안녕하세요,
어느 날, 제 여자친구와 제가 이벤트에 참석하기 위해 준비하고 있었지만, 우리는 늦고 있었습니다. 제가 나갈 준비가 되었을 때, 그녀는 아직 보석을 찾고 있었습니다. 제가 무슨 일이냐고 물었더니, 그녀는 미소를 지으며 "드레스와 어울리는 목걸이를 찾을 수가 없어."라고 말했습니다.
그 간단한 순간이 제 머릿속에 아이디어를 불러일으켰습니다: 왜 어떤 의상과도 어울리는 색으로 변할 수 있는 펜던트를 만들지 않을까요?
그래서 저는 Aurora Pendant를 만들게 되었습니다. "Aurora"라는 이름은 아름다운 Aurora Borealis에서 영감을 받았으며, 이는 태양의 전하를 띤 입자가 지구 대기의 가스와 충돌할 때 생성되는 자연적인 빛의 전시입니다. 밤하늘을 가로지르는 다채로운 빛들처럼, 이 펜던트는 여러 가지 색상으로 빛날 수 있어 프로젝트에 완벽한 이름이 되었습니다.
제 목표는 이 펜던트를 가능한 한 간단하게 만드는 것이었고, 기본적인 납땜 기술을 가진 초보자와 아이들도 만들 수 있도록 하였습니다. 프로그래머블 마이크로컨트롤러 대신, 저는 비프로그래머블로 설계하고 코인 셀 배터리로 전원을 공급하여 회로를 저렴하고 신뢰할 수 있으며 조립하기 쉽게 만들었습니다.
그런데, 저와 같은 프로젝트에 대한 더 많은 정보를 원하신다면 제 YouTube 채널을 구독해 주세요. 저는 또한 Instagram에서 다가오는 프로젝트를 업데이트합니다.
커피 한 잔 사주세요! ☕: 기부하기
이 펜던트는 세 개의 개별 스위치를 특징으로 하며, 각각 RGB LED의 한 색상—빨강, 초록, 파랑을 제어합니다. 스위치를 다양한 조합으로 켜고 끔으로써 7가지 독특한 색상을 만들 수 있어, 펜던트가 다양한 의상, 상황 또는 기분에 맞출 수 있습니다.
프로젝트를 완성하기 위해, 저는 두 가지 다른 3D 프린트 인클로저를 설계했습니다. 하나는 고체 흰색으로 인쇄되었고, 다른 하나는 LED 빛을 부드럽게 확산시키는 반투명 재료로 만들어졌습니다. 어떤 것이 더 나아 보이는지 결정할 수 없어서 두 가지 버전을 모두 만들었습니다.
그럼, 함께 Aurora Pendant를 만들어 보며 어떤 디자인이 가장 빛나는지 알아봅시다!
구성 요소:
도구:
RGB 스루 홀 LED
RGB 스루 홀 LED는 두 가지 유형: 공통 애노드와 공통 캐소드로 제공됩니다. 이 프로젝트를 초보자 친화적이고 유연하게 만들기 위해, 저는 두 가지 유형의 RGB LED를 지원하는 선택 가능한 솔더 점퍼로 PCB를 설계했습니다. 이는 특정 버전을 구매할 필요가 없음을 의미합니다. 단순히 지역 시장이나 온라인 상점에서 구할 수 있는 RGB LED를 구매하고, PCB에서 적절한 점퍼를 설정하면 준비가 완료됩니다. 이 작은 기능은 오로라 펜던트를 더 다재다능하게 만들고, 일반적으로 사용 가능한 구성 요소를 사용하여 프로젝트를 쉽게 구축할 수 있도록 보장합니다.
3P 딥 스위치
3P DIP 스위치 (3-포지션 듀얼 인라인 패키지 스위치)는 PCB에 직접 장착되는 간단한 수동 스위치입니다. 이 스위치는 세 개의 독립적인 ON/OFF 스위치를 포함하고 있으며, 각각은 RGB LED의 한 채널을 제어합니다. 오로라 펜던트에서 각 스위치는 한 가지 색상—빨강, 초록, 또는 파랑을 제어합니다. 스위치를 다양한 조합으로 켜고 끔으로써 7가지 색상 조합을 만들 수 있습니다 (모두 꺼진 상태 제외). 이를 통해 프로그래밍, 마이크로컨트롤러 또는 모바일 앱 없이도 펜던트의 색상을 쉽게 변경할 수 있습니다.
