사진이 단순히 바라보는 것 이상의 의미를 가질 수 있다면 어떨까요? 이것이 바로 다음의 아이디어였습니다: LumiPhane—일반 사진을 3D 프린팅 리소페인으로 변환하고 빛을 이용해 이미지를 드러내는 프로젝트입니다. 평평한 표면에 사진을 인쇄하는 대신, 이미지 자체를 형상에 구현하여 서로 다른 두께가 뒤에서 빛을 비출 때 명암과 세부 묘사를 만들어 냅니다.
디자인을 단순하고 컴팩트하며 실용적으로 유지하고 싶었기 때문에, 이 램프는 3D 프린팅 리소페인, 초박형 LED 조명 시스템, 맞춤 설계 프레임을 하나의 인클로저에 결합했습니다.
하지만 제작하는 동안 이 아이디어를 한 단계 더 발전시키고 싶었습니다.
LumiPhane을 벽면 콘센트에 의존하게 만드는 대신, 같은 램프를 다음과 같은 방식으로 구동할 수 있는지 살펴보았습니다: 소형 태양광 기반 오프그리드 시스템. 태양광 패널, 배터리 저장 장치, 전력 관리 장치, 소형 부스트 컨버터를 사용해 일반 전기를 사용할 수 없을 때 저장된 태양 에너지를 어떻게 활용할 수 있는지 보여 주는 프로젝트로 완성했습니다.
따라서 LumiPhane은 단순히 사진을 빛으로 바꾸는 것에 그치지 않습니다. 창의성, 제작, 전자공학, 재생 에너지가 하나의 작은 프로젝트에서 만날 때 무엇이 가능한지 탐구하는 프로젝트입니다.
저는 ItsLitho 를 사용해 선택한 사진을 3D 리소페인으로 변환했습니다. 먼저 이미지를 업로드한 다음 Luminance를 사용해 그레이스케일로 변환했습니다. 이미지 조정값은 기본값으로 유지하고 피사체가 이미지 안에 적절히 배치되었는지 확인했습니다.
의 Model 섹션에서 Circle 을 선택하고 직경을 147.2 mm로설정했습니다. 리소페인 두께는 최소 0.8 mm, 최대 2.4 mm로 설정했습니다. 또한 두께 2.4 mm, 깊이 2.2 mm, 각도 47.8°인 프레임을 추가했습니다.
모델 품질은 0.1 mm/pixel 해상도로 설정했습니다. 백라이트를 적용한 미리보기에서 모델을 확인한 후, 최종 STL 파일 을 다운로드해 3D 프린팅에 사용했습니다.
리소페인 모델을 만든 후 램프의 주요 부품 세 가지를 준비하고 3D 프린팅했습니다. 즉, 리소페인 모델, 사진 프레임, 텍스트 링입니다. 각 부품은 정확하게 조립하고 램프에 깔끔하고 완성도 높은 외관을 더할 수 있도록 따로 프린팅했습니다.
리소페인 모델은 흰색 필라멘트로 프린팅하여 이미지의 서로 다른 두께를 통해 빛이 통과하고 선명하게 빛나는 사진이 표현되도록 했습니다. 사진 프레임 은 리소페인을 단단히 고정하고 주요 외부 구조를 이루며, 텍스트 링 은 프레임 주위에 프로젝트 이름을 추가합니다.
사진 프레임과 텍스트 링에는 원래 3DIEST가 제작한 디자인을 사용하고 수정했습니다. 이 디자인의 원작자에게 크레디트를 표합니다.
원본 모델: Lithophane Lamp Round V2 — 3DIEST
다음 단계는 램프 내부에 LED 스트립을 설치하는 것입니다. 저는 Waveshare의 초박형 고휘도 LED 스트립을 사용했는데, 두께가 약 4 mm 에 불과하지만 매우 강한 빛을 내므로 리소페인을 균일하게 비추는 데 이상적입니다.
먼저 접착력이 잘 유지되도록 장착면을 깨끗이 닦았습니다. 그런 다음, LED 스트립 뒷면의 접착층에서 보호 필름을 벗겨내고 램프 안쪽을 따라 균일한 간격이 유지되도록 조심스럽게 배치했습니다.
스트립은 매우 얇지만 놀라울 정도로 밝아, 부피가 큰 조명 장치 없이도 리소페인의 세부 묘사를 선명하게 드러내기에 충분한 빛을 제공합니다.
