Cloud Lightraw: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

이 프로젝트 는 빛 으로 빛 을 컨트롤 하여 가지고 놀 수 있을까? 라는 생각 에서 출발 하였으며.

일상 에서 쉽게 볼 수 없는 구름 내의 번개 치는 형상 을 조명 으로 구현 하고자 했습니다.

그 중 해리포터 영화 내의 딜 루미 네이터 라는 마법 도구 를 보고 빛 으로 빛 을 컨트롤 하면 재밌겠다 라는 생각 을 하였습니다.

이 도구 를 분석 한 결과, 포인팅 하는 행동 을 했을 때, 액션 이 일어나는 것이 재밌다 는 것을 발견 하였고, 이 소스 를 이용 해서 특정 행동 을 통해 빛 을 컨트롤 하고자 했으며, 그 중 구름 이 번개 가 쳤을 때 빛 이 나는 것과 그 와 상반 되는 번쩍 하며 빛 이 나는 것을 구현 하고자 했습니다.

그 결과, 빛 으로 구름 형상 의 조명 을 컨트롤 한다는 것을 생각 하게 됐습니다.

구름 에서 번개 가 치는 현상 을 참고 하고 자연 현상 을 LED 를 이용해 애니 메이팅 하였을 때, 전체적인 부분 을 디밍 으로 표현할 수 있고, 번개 가 치는 부분 을 블 링킹 을 이용해 표현 이 가능 하였습니다.

단순 하게 조명 을 껐다 켰다 하는 것이 아니라, 레이저 의 빛 을 이용 하여 우리 가 원하는 빛 표현 을 이 원하는 대로 그려 내면서 도 자연 현상 의 아름다움 을 느낄 수 있는 흥미로운 체험 을 선사 할 수 있다고 생각 했습니다 했습니다.

우리 는 이러한 목표 를 가지고 작업 을 진행 하였습니다.

Pasul 1: 재료 준비

////////////////////// 구름 형상 에 필요한 재료 /////////////////////

50mm 이상 크기 의 볼풀 용 공 (아이보리 컬러) - 12 개

탈지면 및 솜

스프레이 형 본드 (3M # 77 스프레이 접착제)

인테리어 네트 망 - 1 개

케이블 타이

절연 테이프

1000mw 이상의 레이저 포인터 - 1 개

글루건 - 1 개

//////////////// 통상 재료 /////////////////////////

아두 이노 MEGA ADK - 1 개

LED de 5 mm (사이즈 및 와트 는 변경 가능) - 12 개

CDS 조도 센서 - 12 개

점퍼 선 (피복 구리선 으로 대체 가능)

SMPS 전원 - 1 개

브레드 보드 - 1 개

Pasul 2: 회로 구성

아두 이노 는 CDS 센서 를 이용해 LED 를 제어 하는 오픈 소스 코딩 및 전기 전자 회로도 를 활용 하여

우리 가 구현 하고자 하는 디자인 에 맞게 재 설계 했습니다. 회로도 와 사진 을 참고 하여 기본 세팅 을 합니다.

사진 에서는 UNO 를 사용 하였으나 필히 MEGA 를 이용해 작업 하고, PIN 넘버 는 동일 합니다.

MEGA 는 총 12 개 를 구동 할 수 있으며, 현재 1 개의 공 을 켜기 위한 기준 으로 작성 되므로 이점 참고 하길 바랍니다.

그 후에 이 프로젝트 를 진행 하기 위한 요구 사항 을 점검 합니다.

- 빛: LED 가 CDS 값 을 통해 애니 메이팅 이 일어나야 함

- 재질: 레이저 빛 이 투과 할 수 있어야 하고 CDS 의 간섭 을 일으키지 않는 재질 이어야 함

- 탈지면 및 솜: CDS 의 센싱 값 을 방해 하는 정도 와 내부 의 빛 을 은은하게 잘 표현할 수 있어야 함

- 아두 이노: 아두 이노 메가 를 사용해 총 12 개의 LED PWM 를 컨트롤 할 수 있음

Pasul 3: 구조 설계

구조 를 결정할 때 고려해야 할 점:

-LED 와 CDS 의 거리

-LED 와 CDS 의 빛 간섭 최소화

- 레이저 빛 이 잘 투과 하고 잘 반사 될 수 있는 재질 의 반투명 의 공

우리 는 비교적 가공 이 용이 하고 빛 을 잘 반사 할 수 있는 아이보리 색 70mm 볼풀 공 을 사용 하였고, 천장 의 설치 와 관리 의 용이성 을 고려 하여 네트 망 에 묶는 설치 방법 을 채택 함

구조 는 110cm * 50cm * 40cm, 총 72 개의 볼풀 공이 구름 형태 로 구성 됩니다.

