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수준 고급
분야 물리
제목 스마트팜 온·습도 센서 실험
  • 등록자 한국과학기술정보연구원
  • 등록일 Mar 21, 2024
  • 조회수2,702
  • 리뷰수10

콘텐츠 정보

◆ 맛보기 영상

스마트팜 온습도 센서 실험 맛보기 영상

 

 

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.

 

  1. 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.
  2. 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.

 

이 실험을 통해 가능한 학습 내용은 아래와 같습니다.

  • 도체, 부도체, 반도체의 정의
  • N형 반도체, P형 반도체, PN 다이오드, 콘덴서의 정의
  • 반도체를 활용한 센서의 이해
  • 옴의 법칙을 활용한 저항과 전압의 관계식 이해
  • 온도 변화 시 반도체 센서 내의 전자의 이동에 따른 저항과 전압의 변화 이해
  • 콘덴서를 활용한 습도 센서의 구성
  • 흡습제의 산소 원자가 물 분자를 흡수하는 원리 이해
  • 흡수된 물 분자가 자동이온화하는 과정을 시각화
  • 자동이온화 과정에서 생성된 하이드로늄 양이온과 전자의 결합 시각화
  • 습도 변화 시 반도체 센서 내의 전류의 변화 이해
  • 스마트팜의 맞춤 온도, 습도 유지를 위한 스마트팜의 운영 원리 이해

 

< 선수 학습용 추천 영상 >

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평가 및 리뷰

평가 및 리뷰 별점 4.7
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4 로미 2022-10-07 15:17:35

스마트팜에 대해 어렴풋이 알고 있었는데, 실제 센서를 작동해볼 수 있어서 좋습니다. 센서를 작동했을 때, 스마트팜에 설치된 기기들이 어떻게 작동하는지 이해하게 되었습니다.

5 나는,엄준식 2022-10-07 15:06:37

센서 안에 반도체가 어떻게 작동하는지 직관적으로 관찰할 수 있어서 좋습니다.

3 총명 2022-09-09 21:32:32

좋은데 좀 더 다양한 체험 교구가 있었으면 더 좋았을 것 같아요! 많이 배우고 갑니다~

5 forescience 2022-08-17 16:20:17

정말 유용하네여

5 키스티 2022-08-17 10:11:18

오~~반도체~물분자가 센서 구멍으로 들어오는거군 이해가 잘 된다

댓글 0

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