다음으로 LED 스트립에 전원을 공급할 DC 전원 잭 을 설치했습니다. 먼저 베이스의 지정된 개구부에 잭을 배치하고 정렬 상태를 확인했습니다. 올바른 위치에 놓인 것을 확인한 후, 소량의 순간접착제 를 사용해 단단히 고정했습니다.
잭을 고정한 뒤 LED 스트립의 두 전선을 DC 잭에 연결하면서 양극 (+) 과 음극 (−) 의 극성을 주의 깊게 맞췄습니다. 그런 다음 극성이 잘못 연결되지 않았는지 접속 상태를 확인했습니다.
다음으로 리소페인을 텍스트 링에 부착했습니다. 리소페인이 고르게 자리 잡고 텍스트 방향도 올바르게 유지되도록 링의 안쪽 가장자리에 맞춰 조심스럽게 정렬했습니다.
정렬한 후 단단히 결합되도록 두 부품을 서로 눌렀습니다. 링은 리소페인을 제자리에 고정할 뿐만 아니라 램프 전면에 깔끔하고 완성된 외관을 더해 줍니다.
마지막 단계는 완성된 전면부를 베이스에 부착하는 것입니다. 사진 프레임에는 스냅핏 메커니즘이 적용되어 있어 접착제나 추가 하드웨어가 필요하지 않습니다. 부착된 링을 베이스의 해당 슬롯에 맞춘 다음, 제자리에 단단히 끼워질 때까지 균일하게 눌렀습니다.
이렇게 하면 깔끔하고 견고하게 조립되는 동시에 유지보수나 향후 전자 부품에 접근할 때 부품을 분리할 수도 있습니다.
조립을 마쳤으므로 이제 LumiPhane에 전원을 켜고 리소페인이 살아나는 모습을 확인할 차례였습니다. 저는 Waveshare 12V 2A 전원 어댑터를 앞서 설치한 DC 잭을 통해 연결하여 LED 스트립에 전원을 공급했습니다.
연결하면 LED가 리소페인을 통해 이미지를 드러내는 데 필요한 백라이트를 제공합니다. 그 결과 인쇄된 표면의 서로 다른 두께를 빛이 통과하면서 사진이 선명하게 보이는, 깔끔하고 균일하게 조명된 디스플레이가 완성됩니다.
설치를 위해 램프 뒷면에는 내장형 걸이 슬롯도 있어 별도의 장착 하드웨어 없이 LumiPhane을 벽에 바로 설치할 수 있습니다.
이 프로젝트에서는 소형 조명 시스템이 전력망과 독립적으로 작동하는 방식도 보여 주고 싶었습니다. 이를 위해 간단한 태양광 기반 독립형 시스템 을 Waveshare Solar Power Manager (C)와 Loom Solar 10 W, 12 V 태양광 패널을 사용해 구축했습니다.
이 Waveshare Solar Power Manager (C)는 시스템의 핵심 역할을 합니다. 이 장치는 6–24 V 태양광 입력을 받아 MPPT 기반 충전 관리를 사용하고, 3.7 V Li-ion 배터리, 및 안정화된 5 V / 3 A 출력을 제공합니다. 또한 과충전, 과방전, 태양광 연결 역극성, 과열, 과전류 및 단락에 대한 보호 기능도 포함되어 있습니다.
에너지원으로는 Loom Solar 10 W, 12 V 다결정 패널 을 사용했습니다. 정격 출력은 10 W이며, Vmp는 16.85 V, Imp는 0.59 A입니다. 이 패널의 Voc는 20.9 V 이고 Isc는 0.65 A로, Solar Power Manager의 6–24 V 입력 범위에 해당합니다.
기본적인 전력 흐름은 다음과 같습니다: ☀️ 태양광 패널 → Solar Power Manager → 배터리 → 부하
낮에는 태양광 패널이 Solar Power Manager에 전력을 공급하고, Solar Power Manager가 배터리 충전을 관리합니다. 이렇게 저장된 에너지는 이후 부하에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있으므로, 조명 시스템을 전력망에 계속 연결하지 않고도 작동시킬 수 있습니다.
이번 시연에서는 시스템을 의도적으로 작고 단순하게 구성했습니다. 10 W 패널은 대규모 조명 설비에 전력을 공급하기 위한 용도가 아니며; 태양광 발전, 에너지 저장 및 안정화된 전력 공급을 실용적인 독립형 시스템으로 결합하는 방법을 보여 주는 소형 예시입니다.
