be challenging. It’s easy to forget to water the plants when you’re away from home or have a hectic schedule. To address this issue, I developed a smart plant management system using Raspberry Pi and Telegram. This system allows users to remotely monitor the status of their plants and water them when necessary. By leveraging Telegram’s group chat functionality, friends and family can collaboratively manage the plants, making it more efficient and convenient.

⚙️ 하드웨어 구성

다음은 내 ‘텔레그램 화분’의 회로도이다. (샤라웃 투 CH…♡)

사용한 장비는 라즈베리파이, 라즈베리파이 햇, 릴레이모듈, 워터펌프, 토양습도 센서 뿐이다.

라즈베리파이는 아날로그 신호를 읽을 수 없다. 때문에 ADC 역할을 하는 Grove HAT을 사용해줬다. Hat 없이도 아날로그 센서를 읽게 할 수 있지만, 나는 회로에 약해서 회로 간결화를 위해 구매했고, 대만족했다. 단점이라면 전용 포트가 달린 센서를 사야 회로가 예쁘게 맞아 떨어진다는 점.

토양습도센서는 Grove 회사 것으로 구매했다. 모듈 설정과 측정에 애를 먹어서 추천하지는 않는다. 모듈 최신화가 안되어 있어 설치/재설치만 10번 넘게 했다.

9V 배터리와 워터펌프를 연결한 릴레이 모듈로 On/Off를 제어하고, 스위칭 구현은 코드로 했다. 워터펌프 구경에 맞는 호스를 구매해 연결한 뒤, 워터펌프를 충분한 깊이의 물통에 담가주면 하드웨어 설정은 끝이다.

🔋 하드웨어 마무리 및 소감

나는 수업 내 프로젝트라 라즈베리파이를 꼭 써야만 했다. 하지만 아날로그 센서가 필요한 프로젝트를 진행할 땐 라즈베리파이는 갖다 버리고 아두이노를 사용하는 것을 강력히 추천한다. (특히 라즈베리파이 4B 모델이라면 더더욱!!) 쉽고 빠른 선택지가 있음에도 낮은 효용성을 택하는 건 컴공정신에 위배되기 때문이다. ㅋㅋ

또 릴레이 모듈을 구매할 때도 소프트웨어로 제어할 수 있는 모델인지, 하드웨어로만 동작하는 모델인지 확인하고 구매해야 한다. 나는 초반에 위 모델을 구매했는데, GPIO 핀이 하나 모자라서 라즈베리파이에 연결할 수가 없었다. 릴레이모듈에 대한 배경지식이 전혀 없어서 스마트화분 키트라고 써있는 제품을 무지성으로 구매했는데 이런 게 왔다. 집에 두 개나 있다.

나같은 시행착오와 돈낭비를 겪지 않으려면 처음부터 이렇게 핀이 세 개 있는 릴레이모듈을 구매해야 한다. 핀 세 개와 라즈베리파이를 연결해 동작을 제어해야 하기 때문이다.

이 프로젝트는 유독 막히는 부분이 많았다. 또, 구글링 결과가 전부 영문 자료라 읽고 듣고 이해하는 데 아무래도 시간이 조금 더 걸렸다. 나의 뻘짓 시행착오 기록 한글 자료가 부지런하게 사전조사하는 인터넷 속 누군가의 시간을 아끼는 데 도움이 됐길 바라며 글을 마친다. 창피하지만 내 시행착오를 꽤나 상세하게 기록했고, 앞으로도 그럴 것이다. 

다음 게시물엔 텔레그램 API 및 봇 생성, 라즈베리파이 패키지 설치 및 설정, 전체 코드에 대해 다루고, 데모 비디오까지 첨부할 예정입니다. 하드웨어 구매처나 기타 문의사항은 댓글이나 메일 주시면 24시간 내에 답변하겠습니다.