아두이노 구동 LED 캔들 라이트: 자연스러운 흔들림 효과의 스마트 조명 DIY

부품 및 소모품

부품	수량	비고
WS2812B (SMD RGB LED)	44	11개 모듈 × 4개씩 (개별 제어 가능)
아두이노 나노 R3	1	컨트롤러 (NeoPixel 라이브러리 사용)
포토레지스터 (CdS)	1	주변 조도 감지 → 자동 점등/소등
IKEA MONTERA 케이블 채널	2	배선 숨김용 (강력 양면테이프 부착형)
핀 헤더 40P 1열 (2.54mm)	7	모듈 간 연결용
M20-1 3핀 커넥터 (암/수 하우징 + 크림프 단자)	25세트	모듈당 2개, 모듈 간 케이블 연결용

필요 도구

• 납땜 인두 (SMD LED 및 초소형 케이블 작업 필수)

프로젝트 배경

유리벽으로 된 아트리움 실내가 가을/겨울철 너무 어둡던 차에, 거친 직광 LED 대신 촛불 같은 자연스러운 흔들림 빛을 벽에 투사해 분위기를 연출하고자 했습니다. 실제 불꽃 모양을 LED로 구현하기보다, 수직 기둥에 빛이 춤추듯 비치도록 빔 하단에 모듈을 설치해 간접 조명 효과를 노렸습니다.

설계 및 계획

LED 모듈 구성

• WS2812B 개별 제어 특성 활용 → 모듈당 4개 LED로 충분한 표현력 확보
• 총 11개 빔(양쪽 벽 5개씩 + 코너 1개) → 44개 LED
• 데이터 라인 방향성(Din→Dout) 고려해 좌/우 방향별 서로 다른 배선 레이아웃 제작
• 커넥터(M20 커넥터) 사용으로 모듈 단위 탈착/교체 가능하게 설계

컨트롤러 배치

아두이노 나노를 코너 기둥 뒤에 숨겨 배치 → 좌/우 두 가닥 병렬 스트링으로 물리적 길이 단축 (각 ~4m). Adafruit NeoPixel Überguide 권장사항(전원 공급점 분산, 데이터 라인 길이 최소화) 준수.

케이블 숨김

IKEA 케이블 채널을 빔 하단에 부착해 배선 완전 은폐. LED 모듈은 강력한 양면테이프로 고정.

LED 모듈 제작 공정

납땜 팁: "짧은 케이블 트릭"

1cm 미만 초소형 케이블 피복 벗기기 난제 해결법:

1. 한쪽 끝 납땜 후 원하는 길이로 굽혀 자르기
2. 피복을 약간 밀어내기
3. 노출된 만큼 피복 잘라내기
4. 피복을 다시 밀어 코어 노출 → 납땜

덕분에 정교한 길이 조절과 깔끔한 마감 가능.

모듈 마감

납땜 면이 위로 향하게 장착하므로 평평한 플라스틱 조각을 핫글루로 붙여 양면테이프 부착면 확보. 좌/우 방향 모듈 구분 마킹 필수.

자동 점등/소등: 조도 센서 기반 페이드 인/아웃

단순 ON/OFF 대신 황혼/야간 전환 시 자연스러운 밝기 변화 구현:

• 포토레지스터 + 10kΩ 분압 회로로 아날로그 값 읽기 (0~1023)
• 하루 주기 측정해 '주간'(800 이상), '황혼'(630~800), '야간'(630 미만) 임계값 결정
• 황혼 구간에서 선형 보간으로 밝기 0→1 램프, 야간엔 최대 밝기 유지
• 센서 4개 병렬 테스트로 이상치 검증 후 설치 위치 고정

소프트웨어 아키텍처

• 모듈화: `main.ino`는 초기화 + `Update()` 호출만 담당
• 효과 클래스 분리: `CandleEffect`, `ChristmasEffect` 등
• 현재 효과 선택은 컴파일 타임 상수 → 향후 리모컨/스마트폰 앱으로 런타임 전환 예정
• GitHub 저장소: AtriumLighting

제작 회고 및 팁

• SMD 납땜 난이도 높음: 초보자는 2×2 사전 모듈 구매 권장
• 전원 공급: 44개 LED 최대 전류 ~2.6A (60mA×44) → 5V 3A 이상 어댑터, 양단 급전 필수
• 데이터 라인 보호: 첫 번째 LED Din에 330~470Ω 직렬 저항, 전원 라인에 1000μF 전해콘덴서 권장
• 방수/내구성: 실내용이나 습기/먼지 고려 시 컨포멀 코팅 또는 투명 열수축 튜브 마감
• 확장성: FastLED 라이브러리 전환 시 팔레트/이펙트 라이브러리 활용 용이

회로도

Fritzing 파일(`2drkW5vm9e7vAdGPxOsm.fzz`) 및 배선도 이미지 제공. 주요 연결: 나노 D6 → 데이터 라인, 5V/GND 병렬 분배, 포토레지스터 A0 분압 입력.

시연 영상

• 일반 캔들 모드: 자연스러운 흔들림, 색온도 변화
• 크리스마스 모드: 레드/그린/화이트 테마 패턴