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컨트롤러를 알아야 LED가 보인다
2007-11-01 |   지면 발행 ( 2007년 11월호 - 전체 보기 )

LED 채널사인 부품 바로알기③
-컨트롤러를 알아야 LED가 보인다


수 만 가지 색상과 수많은 이미지 연출이 가능한 2세대 LED 모듈인 풀컬러 모듈 즉, RGB 모듈은 앞서 말한 각종 연출을 제어하기 위해 반드시 컨트롤러가 필요하다. 원하는 문자와 이미지, 단순 그러데이션에서부터 텔레비전 영상에 준하는 동영상을 만들어내기 위해선 컨트롤러라는 블랙박스에서 마술을 부려야 하기 때문이다. 이러한 컨트롤러는 전광판용과 채널사인용으로 구분하는데 이번 호에서는 채널사인용 컨트롤러의 특징과 시스템을 살펴보았으며 더불어 컨트롤러의 어제, 오늘 그리고 내일을 조명해봤다.
글, 사진: 서정운




RGB 모듈을 효과적으로 연출하는 두뇌
아직까지는 단순점멸 기능을 띤 단색 모듈을 사용하는 량이 많지만 빛의 향연이랄 만큼 다양한 연출이 가능한 풀 컬러 모듈을 사용하는 사례가 큰 폭으로 상승하고 있다. 이왕이면 다홍치마랄까 한 냥으로 밋밋한 간판을 만들 바에야 두 냥을 주더라도 남들과 차별화할 수 있는 간판을 선호하는 경향이 짙어졌기 때문이다.
컴퓨터로 빗대자면 386에서 펜티엄으로 업그레이드했다고 볼 수 있는데 업그레이드한 만큼 부속품이 늘어났는데 단색 모듈에선 없었던 컨트롤러라는 부품이 첨가됐고 이는 없어서는 안되는 반드시 필요한 것이다. 그러나 사인 종사자들 중 적지 않은 비율에서 컨트롤러에 대한 이해가 부족한 것이 업계 현실이다. 한 컨트롤러 전문 제작업체는 “사인시장에서 LED 분야가 비약적으로 상승함에 따라 이와 관련한 기자재에 대한 이해와 노하우가 부족한 것은 기현상이라고 볼 수 없다. 컨트롤러를 전문적으로 생산하는 업체가 국내에서는 몇 되지 않는데 대부분 중국이나 대만에서 아웃소싱해서 사용하는 경우가 많다. 시장 상황 상 불가피한 일이다. 그러나 아웃소싱이라 하더라도 단순히 컨트롤러를 사인에 적용하거나 판매하는 것은 향 후 시장의 질을 낮추는 결과를 초래할 수도 있다. 판매자 먼저 컨트롤러의 기술적인 시스템 분석과 적용방식의 노하우 등을 섭렵해 소비자에게 설명해줄 수 있어야 할 것이다”라며 현 사인시장에서 컨트롤러에 대한 이해 수준을 언급했다.

유입전압을 컨트롤함으로써 원하는 색상을 연출
컨트롤러는 풀컬러 모듈의 R, G, B의 색상과 밝기를, 유입전압을 컨트롤함에 따라 조절하는 장치라고 짧게 정의할 수 있다. R의 경우 예들 들어 빨간 색만 표현하는 것이 아니라 빨강, 연 빨강, 짙은 빨강, 분홍 등 여러 색을 표현하는 것으로써 R, G, B 각각은 각각 0~255까지 총 256가지 색상을 띠는데 이는 색좌표에서 확인할 수 있다.
각 256가지 색상은 컨트롤러 내부의 CPU에서 모듈에 들어오는 전압 즉, 유입전압을 컨트롤함에 따라 색 변환이 일어나는데 국내 LED 유입전압은 24V와 12V가 거의 사용되고 있기 때문에 24V의 경우 1~24V까지 12V의 경우 1~12V까지 유입전압을 조절해주면 그에 따라 색 표현이 달라지는 것이다. 그러나 CPU에서 모듈로 직접 신호를 보내진 않는데 CPU에서 같은 컨트롤러에 탑재한 드라이버(driver)에 디지털로 신호를 먼저 보낸 후 다시 드라이버에서 아날로그 방식으로 RGB 모듈에 신호를 보낸다.
CPU와 드라이버를 탑재한 컨트롤러는 다시 2가지 방식으로 구분할 수 있는데 DMX와 RS23이다. 비나텍(주) 김주혁 대리는 “2가지 모두 조명을 제어하는 프로토콜로써 DMX의 경우 데이터 수용양도 많고 상대적으로 기술력이 높은 방식으로 빛 연출이 화려한 경관조명에까지 적용하며 RS23의 경우 데이터 수용양이 적고 연출도 비교적 단순하기 때문에 기본적인 채널사인 등에 사용한다”라고 말한다. 한편 DMX 방식은 순수하게 이 방식의 시스템을 100% 활용하는 컨트롤러는 많지 않다. 이는 RGB 드라이버 수량을 늘리는데 제약이 있기 때문에 변칙인 DMX+@를 활용하는데 여기서 @는 드라이버를 대체할 수 있는 시스템을 뜻한다.

