산불은 최근 우리나라 뿐만이 아니라 전 세계적으로 국가적 손실과 인명피해를 주고 있습니다.
산불은 한번 발생하면 바람을 타고 순식간에 넓게 퍼져 나가게 되고 지형 탓에 진화에 많은 어려움이 있어 그 위험성이 크게 다가옵니다.
. 따라서 저희는 산불을 초기에 발견하여 신속하게 진압하게 된다면 산림과 생태계를 보호하고 국가적 손실과 인명 및 재난 피해를 줄일 수 있지 않을까 생각하게 되었고 아이디어를 구상하여 산불감지센서를 제작하게 되었습니다.
2. 수행기간
2021.09.01~2021.11.01- 조 결성 및 아이디어 구상
2021.11.02~2021.11.14- 아이디어 선정 및 진행 방향 회의
2021.11.15~2021.11.25- 제품 도면 설계, 작품 제작을 위한 교육
2021.11.26~2021.12.01- 3D프린팅 수령 및 아두이노 설계
2021.12.02~2021.12.06- 제품 구동 및 문제점 수정 후 최종 완성
2021.12.07~2021.12.12- 발표영상 제작 및 완성
3. 개발작품 설명
저희 산불 감지기는 크게 3부분으로 나눌 수 있습니다.
첫 부분은 센서 부분입니다. 저희 제품에는 산불의 일산화탄소를 감지하는 연기 센서와 불꽃을 감지하는 화염 감지 센서가 사용되었습니다.
다음으로 전력부분은 산불 감지기의 센서 부분과 연기를 흡입하는 팬은 압전 센서에 의해 힘을 받고 운전을 하게 됩니다.
(프로토타입으로 제작하여 압전센서를 이용하였지만 추후 성능을 보완하여 실용화 되게 되면 풍력발전을 이용하여 에너지를 자체적으로 공급하고 바람의 방향과 세기까지 파악할 수 있게 해 더 심층적이고 고도화된 산불감지센서기를 구상하였습니다.)
마지막 부분은 신호 부분입니다. 센서를 통해 감지된 연기와 불꽃을 부저를 통해 산불 감지기와 연결된 근처 기관에 신호를 보내게 됩니다.
프로토 타입 산불 감지기는 일산화탄소와 온도 수치를 최소로 맞추어 두 수치가 모두 만족을 하였을 때 신호를 보내는 구조로 설계하였습니다. 선행 실험 결과 일산화탄소와 불꽃 감지 수치의 최솟값은 각각 30, 165이였기에 아두이노를 설계할 때 이 수치를 기준으로 두었습니다.
(실제로 사용될 온도 수치는 목재의 인화점과 발화점을 기준으로 하였습니다. 이중 가장 최저 온도인 270도를 기준으로 약간의 margine을 두어 200도의 기준을 세웠습니다. 일산화탄소의 수치의 경우 환경에 따라 수치가 변하는데 저희는 공기 중과 나무의 연소시 일산화탄소의 수치를 합하여 산불 감지기의 수치를 정하였습니다.)
4. 활용방안
우리나라의 산불 발생지의 공통점은 사람의 유동이 많은 곳에서 일어난다는 것 입니다 이것을 이용하여 이동이 많은 등산로, 산의 초입부에 장치를 설치하여 예측이 어려운 작은 불씨를 감지해 주변 소방서에 보내 산불을 초기에 진압할 수 있게하여 국가적 손실과 인명피해를 줄이는 것에 활용할 수 있습니다.
안녕하십니까. 저는 한사랑산악회 팀의 이예인이라고 합니다. 저희 한사랑산악회 조의 산불감지센서기에 대해 많은 관심을 가지고 글을 적어주셔서 감사합니다. 이사철 선생님께서 해주신 말씀들에 대해 답을 해드리고자 글을 씁니다.
