만화경(kaleidoscope)은 거울을 이용해서 갖은 색채 무늬를 볼 수 있게 고안한 장치를 말한다. 어릴 적 장난감으로 한번쯤은 만화경을 본 적이 있을 것이다.





이런 만화경을 들여다보면 한 가지 패턴이 거울에 계속 반사되면서 무한하게 퍼지는 신비로운 모습에 빠지게 된다. 보통 만화경 속 무늬를 내주는 재료는 자개나 색구슬, 조그마한 보석 등으로 빛을 투과하게 해서 화려한 모양을 보여준다. 이번에 만들 LED 만화경은 이런 다채로운 재료 대신 LED가 빛을 내면 이 빛을 거울을 통해 무한 반사하게 될 것이다. 작은 LED를 기판에 납땜해서 무늬 패턴 대용으로 사용해도 무방하다. 물론 이번에는 LED 매트릭스를 이용한다.



먼저 제작에 필요한 부품부터 살펴본다. 일단 아두이노(이번 제작에는 국산 제품인 오렌지보드를 썼다)와 8×8 LED 매트릭스(LED matrix), 스위치, 브레드보드와 케이블 10개 이상이다.







외형은 하드보드 용지를 이용해서 직사각형 관을 먼저 만든다. 관 왼쪽에 보이는 얇은 구멍은 확산판을 끼우기 위한 공간이다. 뒤쪽에는 8×8 LED 매트릭스 선을 연결하는 구멍을 내서 아두이노와 연결할 수 있도록 한다.





내부 모습을 보면 내부에는 하드보디지에 미러시트지를 붙여서 거울과 같은 효과를 볼 수 있도록 한다. 솔직히 거울을 붙이면 좋지만 가격도 비싸고 가공이 어려운 것도 문제다. 여러모로 미러시트지가 편하다. 거울처럼 완전 평면 반사는 아니지만 스퀴즈를 이용해 최대한 평평하게 붙이면 거울과 비슷하게 반사를 하게 된다.





8×8 LED 매트릭스를 그냥 눈으로 보면 눈이 상당히 아프다. 확산판을 쓰면 직선으로 오는 빛을 굴절시켜 빛을 흐리게 만들어주는 효과가 있다. 앞서 만든 네모난 관에 낸 구멍에 들어갈 수 있게 확산판을 알맞은 크기로 잘라준다.





확산판을 다 만들면 관에 끼운다. 확산판을 끼운 다음에 보면 은은하게 보인다. 조금 뭉개진 듯 보이지망 빛은 그만큼 은은하다.





마지막은 소프트웨어 코딩이다. 이번 제작에선 애드어프루트(Adafruit) 제품을 이용하는 만큼 이곳의 라이브러리를 이용한다. 구조는 스위치를 누를 때마다 카운트가 올라가고 각 카운트에 해당하는 이프(if)문으로 들어가 LED를 어떤 식으로 켤지 결정하게 된다.

스위치는 ‘INPUT_PULLUP’로 받아서 평소에는 ‘High’ 값을 유지하다가 누르면 ‘Low’ 값을 출력하게 된다. ‘Low’ 값일 나타나면 ‘cnt’ 변수는 0에서 시작해 1씩 증가하게 된다. 5까지 증가하게 되면 다시 0으로 내려간다.

스위치를 눌렀을 때 나타나는 패턴은 0에서 4까지 모두 5가지 패턴을 지니고 있다. 스위치를 누르지 않는 한 현재 지정된 패턴은 무한 반복하게 된다. 패턴마다 조금씩 지연시간 값을 주는데 이는 스위치를 눌렀을 때 패턴이 몇 단계씩 뛰어넘어 확 바뀌지 않게 하기 위한 것이다.

이 기사는 테크홀릭과 코코아팹이 공동 진행하는 DIY 프로젝트 콘텐츠다. 관련 내용 원문과 소스는 여기에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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