각각 의 공 은 칼 을 사용 하여 CDS 와 LED 가 들어갈 만큼 구멍 을 재단 하여 본드 와 절연 테이프 로 마감 하였습니다.

설치된 공 위에 탈지면 을 빛 이 투과 할 만큼 잘 찢어 내어 스프레이 형 본드 를 이용해 부착 합니다.

Pasul 4: 제작 단계

1. LED 와 CDS 를 점퍼 케이블 에 연결 합니다. (LED 만 + - 구분 을 잘 해 둡니다.)

2. 회로도 를 참고 하여 회로 를 배선 합니다. (1 개 기준)

3. 브레드 보드 에서 나온 점퍼 케이블 을 아두 이노 보드 에 연결 합니다. (LED-PWM, CDS-analog)

4. 볼풀 공 을 사진 과 같이 구멍 을 뚫어 줍니다.

5. 연결된 CDS 와 LED 를 볼풀 공 에 끼워 넣 습니다.

6. 끼워 넣은 선들 과 공과 접착 을 해줍니다.

(테이프 로 고정 하였으나 테이프 외에 다른 재료 로 고정 만 시켜 준다면 무방 합니다)

7. 첨부 된 아두 이노 코드 를 업로드 합니다.

8. 레이저 를 비추 면서 주위 환경 에 따라 코딩 내에 삽입 된 조도 값 을 조절 해 주며 적정 값 을 찾습니다.

9. 적정 값 을 찾게 되면 그 코딩 을 기반 으로 1 번 부터 반복 제작 작업 을 실시 합니다.

공과 공사 이는 글루건 으로 부착 하여 구름 모양 을 만들어 줍니다.

10. 솜 이나 탈지면 을 찢어서 잘 풀어 줍니다.

11. 스프레이 접착제 를 이용 하여 공 위에 뭉치지 않게 잘 붙여 줍니다.

12. LED 레이저 를 조사 하며 LED 의 흐름 을 즐깁니다.

ps. 개수 가 많아 질 수록 합선 이 되지 않게 배선 을 잘 하며, 깔끔하게 정리 하는 것이 관건!

* 아두 이노 메가 1 개당 12 개의 CDS / LED 사용 (LED 는 PWM 핀 에만 연결 가능)

* CDS 와 LED 의 적정 간격 을 유지 하고, 합선 이 일어나서 는 안됩니다.

* 볼풀 공읁 빛 이 투과 하되, 적당한 반사 가 일어나는 아이보리 색 볼풀 공 을 이용 했습니다.

* LED / CDS 와 볼풀 공 은 꼭 수직 구조 가 되게 붙여야 합니다.

* 구름 형상 의 전등갓 을 만들기 위해 공과 공사 이에 글루건 을 사용 했습니다.

* 실제 에 가까운 구름 의 느낌 을 주기 위해, 공 외부 에 스프레이 형 본드 를 사용해 탈지면 을 찢어 내어 구름 의 느낌 을 살 립니다.

Pasul 5: 설치 및 전원 공급

1. 인테리어 네트 망 에 회로 와 기판 을 케이 플 타이 로 고정 시킵니다.

(합선 이 일어나지 않게 간격 조절 을 잘 하여 설치 합니다)

(전원 배선 은 한군데 로 잘 빠질 수 있게 와이어 링 도 같이 겸해 줍니다)

2. Procesare 은 컴퓨터 와 연결 이 되지 않아도 아두 이노 내의 메모리 를 이용해 작동 하고

LED 와 CDS 때문에 전력 을 안정적 으로 공급 하기 위하여 유전원 USB HUB 를 사용 하여 전력 을 공급 하였습니다.

하지만 유전원 USB HUB 만으로 전력 이 부족 하여 전체 파워 를 5V / 60A SMPS 에 연결 하여 전력 이 부족 하지 않게 하였습니다.

LED 와 CDS 의 요구 암페어 량 에 따라 SMPS 의 사양 을 다운 그레이드 및 업그레이드 시키 셔도 무방 합니다.

Pasul 6: 최종 설치 및 작동

천장 에 수평 을 맞춰 네트 망 에 액자 용 와이어 를 걸어 설치 합니다.

전원 케이블 은 최대한 보이지 않게 천장 에 숨기는 방식 으로 정리 하고

벽면 색상 에 맞춰 전원 케이블 들을 테이핑 합니다.

최종적 으로 설치 환경 에 맞게 조도 값 을 조절 하고

테스트 를 거친 후 빛 을 감상 합니다.

레이저 는 사람 과 동물 을 향해 쏘지 않도록 주의 합니다.

위 작품 은 조선 대학교 미술 대학 디자인 공학과 의 2018 년도 졸업 작품 프로젝트 로 진행 되었습니다.

Realizat de 조승 권, 장한 이

Codificare Scris de Prof. 김병욱 (조선 대학교 미술 대학 디자인 공학과 융합 트랙)