1. 전력원의 설정
산불이 가장 많이 일어나는 계절은 겨울과 봄 맞습니다. 하지만 산불 예방으로 입산이 금지되는 경우는 아주 드뭅니다. 저 또한 산불 예방으로 인해 금지되는 경우는 단 한번도 보지 못하였습니다. 더욱이 사람들이 많이 나들이를 가는 봄 같은 계절은 입산 금지를 하게 된다면 많은 반발이 일어나게 되겠죠. 저희가 사람이 많이 다니는 길목에 설치를 고려한 이유는 따로 있습니다. 산림청의 통계에 따르면 2011년부터 2020년 사이 산불의 원인은 입산자 실화가 34%, 논·밭두렁 소각 15%, 쓰레기 소각 14%, 담뱃불실화 5%, 성묘객실화 3%, 어린이 불장난 1%로 대부분 입산자에 의해 발생한 산불입니다. 자연발화는 아주 극히 드물기에 저희는 산불의 주원인인 입산자에 의한 산불을 줄이기 위해 사람이 많이 다니는 길목에 설치하기로 정한 것입니다. 그리고 압전센서를 사용하는 이유는 다음과 같습니다. 타사 제품을 살펴보니 태양열을 전력원으로 사용하는데 이 태양열을 나무가 우거진 숲에서 사용하기에는 많은 어려움이 있다 보니 산 꼭대기에 설치한 것을 알 수 있었습니다. 이러한 점들은 자연 경관을 해친다고 생각이 들어 사람이 많이 다니는 길목에 설치할 것이라면 압전센서가 적합하다고 생각이 들어 압전센서를 선택하게 되었습니다. 하지만 전력원에 대해서는 조금 더 고민해봐야하는 방향은 맞습니다.
2. 기기의 설치장소
기기를 땅에 아주 가깝게 두는 것은 아닙니다. 물론 땅과 거리를 두어 설치할 예정입니다. 나무 위쪽에서 발생하는 산불의 연기는 어떤 센서든 간에 드론을 띄우지 않는 이상 탐지가 어려울 것입니다. 저희는 초기 산불을 감지하는 것에 목적을 두고 있기 때문에 나무 위쪽에서 발생하는 큰 산불은 당연히 감지가 어려울 것입니다. 하지만 대부분 산불은 땅에서부터 나무로 불이 옮겨가기 때문에 그 전에 감지할 수 있을 것이라 봅니다.
3. 시장경쟁력
말씀하신 ‘원래 있는 산불감지기’가 어떤 제품을 말씀하시는 건지 모르겠습니다. 저희는 프로토타입으로 산불 감지 센서를 구상하여 GPS를 추가하여 인근 소방서에 알림이 간다면 빠른 진압을 할 수 있을 것이라 보고 구상을 하였습니다. 그리고 내구성을 높이기 위해선 분명 많은 돈이 들 것이라는 말은 맞습니다. 하지만 우리나라의 대형산불을 살펴보면 몇 백억, 심지어는 몇 천억의 재산 피해가 발생한 것을 볼 수 있습니다. 그렇기 때문에 내구성을 위해 돈을 조금 더 투자하는 것은 충분한 가치가 있다고 봅니다.
그리고 마지막으로 저희가 아두이노로 제작을 하였기 때문에 연기를 탐지 가능한 범위에 한계가 있는 것은 사실입니다. 저희가 학생 신분으로서 할 수 있는 부분에 많은 한계가 존재합니다. 그렇기 때문에 이번 INU Maker 대회에서 많은 도움(3D 프린터, 제작비 지원, 공구 무료 대여)을 주신 것도 사실입니다.
다이슨 회사의 유명한 제품인 다이슨 청소기를 아십니까.
이는 '먼지봉투 없는 진공청소기'를 개발해 보겠다는 한 청년의 아이디어에서 탄생했다고 합니다. 수많은 시행착오를 겪으며 5년간 5127개의 시제품을 제작한 끝에 다이슨은 1993년 사이클론 방식을 적용한 세계 최초의 먼지봉투 없는 진공청소기 'DC01'을 탄생시켰다고 합니다. 무려 5127번의 시행착오를 겪은 것이죠. 모든 아이디어에는 수많은 에러가 존재하고 이를 위해선 수많은 시행착오가 필요할 것입니다. 저희 또한 마찬가지입니다. 이사철 선생님께서 해주신 비판과 아이디어들 다음 시행 때 보완하여 만들어 보도록 하겠습니다.
