태그솔루션의 투명디스플레이 이야기 (4)
태그솔루션의 LED는 어떻게 제어되는가?
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투명패널과 제어부 및 전원부 전체 구성품의 모습안녕하십니까! 드디어... 대망의 마지막 편입니다. 글을 쓰는 건 항상 생각은 하지만 실행은 쉽지 않은 것 같습니다. 앞으로는 더욱 노력하여 글을 자주 읽고 자주 쓰는 버릇을 계속해서 만들어 가며, 차곡차곡 태그솔루션과 저를 정리하여 좋은 글을 공유드리고 싶습니다.
어김없이! 또 또다시 채용 글 링크 첨부 : https://brunch.co.kr/@rr5ys5s/8
많은 분들께 추천해주시면 감사하겠습니다. 정말 좋은 분들과 좋은 비전을 공유하고 싶습니다.
이전 편에서는 투명한 회로의 형성 방법과 기구부의 제작 공정에 대한 내용을 말씀드렸다면, 이번에는 과연 LED는 어떻게 제어가 되는 것인지 그리고 어떤 전원을 공급받는지에 대해서 이야기해보려고 합니다!
사실 제어는 우리 실생활에서 굉장히 쉽게 접할 수 있습니다. 단순히 불을 끄고 켜는 것부터 휴대폰, 컴퓨터 등의 온갖 전자기기들에는 제어의 기능이 탑재되어 있습니다. 이러한 제어의 방식에도 조금 더 깊이 들어가 보면, 프로세서가 탑재된 경우와 탑재되지 않은 경우로 나눌 수 있습니다. 프로세서가 탑재된 경우는 제품의 기능이 얼마나 복잡한지에 따라서 실제로 코드를 프로세서에 writing 해주는 과정이 필수적입니다.
사실 복잡하지 않은 구조의 제품들은 단순한 chip만으로도 기능을 구현할 수 있는 경우도 많습니다. 이렇게 코드를 직접 PCB에 넣어주게 되면 원하면 형태의 제어 방식이나 실제로 구현하고자 하는 것을 '임베디드' 하였다고 표현합니다. 실제로 앱 개발자 웹 개발자처럼 이러한 일을 하시는 분들을 임베디드 개발자라고 합니다.
제어 PCB를 설계하여 원하는 코드를 임베디드 하기까지의 과정은 위에서 말한 것처럼 간단하지만은 않습니다. 그래서 이러한 PCB를 만들기 이전에 테스트를 하기 위해 많이 사용되는 것이 바로 아두이노, 라즈베리파이 같은 보드들을 활용합니다. 이러한 프로토타이핑을 완료한 후에는 원하는 개발방향과 스펙에 맞는 프로세서를 선정하여 그 프로세서에 맞는 개발보드를 구하여 테스트 후 양산화 PCB를 만들어냅니다.
TI사의 개발보드의 모습... 굉장히... 무섭게 생겼습니다..자 위의 과정은 너무 어렵지만 프로세스 정도는 알고 계시고, 기술적인 부분들은 전문가의 자문을 통해 한 단계씩 진행하시는 것을 추천드립니다!
이제 저희 패널의 제어시스템 구성을 먼저 살펴보겠습니다!
태그솔루션 시스템 도식도이전 글에서 말씀드렸지만 제품은 바디 + 제어부 + 전원부로 구성이 됩니다. 위에 표시면 LED 도트가 표현된 패널이 저희 투명 LED 패널입니다. 이 패널마다 드라이버 보드가 포함되며, 이를 외부에서 받은 영상을 그대로 표현할 수 있습니다.
먼저 위에 설명된 Controller 와 Driver Board는 제어부에 해당되며 그 형태를 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
드라이버 보드와 컨트롤러의 모습제어부는 대부분 초록색 기판인 PCB의 형태로 만들어져 있습니다. 말 그대로 제어의 영역은 특정한 input에 대하여 어떠한 output을 만들어내는지를 통해 설명됩니다. 예를 들면 우리 주변에서 볼 수 있는 미니선풍기 제품은 외부 스위치 버튼의 단계별 조절을 통해 모터의 회전속도를 조절할 수 있습니다. 이것 역시도 스위치라는 input을 통해 모터의 속도조절 output을 만들어 내는 것입니다. 저희 컨트롤러의 경우 비디오 영상(
input)을 그대로 HDMI 케이블로 받아서 드라이버보드에 영상데이터를 LED dot들을 하나하나 점등(output)하기 위한 데이터로 전환되어 투명패널로 해당 데이터에 맞는 전원을 공급할 수 있게 됩니다.
