프라모델 LED 작업을 위한 준비 - 기초이론 및 준비사항

LED 작업은 열심히 만든 프라모델을 더욱 빛 (진짜 빛)나게 해준다.

 

간단하게는 눈 부위에 발광이 될 수 있도록 가슴부위에 LED 모듈을 삽입할 수 있도록 설계된 MG 계열 모델을 필두로

발광 기믹의 극치를 보여주는 PG 유니콘 시리즈에서는 싸이코프레임이 발광 될 수 있도록 해당 부위에 LED 가 매립된다.

 

 

 

 

 

PG 더블오 엑시아의 경우, 싸이코 프레임은 아니나 Head, GN Drive, 팔/다리의 Capacitor 등에 발광기믹을 추가하였고, 투명 프레임을 적용하여 3색 LED 를 통해 색상 변경도 가능하다.

 

 

 

 

(중국제 유니콘 LED Kit 일부는 투명프레임을 같이 제공하여 색 변형이 가능한 것도 있다.)

 

최근 발매된 MGEX 유니콘이나, RG 유니콘 LED 의 경우에도 투명 프레임 적용으로, 색상 변경이 가능하다.

 

기성품 말고도 DIY 로 LED 작업을 하시는 프라모델러들이 꽤 있다.  단순히 LED 를 점등하는 것을 넘어서, 아두이노 등을 사용하여 색변형 기믹을 스스로 구현하시는 프로들도 많다.  필자도 몇번 해 보았는데, 기본적으로 준비해야 할 것들 (장비, 지식)이 많기에, 참고 차원에서 포스트를 시작하기로 한다.

 

 

  모델에 따른 LED 선정

 

HG, RG, MG, PG 에 따라 내부 공간의 제약이 생기므로, 이에 따라 사용가능 한 LED 종류도 제한된다.  DIP type 은 주로 큰 모델이나 내부 공간이 큰 경우, SMD Type 은 HG/RG 급이나 내부 공간제약이 심할 경우 택하면 된다.

 

1. DIP (Dual In-Line Package) LED
가장 기본적인 LED 로, 두 가닥의 전선으로 되어 있으며, 고휘도 타입도 있다.  크기가 있으므로 삽입할 공간이 어느 정도 있는 모델에 주로 사용한다.  단색 및 여러가지 색을 하나의 LED 로 표현하는 RGB LED 등이 있다.  매우 일반적인 LED 이므로 Data Sheet 확인이 어렵다면 아래 표를 참조하면 된다.

 

 

 

 

 

 

2. SMD (Surface Mounted Device) Type LED 

전선이 보드를 관통하여 보드 후면에 납땜을 하는 DIP LED와는 달리, 보드 표면에 납땜하는 초소형 LED 이다.  모델 크기에 따라 적당한 LED 를 선택하면 되나, 크기가 작으면 작을수록 납땜 및 추후 유지보수가 힘들다는 단점이 있다.  SMD Type LED 역시 단색 및 여러가지 색을 하나의 LED 로 표현하는 RGB LED 등이 있다.  사양은 구글 등에 1608 datasheet 등으로 검색하면 쉽게 확인할 수 있다.  필자의 경우, HG/RG 급 모델에는 주로 0804 (2012) 를 사용한다.   0402, 0603 은 인치 단위이고, 1005, 1608 은 밀리미터 단위이다. 즉, 1608의 경우 가로 1.6 mm 세로 0.8 mm 를 의미한다.  이 블로그에서는 SMD Type 을 LED 로 통칭하도록 하겠다.

 

 

 

 

 

 

 

   작동 방식 결정

 

모델과 사용할 LED 가 결정되었다면, 어떤 방식으로 작동시킬 지 결정해야 한다.

큰 틀에서는 아래 중 하나로 선택지가 가능할 것이다.

 

1) 단순 On/Off 만 구현

단순히 On/Off 스위치가 달린 전원에 LED 를 연결하기만 하면 된다. 직렬/병렬 연결 모두 가능하다.