몇 번의 시행착오가 걸릴지는 모릅니다만 이것 또한 더 나은 세상을 만들어가기 위한 충분히 가치 있는 과정이라고 생각합니다. 저희 산불감지센서기에 대한 긴 평 감사드리고 또 다른 학생들의 아이디어와 작품 또한 예쁘게 봐주시면 감사하겠습니다.
이사철()2021-12-14 15:37:44
안타깝습니다. 산불이 많이 일어난다고 감시기를 설치하는 접근법 단순합니다.
산불에 대해 조금 더 조사를 하셨으면 합니다.
산불의 원인, 산불의 종류, 심지어 국내와 해외의 산불은 성격부터 다릅니다.
1. 전력원의 설정
압전센서를 전력원으로 작동한다? 산불이 언제 가장 많이 일어납니까? 겨울과 봄입니다.
이때는 산불 예방을 목적으로 입산이 금지됩니다.
또한 등산로 근처에서만 설치를 예상하신다면 큰 오산입니다.
2. 기기의 설치장소
기기를 땅과 가깝게 두면 낙엽등이 흡입구를 막을 가능성과
수관화 즉 나무 위쪽에서 발생하는 산불의 연기는 탐지가 어렵다고 봅니다.
3. 시장경쟁력
이 것이 제품화 한다면, 신호가 잘 터지지 않는 산에서 소방서(산불감시단)까지 신호를 보내는 고성능 신호기,GPS,
사계절을 견뎌내는 내동 내열 내습 설계로 보완을 해야 될 것이고 제품은 비싸집니다.
원래 있는 산불감지기를 대체 할수있는가?
잘 모르겠습니다.
결론은 회전가능한 고성능 열화상 카메라와 산불감시 인공지능이 조금이라도 열과 연기를 탐지하면
산불감시단이 드론으로 현장조사와 동시에 산불 진화를 하는것과
이 기기가 연기를 탐지 가능한 범위, 산불이 나고 연기가 퍼져야 감지되는 점,
추가로 이 기기의 연 1회 감지센서 점검을 한다 하였을때 노동력, 산불과 야생동물등으로 소실되는 기기 복구비 등을 비교해 봐야 봅니다.
백록담()2021-12-14 09:21:46
너무 좋네요 아이디어! 디벨롭해서 좋은 결과도 있길 바랍니다~
이소현()2021-12-14 09:07:43
와우~ 멋진 아이디어^^! 학생들이 생각했다니 믿기지가 않네요~
정아현()2021-12-13 19:16:07
센서로 인해 산불이 커지기 전에 진압한다는 것이 너무 좋은 아이디어입니다.
임광현(한밭대학교)2021-12-13 16:53:59
Núi Hàn Quốc đẹp quá
박세은(인천대학교)2021-12-13 15:15:52
산불은 커지면 아주 위험해서 초기진압이 중요하지요.
김민주()2021-12-13 15:07:47
세계적으로도 뻗어나갈 수 있는 제품이라고 봅니다. 얼른 대한민국에도 이 제품이 사용되었으면 좋겠어요.
라곤 () 2021-12-15 06:53:27
굿~~` 아이디어 입니다
이예인 (인천대학교) 2021-12-14 17:42:42
안녕하십니까. 저는 한사랑산악회 팀의 이예인이라고 합니다. 저희 한사랑산악회 조의 산불감지센서기에 대해 많은 관심을 가지고 글을 적어주셔서 감사합니다. 이사철 선생님께서 해주신 말씀들에 대해 답을 해드리고자 글을 씁니다.