Solar Power Manager (C)는 3개의 18650 충전식 Li-ion 셀과 함께 사용하도록 설계되었습니다. Waveshare는 신뢰할 수 있는 제조업체의 배터리를 사용하고, 서로 다른 배터리나 노후한 배터리를 혼합하지 말고 동일한 종류의 셀을 사용할 것을 권장합니다.
먼저 드라이버를 사용해 배터리함을 열었습니다. 그런 다음 품질이 좋고 서로 매칭된 18650 Li-ion 배터리 3개를 설치했습니다. 세 셀의 종류와 용량이 모두 동일한지 확인하고, 홀더 내부의 표시를 기준으로 양극과 음극 단자가 올바른 방향을 향하도록 했습니다.
이번 제작에는 최소 3C 연속 방전 정격을 가진 셀을 선택했습니다. C-rating은 배터리가 정격 용량에 비례하여 안전하게 공급할 수 있는 전류량을 나타내며, 시스템에 충분한 방전 성능을 제공합니다. 배터리를 삽입한 후에는 케이스를 닫기 전에 극성과 장착 상태를 확인했습니다.
이제 Loom Solar, 12 V 패널 을 Waveshare Solar Power Manager (C)에 연결할 차례입니다. 패널은 매니저의 SOLAR IN 포트를 통해 연결합니다.
먼저 패널의 두 전선을 (+ 및 −) 단자에 연결하면서 극성을 주의 깊게 확인했습니다. 그런 다음 반대쪽 끝을 Solar Power Manager에 제공된 DC-002 (3.5 mm) 태양광 입력 잭 에 연결하고, 이를 매니저에 꽂았습니다.
올바르게 연결되면 매니저의 Solar Charge 표시등 이 패널에서 전력이 공급되고 있음을 알려 줍니다. 극성이 반대로 연결되면 Solar Warning 표시등 이 잘못된 연결을 표시하도록 설계되어 있습니다.
태양광 패널은 하루 대부분 동안 햇빛이 가리지 않고 직접 비치는 옥상 위치를 선택했습니다.
이는 부분적인 그늘만 생겨도 PV 패널이 생산하는 에너지가 크게 줄어들 수 있기 때문에 중요합니다. 이상적으로는 주요 일조 시간 동안 패널이 태양을 가리지 않고 바라볼 수 있어야 합니다.
하루 종일 강한 햇빛을 받는 위치에 패널을 옥상에 단단히 고정하고, 케이블은 독립형 시스템 쪽으로 안전하게 배선했습니다. 영구 설치의 경우에는 바람과 날씨에도 견딜 수 있도록 마운트를 제대로 고정해야 합니다.
목표는 간단합니다: 패널이 배터리 충전을 위해 안정적으로 에너지를 생성할 수 있도록 가리는 것 없이 최대한 많은 햇빛을 받게 하는 것입니다.
LumiPhane을 진정한 독립형 램프로 작동시키려면 이 단계가 필요합니다. Waveshare Solar Power Manager (C)는 안정화된 5 V 출력을 제공하지만, LumiPhane에 사용된 LED 스트립에는 12 V가 필요합니다.
이를 해결하기 위해 Solar Power Manager와 램프 사이에 소형 5 V-12 V 승압(boost) 컨버터를 추가했습니다. 이 컨버터는 5 V 출력을 12 V로 높여 LED 스트립에 필요한 전압을 제공합니다.
전체 전력 경로는 다음과 같습니다: ☀️ 태양광 패널 → Solar Power Manager → 18650 배터리 → 5 V 출력 → 12 V 승압 컨버터 → LumiPhane
따라서 이 소형 컨버터는 독립형 버전에 필수적인 부품이며, 저장된 태양 에너지를 12 V 조명 시스템에 안전하게 사용할 수 있도록 해 줍니다.
독립형 시스템은 LumiPhane을 위한 소규모 시연이지만, 같은 아이디어가 비상 상황에서는 훨씬 더 실용적인 목적을 가질 수 있습니다.
최근 아삼 에서 발생한 홍수로 많은 사람이 피해를 입었고 대피 및 구호 활동이 필요했으며, 파괴적인 2026년 8월 네팔 홍수 는 주택, 도로, 교량 및 전력 인프라에 큰 피해를 입혔습니다.