준비물: 기본 준비물 + LED 및 사양에 맞는 저항 (보통 100 옴), 에나멜선

 

2) LED 제어 구현 (서서히 켜지고 꺼지거나 순차적 점등 등)

여기서부터는 마이크로컴퓨터의 제어가 필요하다. 필자의 경우 비교적 배우기 쉽고 다양한 부품을 저가에 확보할 수 있는 아두이노를 사용한다.  개별 제어가 필요하므로 병렬 연결해야 한다.

준비물: 상기 준비물 + 아두이노 우노 보드

 

3) 색변환 제어 구현

통상 RGB LED 를 사용하며, 필자는 LED Strip 을 사용한다. LED Strip 의 경우, 직렬과 같은 형태이지만 한 개의 제어핀으로 LED Strip 상 모든 LED 제어가 가능하며, 개별 저항이 이미 장착되어 있어 굉장히 간편하게 사용 가능하다.  단, 기본적인 크기가 커 내부 공간확보에 어려움이 있다. 

준비물: 기본 준비물, 에나멜선, 아두이노 우노 보드, LED Strip

 

절단하기 전의 LED Strip

개별 절단하여 단자에 납땜한 후 모습

 

 

 

4) Bluetooth 등의 원격 제어

스마트폰의 Bluetooth 제어 어플을 사용하여 상기 기능들을 제어 가능토록 구현한다.

준비물: 상기 준비물 + HC-06 블루투스 모듈

 

 

  준비물

 

1) 기본 준비물: 아래 포스팅을 참조하여 미리 준비물을 구매하거나 챙겨 놓자.

건프라에 LED 작업하기 #1 - 준비물

2) 아두이노 우노 보드 (약 5천원) 및 점퍼케이블, HC-06 블루투스 모듈 (약 5천원), LED 3색 Strip (WS2812, 1m 144개, 약 1만원, 알X익스프레스) 아두이노 우노 보드의 경우 키트로 구성되어 있는 것을 사면, 다른 실험도 해 볼수 있다.

 

 

  유의 사항

 

1) LED 극성 확인

다이오드는 극성이 있어, 전원 연결시 플러스/마이너스를 정확히 연결해야 한다.  

 

2) LED 사양 확인 (사용 전압/전류)

모든 전자 소자에 해당되지만, LED 역시 전원/전류에 제한이 있다.  따라서 LED 구매시 해당 LED 의 사양이 기술되어 있는 Data Sheet 를 확인해야 한다.  종류별로 안정적으로 작동하는 전압/전류가 각각 틀리기 때문이다.  이를 무시하고 하나의 전원에 여러 종류의 LED 를 통합하여 연결하는 경우, 개별 LED 를 테스트 할 때는 점등에 이상이 없었으나, 통합시 사양이 다른 LED 는 점등이 되지 않는 경우가 종종 발생하기도 한다.

 

예를 들어, 일반적인 적색 다이오드는 약 2.0V 에서 동작하는 반면 청색/핑크/백색은 3.5V 선에서 동작하기 때문에 동시 점등 하기 위해서는 전원을 달리하던지, 저항으로 전류를 맞춰줘야 한다.

 

아래는 일반적인 LED 사용 전압이다.
ㅇ 백/청/녹: 3V 사용, 더 밝음, 3V 주로 사용 회로에서는 발열 별로 없음
ㅇ 적:         2V 사용, 3V 주로 사용 회로에서는 발열 있음 

앞에서 설명한 대로, 백/적의 사용 전압이 틀리기 때문에 한 전원에 동시 연결시 백색은 켜지지 않는다. (적색 LED 의 전압에 따라 2V 로 고정 되어 버림)

 

3) 저항 연결 필요

개별 LED 마다 반드시 사양에 맞는 저항을 연결해줘야 한다.  그렇지 않으면 연기를 피우며 사라지는 LED 를 보게 될 것이다. 통상 100옴을 사용하면 되며, LED 옆에 바로 SMD Type 저항을 연결하는 방법, 혹은, 에나멜선에 LED 만 붙이고 전원 부위에 저항을 연결하는 방법 등을 취사 선택하면 된다.

 

 

다음 포스팅에서는 LED Strip 을 사용하여 제어하는 내용을 다룰 예정이다. 

 

이번 포스트 끝.