DIY 구름 의상: LED 스트립, 아두이노 나노 & 스파크펀 부품으로 만들기

필요한 부품 및 소모품

부품명	수량	비고
스파크펀 DC 암형 배럴 잭	1
스파크펀 LED RGB 스트립 - 5V 어드레서블, 실링 타입 (5m)	1
아두이노 나노 R3	1
스파크펀 푸시버튼 스위치 12mm	1
스파크펀 DC 배럴 잭 수형	1
배터리 홀더 5V	1
커패시터 1000µF	1
저항 330옴	1
30인치 종이 등	1
폴리필 (솜)	1
노번 패브릭 방염 스프레이	1	안전 필수
배터리 충전기	1

필요한 도구

• 글루건
• 납땜 인두

프로젝트 개요

숀 하이멜의 클라우드 커넥티드 클라우드 튜토리얼을 참고하여 제작했습니다. 집이나 사무실에서 조명 장식으로 걸린 폭신한 구름을 본 적이 있을 겁니다. 이 디자인을 착용 가능한 의상으로 변형했습니다. 거대한 폭신한 구름 모양의 웨어러블이죠. 클라우드 연결 기능은 없지만, 버튼으로 패턴을 변경할 수 있어 우리 목적에는 더 적합합니다.

준비물 모으기

아두이노 나노를 사용한 이유는 가지고 있는 부품이었기 때문입니다. 새 부품을 사기 전에 기존 하드웨어를 활용하는 편을 선호합니다.

회로도

회로는 USB 휴대용 충전기(도시되지 않음)가 아두이노에 연결된 구성입니다. 5V LED 스트립은 그라운드와 파워 사이에 1000µF 커패시터가 있고, 330옴 저항을 통해 아두이노 핀 6에 연결됩니다. 버튼은 핀 3에 연결되어 있습니다.

배럴 잭은 전원 소스에 연결됩니다. 배럴 잭은 극성이 다를 수 있습니다. 제가 사용한 스파크펀 제품은 위 그림과 같이 작동했습니다. 사용 중인 제품은 그라운드가 가운데 핀에 연결되어야 할 수도 있습니다.

프로젝트 전원 공급

의상용으로 제작했기 때문에 두 개의 휴대용 5V 전원을 사용했습니다. LED용 4개 AA 배터리 홀더와 아두이노용 휴대용 충전기입니다. 나노 3.0 버전을 사용했습니다.

LED 전원 공급

LED와 마이크로컨트롤러를 별도로 전원 공급합니다. 마이크로컨트롤러는 심플한 배터리 팩으로, LED는 4개 AA 배터리 홀더로 전원을 공급합니다.

• 전원을 공급할 LED에 8-12인치 3선 커넥터를 납땜하세요 (화살표가 밖쪽을 가리키는 쪽).

왜 LED 그라운드와 파워 사이에 커패시터가 있나요?

• 네오픽셀을 대용량 전원(DC 어댑터 또는 대용량 배터리)에 연결하기 전에 커패시터(1000µF, 6.3V 이상)를 +와 - 단자 사이에 연결하세요. 커패시터는 스트립이 끌어가는 전류의 급격한 변화를 완충합니다.

왜 데이터 핀에서 330옴 저항이 있나요?

• 아두이노 데이터 출력 핀과 첫 번째 네오픽셀 입력 사이에 300-500옴 저항을 배치하세요. 저항은 마이크로컨트롤러가 아닌 네오픽셀 쪽 와이어 끝에 위치해야 합니다. 일부 제품은 이미 이 저항을 내장하고 있습니다… 확실하지 않다면 하나 더 추가하세요… 이중으로 있어도 해롭지 않습니다!

왜 보드에서 전원 소스 그라운드로 그라운드 와이어가 연결되나요?

• 마이크로컨트롤러와 네오픽셀이 서로 다른 소스에서 전원 공급받는 경우(예: 각각 별도 배터리), 두 소스 사이에 반드시 그라운드 연결이 있어야 합니다.

커패시터와 저항을 회로에 사용하지 않으면 LED 수명이 크게 단축됩니다. 파란색 LED가 먼저 나가서 지루한 빨강과 초록만 남게 됩니다. 모범 사례를 따라 고통과 못생긴 색상을 피하세요!