더 쉽게 말하자면 일반적인 모니터처럼 컴퓨터의 화면을 미러링 하는 구조로 되어 있다고 생각하면 됩니다. (투명패널 = 모니터)
그렇다면 투명한 패널에는 어떻게 전기신호를 넣어줄 수 있는 것인가? 그 비밀은 바로 FPCB와 그에 맞는 커넥터에 있다. FPCB는 Flexible PCB의 약자로 말 그대로 휘어지는 PCB(초록색 기판)이다. 실제로 단단하고 리지드한 PCB를 필름형태로 플렉시블하게 제작한 형태이며, 이를 통해서 투명패널에 전기를 흘려줄 수 있는 것이다. 이러한 FPCB를 투명패널에 붙여주는 공정이 또 따로 있는데 이를 ACF본딩이라고 하지만.... 이건 그냥 넘어가겠습니다 ㅎㅎ 궁금하신 분들은 직접 구글에 검색하면 좋을 듯합니다.
실제 태그솔루션의 FPCB를 통한 드라이버보드 연결이러한 전원들은 대부분 배터리나 SMPS(파워서플라이)로 전기를 공급받을 수 있습니다. SMPS는 종류가 굉장히 다양하므로 그냥 전원의 전압, 용량, 형태에 따라 달라지는 전기 공급 장치라고 보시면 됩니다. 저희는 LED 하나가 먹는 전력 곱하기 개수로 전체 전력을 계산할 수 있으며 이를 통해 SMPS를 선정할 때 전압과 전체용량을 고려하여 고를 수 있습니다.
예를 들어서 우리 패널의 경우에는 LED 하나에 10mA의 전류를 필요로 하며 12V로 구동이 됩니다. 현재 풀컬러 패널의 LED 개수는 16x12 = 192개 이므로, 패널당 최대 59W 정도의 전력을 소모하게 됩니다. (물론 실제로 소비되는 전력은 이보다 많이 낮습니다!) 이러한 간단한 계산을 통해서 원하는 전압과 전력의 스펙을 가진 SMPS를 선정하여 활용하게 됩니다.
컴퓨터 조립 좀 해보신 분들은 이런 형태의 SMPS를 많이 보셨을 겁니다.배터리는 코인형태, AA, AAA, 리튬이온배터리 등 매우 다양한 형태로 존재한다. 여기서 제품을 구상하고 만들 때 정말 중요한 팁을 드리자면, 배터리의 포함 유무는 해외 수출입 및 제품의 인증 등에 중요한 포인트가 될 수 있습니다. 실제로 리튬이온배터리의 경우 국내 판매를 위한 KC인증이 필수적이며, 해외에 수출할 때도 인증이나 통관에 제약이 많습니다. ( 국내에서 꼭 써야한다면 중국 쪽에 이미 KC인증이 진행이 완료된 배터리를 알리바바를 통해 구매하는 것도 하나의 방법입니다. ) 실제로 수출을 원하신다면 그 해당 나라에 배터리와 관련된 수출입 이슈를 사전에 찾아보는 것을 추천드립니다.
쓰다 보니 너무 기술 쪽에 치중되어 재미없는 글이 돼버렸습니다....
저희 패널은 다음과 같은 여러 과정을 통해서 제품으로 만들어지고 2018년 말 런칭을 목표로 현재 양산화 과정에 있는 상황입니다. 이번 글뿐만 아니라 다양한 글들을 통해 더 좋은 모습을 보여드리고 싶습니다!
또한 태그솔루션을 진행하며 얻은 정보 및 노하우를 더 자주 공유드릴 수 있도록 하겠습니다. 문의사항은 제 프로필 메일로 연락을 주시면 꼭 답변드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
박승환 씀!