CR2032
CR2032는 컴팩트 전자 기기에서 사용되는 가장 인기 있는 3V 리튬 동전형 배터리 중 하나입니다. 직경은 20 mm, 두께는 3.2 mm이며, 일반적인 용량은 220–240 mAh입니다. 오로라 펜던트의 경우, CR2032는 작고, 가볍고, 저렴하며, 쉽게 구할 수 있는 이상적인 전원입니다. RGB LED를 구동할 수 있는 충분한 전력을 제공하면서 펜던트를 컴팩트하고 착용 가능하게 유지합니다. CR2032 배터리는 지역 전자 상점이나 온라인에서 쉽게 찾을 수 있으며, 자동차 키 폼, 손목시계, 계산기, 컴퓨터 메인보드 CMOS 백업 및 기타 많은 휴대용 전자 기기에서 일반적으로 사용됩니다. 배터리가 방전되면 몇 초 만에 교체할 수 있어 특별한 도구 없이도 펜던트를 다시 사용할 수 있습니다.
저는 Aurora Pendant를 위해 Tinkercad를 사용하여 3D 인클로저를 설계했습니다. 초보자에게 완벽한 무료 웹 기반 3D 디자인 도구입니다. 간단한 드래그 앤 드롭 인터페이스 덕분에 CAD 경험이 전혀 없어도 기능적인 디자인을 쉽게 만들 수 있어, 제작자와 취미로 하는 사람들에게 훌륭한 선택입니다.
인클로저는 두 개의 별도 부분으로 설계되어 펜던트가 더 깔끔하고 고급스러운 외관을 가지며 조립이 간편합니다. 저는 완성된 펜던트가 전자 기기보다는 보석처럼 보이도록 크리스탈에서 영감을 받은 형태를 선택했습니다.
상부에는 펜던트를 편안하게 착용할 수 있도록 끈, 체인 또는 목걸이를 부착할 수 있는 작은 구멍이 포함되어 있습니다. 인클로저 내부에는 PCB를 나사로 안전하게 고정할 수 있는 전용 장착 지점을 추가했습니다. 이는 전자 기기를 단단히 고정할 뿐만 아니라 배터리 교체나 향후 수정 작업을 위해 펜던트를 쉽게 분해할 수 있게 합니다.
인쇄 세부사항:
펜던트의 외관에 인클로저가 어떻게 영향을 미칠지 보기 위해, 저는 두 가지 다른 재료로 3D 프린팅을 했습니다. 한 버전은 고체 흰색 PLA로 인쇄되었고, 다른 버전은 반투명 PLA로 인쇄되어 빛 확산을 실험했습니다.
흰색 인클로저는 펜던트에 깔끔하고 현대적인 외관을 제공하며 내부 전자기기를 완전히 숨깁니다. 반면에 반투명 인클로저는 RGB LED 빛이 펜던트의 몸체를 통해 더 고르게 퍼지게 하여 부드럽고 수정 같은 빛을 만들어냅니다.
두 버전을 인쇄하는 것은 그들의 전반적인 미학, 밝기, 그리고 빛 확산을 비교하는 데 도움이 되는 재미있는 실험이었습니다. 당신이 가장 좋아하는 버전을 선택할 수 있습니다—아니면 두 개 모두 인쇄하고 스스로 결정하세요!
저는 KiCad라는 강력하고 무료인 오픈 소스 PCB 설계 소프트웨어를 사용하여 Aurora Pendant의 PCB를 설계했습니다. 먼저 모든 전자 부품을 연결하고 회로가 올바르게 작동하는지 확인하는 회로도를 작성했습니다. 회로도가 완성되면 PCB 레이아웃으로 넘어가기 전에 모든 부품에 적절한 풋프린트를 할당했습니다.
KiCad의 정말 마음에 드는 기능 중 하나는 3D 모델링 지원입니다. 주요 부품의 3D 모델을 가져와서 완성된 PCB를 시각화할 수 있었고, 모든 것이 3D 프린트된 인클로저 안에 완벽하게 맞을 것임을 보장했습니다. 덕분에 인클로저 설계가 훨씬 쉬워졌고 PCB 제조 전에 기계적 맞춤 문제를 피할 수 있었습니다.
프로젝트를 가능한 한 유연하게 만들기 위해 공통 애노드 LED를 위한 두 개의 점퍼와 공통 캐소드 LED를 위한 두 개의 점퍼도 추가했습니다. 적절한 점퍼를 간단히 연결함으로써 제작자는 지역 시장에서 구할 수 있는 것에 따라 RGB 스루홀 LED의 두 가지 유형 중 하나를 사용할 수 있습니다. 이 작은 추가 사항은 PCB를 더 다재다능하고 초보자 친화적으로 만들어 특정 LED 유형을 찾을 필요가 없게 합니다.
