스마트팜 온·습도 센서 실험은 반도체의 기본 개념을 이해함으로써 반도체를 활용한 센서의 원리를 배우는 실험입니다. 반도체의 정의, 종류, 그리고 반도체를 활용한 센서를 스마트팜 환경에서 실험할 수 있습니다.
먼저 도체, 부도체, 반도체를 학습한 후에 N형 반도체, P형 반도체, 다이오드, 콘덴서를 전자의 에너지 준위와 전자 모형을 활용하여 학습하도록 구성하였습니다. 이를 바탕으로 반도체를 활용한 센서의 원리를 이해할 수 있습니다.
사전 학습을 마친 학생은 스마트팜에 입장하여 온도, 습도 센서가 부착된 스마트팜 내에서 반도체 센서가 어떻게 활용되는지 경험할 수 있습니다. 선택한 센서의 온도 또는 습도를 직접 조절해보고 반도체 센서 내에서 일어나는 변화를 애니메이션으로 보면서 이해할 수 있습니다.
학습자가 온도 센서를 선택하여 스마트팜 내의 온도를 변화시켰을 때
: 온도에 따른 전자의 이동을 살펴보며 전기회로 내의 전압이 변하는 것을 관찰할 수 있음. 온도의 상승 또는 하강에 따른 스마트팜 내의 환경 변화와 그에 따른 반응(에어컨 또는 히터 가동)을 살펴볼 수 있음.
학습자가 습도 센서를 선택하여 스마트팜 내의 습도를 변화시켰을 때
: 습도에 따른 물 분자가 반도체 센서에 흡수되는 원리를 이해할 수 있음. 흡수된 물 분자가 전기회로의 전자 이동에 어떤 영향을 미치는지 관찰할 수 있음. 습도의 상승 또는 하강에 따른 스마트팜 내의 환경 변화와 그에 따른 반응(스프링쿨러 또는 제습기 가동)을 살펴볼 수 있음.