RGB LED 컨트롤러 회로 제작 가이드: 원리 및 DIY 방법

RGB LED 컨트롤러 회로

출처: 위키미디어 커먼즈

무대 조명 디자인, LED 매트릭스 디스플레이, 3D 빌보드 조명, 야외 장식 조명 등 다양한 조명 디자인을 좋아하시나요? 그리고 많은 색상을 사용할 계획이신가요? 그렇다면 다양한 색상을 생성하는 RGB LED 시스템이 필요합니다. 하지만 조명을 어떻게 제어하나요? 간단합니다. 그게 바로 RGB LED 컨트롤러 회로의 역할입니다. RGB LED 시스템에서 색상 변경을 담당하는 고유한 제어 패널이나 박스를 가집니다.

흥미롭게도 OEM 버전을 살 여유가 없더라도 DIY 컨트롤러 회로를 빠르게 만들 수 있습니다.

DIY RGB LED 컨트롤러 제작 과정을 보여드리겠습니다.

또한 다양한 RGB LED 컨트롤러 회로 유형, 작동 원리 등도 다룹니다.

이 조명 여정을 시작할 준비 되셨나요?

시작해 봅시다!

RGB LED 컨트롤러 종류 (무선)

리모컨이 있는 RGB LED 컨트롤러.

RGB LED 컨트롤러에는 유선과 무선 두 가지 기본 유형이 있습니다.

유선 스트립 컨트롤러는 LED 제품이나 RGB 스트립과 가까울 때만 사용할 수 있습니다. 따라서 가장 편리한 옵션은 무선 컨트롤러입니다.

사용 가능한 무선 RGB LED 컨트롤러 유형들:

컬러 휠 리모컨 (Color Wheel Remote)

12V RGB LED 스트립을 더 세밀하게 제어하고 싶다면 이상적입니다. 컬러 휠 리모컨으로 RGB LED 색상을 빠르고 쉽게 선택할 수 있습니다.

기본 무선 RGB LED 컨트롤러 (Basic Wireless RGB LED Controller)

이 컨트롤러로 RGB 고휘도 LED 스트립을 커스터마이징할 수 있습니다. 스트립 색상 변경 속도도 사전 프로그래밍 가능합니다. 또한 색상 밝기 조절도 가능합니다.

앱 리모컨 (App Remote)

태블릿이나 스마트폰(안드로이드 기기) 같은 주변 기기만 있으면 됩니다. RGB LED 설정을 쉽게 제어할 수 있습니다. 여러 사람이 조명을 제어할 수 있어 더 유연한 옵션입니다.

RGB LED 컨트롤러 작동 원리

LED 테마 전구용 리모컨

RGB LED 컨트롤러의 주 기능은 특정 색상 혼합을 만드는 것입니다. 세 채널(R, G, B) 각각의 전력을 수정해 이를 달성합니다.

예: 보라색을 원하면 컨트롤러가 빨강과 파랑 채널을 올리고 녹색 채널을 끕니다.

RGB LED 컨트롤러 회로 만드는 방법

RGB LED 컨트롤러 회로

출처: ResearchGate ℅ Creative Commons Attribution 3.0 Unported

설계 (The Design)

이 RGB LED 컨트롤러 회로는 PWM(펄스 폭 변조)을 사용합니다. 색상 변경 효과를 생성하는 데 도움이 됩니다. 또한 세 개의 출력을 제어합니다. 각 출력은 LED 세그먼트에서 작동할 수 있습니다.

마이크로컨트롤러에서 페이드, 사이클, 스트로브 같은 완전 커스터마이징 가능한 시퀀스를 찾아볼 수 있습니다. 이로 1,500만 가지 이상의 색상 옵션을 가진 거대한 팔레트를 생성합니다. 각 출력은 8비트(해상도)를 가집니다.

따라서 회로는 각 색상에 256단계 이상의 다른 강도를 제공합니다. 세 색상이 섞이면 완전한 무지개 조합을 얻습니다.

필요 부품 (Components Needed)

• LED 레인보우 보드
• 빨강, 초록, 파랑 PWM 스위치
• DC 파워 잭 P1 (1개)
• 1N4002 D1 (1개)
• 8핀 DIP 소켓 U2 (1개)
• LED 레인보우 프로세서 U2 (1개)
• PCB 마운트 푸시 버튼 스위치 S1 (1개)
• STP36NF06 N채널 MOSFET D1, D2, D3 (3개)
• LM78L05 5볼트 레귤레이터 TO-92 케이스 U1 (1개)
• 1K옴 (갈-검-빨-금) R1, R2, R3, R4, R5, R6 (6개)
• .1uF C2 - 선택사항 (1개)
• .1uF C3 (1개)
• 33uF 50V 전해 커패시터 C1 (1개)

제작 단계 (Steps)

1단계

깨끗한 작업 표면을 준비하고 모든 부품을 꺼내 쉽게 접근할 수 있게 놓으세요.