GitHub : https://github.com/vishalsoniindia/RGB_Pendant
우리는 3-포지션 DIP 스위치를 납땜하는 것으로 시작할 것입니다. 스위치를 PCB에 이미지와 같이 삽입하고, 올바른 방향으로 배치되었는지 확인하세요. 스위치의 "ON" 마킹에 주의 깊게 살펴보세요. 이 마킹은 PCB 실크스크린에 따라 올바른 방향을 향해야 합니다. 스위치가 제대로 장착되면 PCB를 뒤집고 여섯 개의 핀을 모두 납땜하여 각 조인트가 깨끗하고 반짝이도록 하세요.
다음으로, 세 개의 100 Ω 저항기를 각각의 저항 패드에 납땜하세요. 이 저항기는 RGB LED의 빨간색, 초록색, 파란색 채널을 통해 흐르는 전류를 제한하여 LED를 보호하고 균형 잡힌 밝기를 제공합니다.
LED가 너무 밝거나 너무 어두운 경우, 다양한 저항 값으로 실험해 보세요. 저항을 낮추면 LED 밝기가 증가하고 (더 많은 전류를 소모함), 저항을 높이면 밝기가 감소하고 배터리 수명이 연장됩니다. 이를 통해 펜던트의 외관을 원하는 대로 맞춤 설정할 수 있는 유연성을 제공합니다.
RGB LED를 납땜하기 전에, 먼저 PCB에서 적절한 LED 점퍼 패드를 납땜해야 합니다. 저는 공통 음극 RGB LED를 사용하고 있으므로, 이미지에 표시된 대로 두 개의 공통 음극 점퍼를 연결했습니다. 공통 양극 RGB LED를 사용하고 있다면, 대신 공통 양극 점퍼를 납땜하면 됩니다. 올바른 점퍼를 선택하는 것은 LED가 제대로 작동하는 데 필수적입니다.
다음으로, 이미지를 참조하여 모든 네 개의 리드를 90° 각도로 조심스럽게 구부려 RGB LED를 준비합니다. 이렇게 하면 LED가 펜던트 인클로저 안에 수평으로 놓일 수 있습니다.
LED를 PCB에 LED 돔이 아래를 향하도록 삽입합니다. 참조 이미지에 정확히 표시된 대로 하세요. 납땜하기 전에 핀들이 올바른 구멍과 정렬되어 있는지 다시 확인하세요.
LED가 올바르게 위치하면, 네 개의 리드를 하나씩 납땜하여 모든 납땜 조인트가 깔끔하고 안전한지 확인합니다. 모든 연결이 완료되면, 플러시 커터를 사용하여 PCB 뒷면에서 여분의 리드를 잘라내어 깔끔하고 전문적인 마무리를 남깁니다.
납땜할 마지막 구성 요소는 CR2032 배터리 홀더입니다. 홀더를 PCB 위에 놓고, 풋프린트와 올바르게 정렬되었는지 확인하며 보드에 평평하게 놓습니다.
안정적으로 고정하기 위해 먼저 하나의 장착 다리를 납땜하세요. 이렇게 하면 배터리 홀더가 단단히 고정되어 정렬을 확인할 수 있습니다. 필요하다면 납땜 조인트를 다시 가열하고 두 번째 장착 다리를 납땜하기 전에 위치를 조정하세요.
홀더가 올바르게 정렬되면 나머지 납땜 조인트를 완료하세요. 배터리 홀더에는 큰 금속 탭이 있어 많은 열을 흡수할 수 있으므로, 납땜 인두를 조인트에 평소보다 조금 더 오래 두어야 할 수도 있습니다. 조심하세요, 금속 탭은 납땜 중에 매우 뜨거워질 수 있습니다.
모든 조인트가 납땜된 후, 매끄럽고 반짝이며 단단히 부착되어 있는지 확인하세요. 이제 PCB가 완전히 조립되었으며 배터리와 인클로저를 준비할 수 있습니다.
이제 두 개의 3D 프린트된 인클로저 부품을 결합할 시간입니다. 하부 부품의 결합 가장자리에 소량의 슈퍼 글루를 바르세요. 너무 많은 접착제를 사용하지 않도록 주의하세요. 과도한 접착제가 나와서 펜던트의 외관에 영향을 줄 수 있습니다.
상부 부품을 하부 인클로저와 조심스럽게 정렬하고 두 조각을 함께 눌러주세요. 접착제가 굳기 시작하기 전에 모든 가장자리가 제대로 정렬되었는지 확인하세요.
인클로저를 20–30초 동안 단단히 잡고 있거나, 사용 중인 슈퍼 글루의 경화 시간에 따라 강한 결합을 보장하세요. 접착제가 경화되면 인클로저는 최종 조립을 위한 튼튼한 크리스탈 모양의 펜던트로 형성됩니다.