1. 전력원의 설정
산불이 가장 많이 일어나는 계절은 겨울과 봄 맞습니다. 하지만 산불 예방으로 입산이 금지되는 경우는 아주 드뭅니다. 저 또한 산불 예방으로 인해 금지되는 경우는 단 한번도 보지 못하였습니다. 더욱이 사람들이 많이 나들이를 가는 봄 같은 계절은 입산 금지를 하게 된다면 많은 반발이 일어나게 되겠죠. 저희가 사람이 많이 다니는 길목에 설치를 고려한 이유는 따로 있습니다. 산림청의 통계에 따르면 2011년부터 2020년 사이 산불의 원인은 입산자 실화가 34%, 논·밭두렁 소각 15%, 쓰레기 소각 14%, 담뱃불실화 5%, 성묘객실화 3%, 어린이 불장난 1%로 대부분 입산자에 의해 발생한 산불입니다. 자연발화는 아주 극히 드물기에 저희는 산불의 주원인인 입산자에 의한 산불을 줄이기 위해 사람이 많이 다니는 길목에 설치하기로 정한 것입니다. 그리고 압전센서를 사용하는 이유는 다음과 같습니다. 타사 제품을 살펴보니 태양열을 전력원으로 사용하는데 이 태양열을 나무가 우거진 숲에서 사용하기에는 많은 어려움이 있다 보니 산 꼭대기에 설치한 것을 알 수 있었습니다. 이러한 점들은 자연 경관을 해친다고 생각이 들어 사람이 많이 다니는 길목에 설치할 것이라면 압전센서가 적합하다고 생각이 들어 압전센서를 선택하게 되었습니다. 하지만 전력원에 대해서는 조금 더 고민해봐야하는 방향은 맞습니다.
2. 기기의 설치장소
기기를 땅에 아주 가깝게 두는 것은 아닙니다. 물론 땅과 거리를 두어 설치할 예정입니다. 나무 위쪽에서 발생하는 산불의 연기는 어떤 센서든 간에 드론을 띄우지 않는 이상 탐지가 어려울 것입니다. 저희는 초기 산불을 감지하는 것에 목적을 두고 있기 때문에 나무 위쪽에서 발생하는 큰 산불은 당연히 감지가 어려울 것입니다. 하지만 대부분 산불은 땅에서부터 나무로 불이 옮겨가기 때문에 그 전에 감지할 수 있을 것이라 봅니다.
3. 시장경쟁력
말씀하신 ‘원래 있는 산불감지기’가 어떤 제품을 말씀하시는 건지 모르겠습니다. 저희는 프로토타입으로 산불 감지 센서를 구상하여 GPS를 추가하여 인근 소방서에 알림이 간다면 빠른 진압을 할 수 있을 것이라 보고 구상을 하였습니다. 그리고 내구성을 높이기 위해선 분명 많은 돈이 들 것이라는 말은 맞습니다. 하지만 우리나라의 대형산불을 살펴보면 몇 백억, 심지어는 몇 천억의 재산 피해가 발생한 것을 볼 수 있습니다. 그렇기 때문에 내구성을 위해 돈을 조금 더 투자하는 것은 충분한 가치가 있다고 봅니다.
그리고 마지막으로 저희가 아두이노로 제작을 하였기 때문에 연기를 탐지 가능한 범위에 한계가 있는 것은 사실입니다. 저희가 학생 신분으로서 할 수 있는 부분에 많은 한계가 존재합니다. 그렇기 때문에 이번 INU Maker 대회에서 많은 도움(3D 프린터, 제작비 지원, 공구 무료 대여)을 주신 것도 사실입니다.
다이슨 회사의 유명한 제품인 다이슨 청소기를 아십니까.