회로에 문제가 있다면 아다프루트의 네오픽셀 우버가이드 문제해결 섹션을 참고하세요: https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/best-practices

파티 내내 전원이 버틸까요?

300개 픽셀, 픽셀당 약 20mA로 추정합니다.

300 네오픽셀 × 20mA ÷ 1000 = 6 암페어

일반적인 알카라인 또는 NiMH AA 배터리는 2-3Ah입니다. 4개면 8-12Ah이므로 의상은 약 1.5-2시간 지속됩니다. 여분 배터리가 필요할 겁니다.

실제 결과는 다를 수 있습니다.

제 경우는 추격 패턴이 전력을 적게 써서 오후 7시부터 자정까지 버텼습니다.

오래 버티게 만들기

글루건 접착제가 프로젝트 수명의 비결입니다. 첫 할로윈 파티에서 6시간쯤 춤추다 회로 보드가 떨어져 나갔습니다. 두 번째 파티용으로 재제작할 때 모든 와이어를 글루건으로 고정했고, 회로 보드를 힙색에 넣었습니다.

구름 만들기

회로를 만들었으니 이제 어려운 부분인, 종이 등에 베개 솜을 붙여 할로윈 파티 내내 버티게 만드는 작업이 남았습니다.

1. 종이 등 위아래의 철사를 잘라내세요.
2. 등 윗부분 양옆으로 4인치 정도 선을 자르고 접어서 엉덩이가 들어갈 구멍을 만드세요. 접은 부분을 접착하세요. 아랫부분도 동일하게 반복하세요.
3. 폴리필을 작은 조각으로 찢고 꼬아서 흥미로운 모양을 만드세요. 조각들을 등에 단단히 붙이되 손가락을 데지 않게 주의하세요. 장갑 착용을 권장합니다. 제가 가장 자주 다치는 도구가 글루건일 정도로 위험할 수 있습니다.
4. 등의 모든 부분을 덮을 필요 없습니다. 폴리필 한 봉지면 충분합니다. LED와 잘 어울리는 푹신한 모양을 위해 조각 두께를 다양하게 하세요.

스트랩 만들기

탄성 밴드 2개를 1피트(약 30cm) 길이로 자르세요. 재미있는 바운스 효과를 줍니다. 짧아 보이지만 탄성이 좋아 구름이 허리쯤에 위치합니다. 스트랩 양끝을 등 윗부분 철사 지지대 한 곳에 6인치 간격으로 묶고 접착제로 고정하세요. 반대쪽도 동일하게 하세요. 윗부분 철사 지지대에는 묶지 마세요. 뜯겨 나갈 수 있습니다.

이제 LED 스트립을 의상 안쪽을 향하게 접착하세요. 5미터로 구름 주위를 3바퀴 감을 수 있었는데 아주 멋졌습니다.

여덟 시간 춤추고 나니 제 의상도 너덜너덜해졌습니다. 두 번째 파티를 위해 훨씬 더 많은 접착제로 다시 만들었습니다.

반드시 의상에 방염 스프레이를 뿌리세요! 합선 시 불이 붙으면 안 되니까요.

코드 추가

버튼 디바운싱을 위해 Bounce2 라이브러리를 사용했습니다. 인터럽트 대신 millis()를 사용하도록 코드를 커스터마이징했는데, 사용하던 아두이노 나노가 인터럽트를 제대로 처리하지 못했기 때문입니다.

나노는 USB 케이블에 민감한 편이라, 코드 업로드가 안 된다면 다양한 USB 포트와 케이블을 시도해보세요.

이 코드는 완벽하지 않습니다. 할로윈 파티 직전 급하게 작성한 이후 업데이트할 시간이 없었거든요.

모자도 만들었습니다

모자는 선택 사항이지만, 좀 더 그럴싸해 보이게 해줍니다.

코드

버튼으로 전환하는 8가지 '날씨' 패턴을 구현한 구름 의상 코드: GitHub 저장소

회로도

프리칭 파일: ledcloud_Zdl7mM6iAb.fzz