다음 단계는 히트셋 인서트를 설치하는 것입니다. 이는 PCB를 나사로 고정하기 위한 강하고 내구성 있는 나사를 제공합니다.
3D 프린트된 인클로저의 각 구멍에 히트셋 인서트를 넣으세요. 인두의 끝을 인서트 위에 위치시키고 부드럽고 고른 압력을 가하세요. 인서트가 가열되면 천천히 플라스틱에 녹아 들어가 주머니에 자리잡게 됩니다.
인서트를 삽입하는 동안 인두를 완벽하게 수직으로 유지하는 것을 잊지 마세요. 인서트가 기울기 시작하는 것을 발견하면 플라스틱이 식기 전에 부드럽게 조정하여 직선으로 평평하게 자리잡도록 하세요. 올바르게 정렬된 인서트는 나사를 나중에 설치하는 것을 훨씬 쉽게 만들어 줍니다.
이미지에 표시된 대로 두 번째 히트셋 인서트에 대해 동일한 과정을 반복하세요. 플라스틱이 식으면 인서트가 단단히 고정되어 최종 조립을 위한 강하고 재사용 가능한 나사를 생성합니다.
이제 오로라 펜던트의 최종 조립을 할 시간입니다.
조립된 PCB를 3D 프린트된 인클로저 안에 조심스럽게 넣고, RGB LED가 올바르게 정렬되었는지 확인하며 PCB가 장착 포스트에 평평하게 놓이도록 합니다. M2 나사를 PCB 장착 구멍에 삽입하고 히트셋 인서트에 조입니다. PCB가 안전하게 고정될 수 있도록 나사를 적당히 조이되, 과도하게 조이지 않도록 주의하세요. 과도한 조임은 인클로저나 PCB를 손상시킬 수 있습니다.
다음으로, CR2032 동전형 배터리를 배터리 홀더에 삽입하고, 양극 (+) 쪽이 홀더에 표시된 올바른 방향을 향하도록 합니다.
배터리가 설치되면, 세 개의 DIP 스위치를 전환하여 펜던트를 테스트합니다.
오로라 펜던트를 사용하는 것은 매우 간단합니다. 펜던트 뒷면에는 세 개의 DIP 스위치가 있으며, 각 스위치는 RGB LED의 한 가지 색상을 제어합니다:
스위치를 켜기 또는 끄기만으로 세 가지 기본 색상을 혼합하여 7가지의 다양한 색상 조합을 만들 수 있습니다 (모두 꺼진 상태는 제외).
스위치를 간단히 조작하여 좋아하는 색상 조합을 만들고 펜던트를 옷차림, 기분, 또는 행사에 맞춰 조정하세요. 프로그래밍, 모바일 앱, 또는 충전이 필요하지 않습니다—배터리를 삽입하고 스위치를 조작하여 맞춤형 색상의 펜던트를 즐기세요!
앞서 언급했듯이, 나는 두 가지 버전의 Aurora Pendant를 디자인하고 인쇄하여 그 외관과 RGB 빛을 확산시키는 방식을 비교할 수 있었습니다. 두 버전 모두 이미지를 통해 볼 수 있습니다—하나는 고체 흰색 PLA로 인쇄되었고, 다른 하나는 반투명 PLA로 인쇄되었습니다.
흰색 버전은 깔끔하고 우아한 외관을 가지고 있으며 내부의 전자 장치를 완전히 숨겨 전통적인 보석처럼 보입니다. 반면에 반투명 버전은 빛이 인클로저 전체에 퍼지도록 하여 더 밝고 부드럽고 생동감 있는 빛을 생성합니다. 색상이 훨씬 더 눈에 띄며 아름다운 크리스탈 같은 조명 효과를 만들어냅니다.
개인적으로, 나는 반투명 버전을 선호합니다. 빛의 확산이 색상을 더 풍부하고 눈에 띄게 만들어 주며, 특히 저조도 환경에서 더욱 그렇습니다. 이 펜던트는 RGB LED를 강조하며 빛나는 보석처럼 느껴지는 독특한 외관을 제공합니다.
어떤 버전이 더 마음에 드시나요—깔끔한 흰색 디자인인가요, 아니면 빛나는 반투명 디자인인가요? 댓글로 알려주세요!
Aurora Pendant는 훌륭하게 작동하지만, 향후 버전에서 개선할 수 있는 방법이 많이 있습니다:
그런데, 저와 같은 프로젝트를 더 보려면 YouTube 채널을 구독하세요. 저는 또한 Instagram에서 다가오는 프로젝트를 업데이트합니다.
커피 한 잔 사주세요! ☕: 기부하기
https://www.instructables.com/Aurora-Pendant/