이는 '먼지봉투 없는 진공청소기'를 개발해 보겠다는 한 청년의 아이디어에서 탄생했다고 합니다. 수많은 시행착오를 겪으며 5년간 5127개의 시제품을 제작한 끝에 다이슨은 1993년 사이클론 방식을 적용한 세계 최초의 먼지봉투 없는 진공청소기 'DC01'을 탄생시켰다고 합니다. 무려 5127번의 시행착오를 겪은 것이죠. 모든 아이디어에는 수많은 에러가 존재하고 이를 위해선 수많은 시행착오가 필요할 것입니다. 저희 또한 마찬가지입니다. 이사철 선생님께서 해주신 비판과 아이디어들 다음 시행 때 보완하여 만들어 보도록 하겠습니다.
몇 번의 시행착오가 걸릴지는 모릅니다만 이것 또한 더 나은 세상을 만들어가기 위한 충분히 가치 있는 과정이라고 생각합니다. 저희 산불감지센서기에 대한 긴 평 감사드리고 또 다른 학생들의 아이디어와 작품 또한 예쁘게 봐주시면 감사하겠습니다.
이사철 () 2021-12-14 15:37:44
안타깝습니다. 산불이 많이 일어난다고 감시기를 설치하는 접근법 단순합니다.
산불에 대해 조금 더 조사를 하셨으면 합니다.
산불의 원인, 산불의 종류, 심지어 국내와 해외의 산불은 성격부터 다릅니다.
1. 전력원의 설정
압전센서를 전력원으로 작동한다? 산불이 언제 가장 많이 일어납니까? 겨울과 봄입니다.
이때는 산불 예방을 목적으로 입산이 금지됩니다.
또한 등산로 근처에서만 설치를 예상하신다면 큰 오산입니다.
2. 기기의 설치장소
기기를 땅과 가깝게 두면 낙엽등이 흡입구를 막을 가능성과
수관화 즉 나무 위쪽에서 발생하는 산불의 연기는 탐지가 어렵다고 봅니다.
3. 시장경쟁력
이 것이 제품화 한다면, 신호가 잘 터지지 않는 산에서 소방서(산불감시단)까지 신호를 보내는 고성능 신호기,GPS,
사계절을 견뎌내는 내동 내열 내습 설계로 보완을 해야 될 것이고 제품은 비싸집니다.
원래 있는 산불감지기를 대체 할수있는가?
잘 모르겠습니다.
결론은 회전가능한 고성능 열화상 카메라와 산불감시 인공지능이 조금이라도 열과 연기를 탐지하면
산불감시단이 드론으로 현장조사와 동시에 산불 진화를 하는것과
이 기기가 연기를 탐지 가능한 범위, 산불이 나고 연기가 퍼져야 감지되는 점,
추가로 이 기기의 연 1회 감지센서 점검을 한다 하였을때 노동력, 산불과 야생동물등으로 소실되는 기기 복구비 등을 비교해 봐야 봅니다.
백록담 () 2021-12-14 09:21:46
너무 좋네요 아이디어! 디벨롭해서 좋은 결과도 있길 바랍니다~
이소현 () 2021-12-14 09:07:43
와우~ 멋진 아이디어^^! 학생들이 생각했다니 믿기지가 않네요~
정아현 () 2021-12-13 19:16:07
센서로 인해 산불이 커지기 전에 진압한다는 것이 너무 좋은 아이디어입니다.
임광현 (한밭대학교) 2021-12-13 16:53:59
Núi Hàn Quốc đẹp quá
박세은 (인천대학교) 2021-12-13 15:15:52
산불은 커지면 아주 위험해서 초기진압이 중요하지요.
김민주 () 2021-12-13 15:07:47
세계적으로도 뻗어나갈 수 있는 제품이라고 봅니다. 얼른 대한민국에도 이 제품이 사용되었으면 좋겠어요.
김원중 (인천대학교) 2021-12-13 13:44:36
열정! 열정! 열정!
김금란 () 2021-12-13 13:31:03
산불로 타버린 숲은 복구가 오래 걸리는 만큼 아이디어다 효과적이라고 생각이 듭니다.
남하영 (인천대학교) 2021-12-13 12:44:59
너무 좋네요
이우진 (한국외국어대학교(용인)) 2021-12-13 10:56:01
아주 좋은 아이디어입니다.