2단계

다이오드

다이오드(1N4002)의 은색 막대 부분에 다이오드를 놓으세요. 다이오드 캐소드는 은색 막대에 있으며 PCB 실크스크린과 일치해야 합니다. 따라서 다이오드가 부품 바닥을 향하게 하세요. 그런 다음 1N4002를 납땜하세요.

3단계

PCB

일반적으로 LM78L05는 평평한 면에 반원 표시가 있습니다. 따라서 이 부품이 보드 바닥을 향하게 해야 합니다. 이렇게 하면 U1에 레귤레이터를 놓고 납땜할 수 있습니다. 이렇게 하면 PCB 실크스크린과 일치합니다.

4단계

커패시터

커패시터는 극성이 없으므로 어느 쪽으로든 장착 가능합니다. 이를 염두에 두고 C3를 납땜하세요.

5단계

이제 33uF 전해 커패시터 차례입니다. 부품 표시를 주의 깊게 봐야 합니다. 일반적으로 음극 리드에 마이너스 표시가 바깥쪽에 있습니다. 이를 염두에 두고 음극 표시만 보드 구멍에 넣고 양극 표시는 밖으로 향하게 하세요. 그런 다음 C1을 단단히 고정하세요.

6단계

저항들

다음으로 갈-검-빨-금 색상의 저항들(R1, R2, R3)로 이동합니다. 극성에 민감하지 않습니다.

어떤 방향으로든 저항을 고정할 수 있습니다. 하지만 저항은 한 쪽 끝으로 서 있어야 합니다. 리드를 구부려 제자리에 납땜하면 됩니다.

7단계

S1에 푸시 버튼을 장착하세요. 스위치는 극성이 없지만 보드에 한 방향으로만 장착할 수 있습니다. 스위치가 가로로 더 넓으니 여러 방향을 시도해 가장 잘 맞는 걸 찾으세요. 올바르게 놓으면 보드에 부드럽게 들어갑니다. 이후 S1에 스위치를 납땜하세요.

8단계

U2에 8핀 IC 소켓을 놓으세요. 소켓은 PIC 프로세서 LED 레인보우 컨트롤러를 고정하는 역할을 합니다. 적절히 위치시킨 후 소켓 U2를 납땜하세요.

9단계

Q1, Q2, Q3에 세 개의 STP36NF06을 고정하세요. 하지만 STP36NF06은 정전기에 민감하므로 조심스럽게 다뤄야 합니다. 또한 MOSFET 뒷면의 금속 패널이 방열판입니다. PCB 실크스크린(흰색 단색 패턴)과 방열판을 짝지어주세요. 모든 게 정렬되면 Q1, Q2, Q3를 납땜하세요.

10단계

선택적 잭을 P1에 장착하세요. 잭으로 LED 레인보우 PCB를 활성화할 수 있습니다. 사용 가능한 파워 잭에 관계없이 보드 구멍 패턴에 맞습니다. 이렇게 P1에 파워 잭을 놓으세요.

11단계

U2 소켓에 LED 레인보우 컨트롤러를 고정하세요. 장착 시 컨트롤러의 핀 1이 위로 향하게 하세요. 핀 1은 칩 모서리의 약간 파인 부분으로 식별할 수 있습니다. 프로세서를 거꾸로 놓고 전원을 가하면 손상될 수 있으니 주의하세요. 이렇게 LED 레인보우 컨트롤러를 U2에 고정하세요.

12단계

이제 LED 레인보우 컨트롤러 시스템이 완성되었습니다. RGB를 보드에 연결하세요. 또는 LED(빨강, 파랑, 초록)를 개별적으로 보드에 연결해도 됩니다. 그런 다음 설정을 테스트하세요.

중요한 주의사항 (Important Things to Note)

보라색 LED 스트립과 색상 전환용 제어판

1. 보드 뒷면에 납땜하세요.
2. 납땜을 신중히 하세요. 프로젝트 성패를 가릅니다.
3. 부품을 하나씩 보드에 조립하세요. 보드에 가장 가까운 작은 부품부터 시작하세요. 그렇게 하면 제대로 작동하는 부품들을 확인할 수 있습니다.
4. 조립 경험이 충분하지 않다면 완전히 조립되고 테스트된 보드를 선택하세요.

마무리

RGB LED 시스템으로 다양한 색상 조명을 구현할 수 있습니다. 하지만 조명을 제어하려면 RGB LED 컨트롤러 회로가 필요합니다. 컨트롤러 회로는 세 채널(빨강, 파랑, 초록)의 전력을 수정해 작동합니다.

컨트롤러 회로 구매는 비쌀 수 있습니다. 하지만 업계 표준 부품으로 더 저렴한 옵션을 직접 만들 수 있습니다. 이 글의 단계만 따라하면 됩니다.

이 조명 프로젝트에 뛰어들 준비 되셨나요? 아니면 설정에 도움이 필요하신가요? 언제든 연락 주세요.