이는 단순하지만 중요한 문제를 보여 줍니다. 사람들이 집을 떠나야 할 때, 전기가 가장 필요한 바로 그 순간에 전기를 사용할 수 없게 될 수 있다는 것입니다.
이 프로젝트에 사용된 소형 태양광 시스템은 작은 비상 전원 스테이션으로 개조할 수 있습니다. 방법은 간단합니다. 장치를 더 안전한 장소로 옮기고, 소형 태양광 패널을 햇빛을 받을 수 있는 곳에 설치한 다음, 저장된 에너지를 사용해 필수 장치를 계속 작동시키는 것입니다.
적절한 USB 출력을 갖추면 다음과 같은 장치에 전력을 공급할 수 있습니다. 휴대전화, 소형 비상등, 라디오 및 기타 유용한 필수품. USB 조명은 밤에도 기본적인 조명을 제공할 수 있어 일반 전기를 사용할 수 없을 때 유용합니다.
따라서 진정한 가치는 램프 자체에 있는 것이 아닙니다. LumiPhane은 훨씬 더 큰 아이디어를 보여 주기 위한 시연용 부하일 뿐입니다. 즉, 전력망이 작동하지 않을 때에도 기본적인 전력을 계속 공급할 수 있는 소형 휴대용 태양 에너지 시스템입니다.
이는 적절한 비상 전력 시스템이나 재난 구호 장비를 대체하기 위한 것이 아니지만, 다음 요소를 어떻게 활용할 수 있는지 보여 줍니다. 태양광 발전 + 배터리 저장 + 조정된 전력 변환 을 하나의 작고 유용한 백업 시스템으로 결합할 수 있습니다.
전력망이 끊겼을 때 독립적인 소형 전원을 갖추고 있으면 큰 도움이 될 수 있습니다.
이 시스템은 항상 다음과 함께 사용해야 합니다. 공식 대피 및 비상 지침; 홍수가 진행 중일 때는 안전한 고지대로 대피하는 것이 최우선입니다.
저에게 이 독립형 시스템은 더 이상 단순한 시연이 아니라, 일상생활에서 정말 유용한 일부가 되었습니다.
제가 사는 지역은 홍수가 발생하기 쉬우며, 현재 이 지역에는 홍수 경보가 발령되어 있습니다. 강 근처에 사는 많은 사람들은 더 안전한 곳으로 이동하기 시작했습니다. 동시에 이 지역에서는 전력 부족이 자주 발생하고 있어, 소형 독립 전원이 매우 유용합니다.
낮에는 옥상에 태양광 패널을 설치해 배터리를 충전합니다. 밤에는 저장된 에너지를 사용해 휴대전화를 충전하고 이 장치에 맞게 만든 작은 USB 조명 에 전력을 공급합니다. 또한 벅 컨버터를 사용해 Wi-Fi 라우터에 전력을 공급하고 있으며, 덕분에 일반 전력 공급을 사용할 수 없을 때에도 연결을 유지하고 학업과 업무를 계속할 수 있습니다.
LumiPhane을 위한 소규모 독립형 시연으로 시작한 것이 이제는 필요할 때 실제로 의지할 수 있는 장치가 되었습니다.
저에게 이 프로젝트에서 가장 보람 있는 점은 바로 그것입니다. 실험으로 만든 무언가가 실제 상황에서 진정으로 유용해지는 모습을 보는 것입니다.
LumiPhane은 사진을 빛으로 바꾼다는 단순한 아이디어에서 시작했지만, 장식용 램프 이상의 것이 되었습니다. 3D 프린팅, 전자공학, 태양광 발전 및 에너지 저장을 하나의 소형 프로젝트로 결합합니다.
리토판은 프로젝트에 개성을 부여하고, 독립형 시스템은 실용적인 아이디어를 보여 줍니다. 일반 전기를 사용할 수 없을 때에도 소형 태양광 시스템이 유용한 백업 전력을 제공할 수 있다는 것입니다.
저에게 LumiPhane에서 가장 흥미로운 부분은 다음 요소의 결합입니다. 창의성과 현실 세계에서의 유용성—기억을 빛으로 간직하면서도, 동일한 기술을 더 실용적이고 회복력 있는 전력 솔루션으로 확장할 수 있음을 보여 주는 프로젝트입니다.
원문: https://www.instructables.com/LumiPhane-a-3D-Printed-Lithophane-Memory-Lamp/
https://www.instructables.com/LumiPhane-a-3D-Printed-Lithophane-Memory…