SD카드, USB 등 이동식 장치를 이용해 손쉽게 프로그램 변경
앞서 말한 컨트롤러는 CPU와 드라이버만을 탑재한 사양으로 일반적으로 사용하고 있는 기종인데 최근에는 저장이란 뜻을 가진 스토리지(storage)까지 추가한 일명 제어시스템 컨트롤러가 등장했다. 그리고 추가로 앞선 2가지와는 조금 다른 멀티펑션 기능을 띤 컨트롤러가 있다.
CPU와 드라이버로 구성한 컨트롤러는 심플러파이(simplify)라고 불리는데 제작자가 일정 프로그램을 미리 짜놓은 고정된 연출력을 지닌 사양이다. 다시 말해 CPU 내 롬(Read-Only Memory) 부분에 프로그램 등 메모리를 담아둔 형식인데 사용자가 프로그램을 바꾸고 싶을 때는 제작자에게 직접 맡긴 후 롬 영역을 새롭게 구성해야 한다. 그러나 이는 양산품이기 때문에 프로그램 변경을 요하는 소비자도 드물 뿐 아니라 변경을 요구해도 제작업체의 입장에서는 이 때문에 전체 생산 시스템을 변경해야 하기 때문에 거의 수용하지 않는다고 한다.

CPU와 드라이버에 이어 스토리지 기능까지 추가한 컨트롤러는 프로그래머블(programable)이라고 불리는데 짜놓은 프로그램을 변경할 수 없었던 스토리지 컨트롤러와는 달리 스토리지에 USB, 시리얼(serial), SD카드 등을 이용해 컴퓨터에서 제작한 소프트웨어를 다운받아 입력시키는 방식이기 때문에 고정된 값이 아닌 원할 때마다 자유롭게 프로그램을 변경할 수 있다. 최근에는 USB, SD카드 등 이동성 스토리지를 사용하는 추세라고 하는데 그 사용법은 일반적으로 사용하는 컴퓨터, 카메라, MP3의 USB 사용방식과 동일하다. 예들 들어 소비자가 새로운 프로그램을 원할 경우 제작자는 소비자가 원하는 프로그램을 새롭게 제작한 다음 컴퓨터 소프트웨어 파일로 메일 등을 통해 소비자에게 서비스하면 소비자는 이 프로그램을 USB나 SD카드에 저장한 후 컨트롤러에 부착하면 된다.
최근 프로그래머블 시스템을 개발해 판매를 앞두고 있는 LED 전문업체인 (주)비스로 정성우 기술지원팀장은 “기존 심플러파이 컨트롤러는 프로그램에 대해 개발자만이 사용자라는 등식을 적용할 수 있는데 반해 프로그래머블 컨트롤러는 소비자와 개발자간 경계가 무너졌다 해도 과언이 아닐 만큼 사용자 편의성이 뛰어나다. 프로그래머블 컨트롤러는 프로그램 구성과 메뉴 구성 그리고 기존 RBG 값을 측정했던 숫자방식에 아이콘 등으로 그래픽화해 원하는 색상을 컴퓨터 화면상에서 쉽고 빠르게 체크할 수 있는 윈도우(window) 구성을 업그레이드했기 때문에 가능한 방식이다”라며 프로그래머블 컨트롤러에 대해 설명했다. 이어서 그는 “신규 프로그램이나 추가 요청이 들어오면 몇 가지 과정을 거친다. 먼저 프로그램을 적용할 사인이나 경관의 시안을 소비자로부터 받은 후 시각디자인팀에서 여러 가지 프로그램 시안을 디자인하는데 확정된 시안은 다시 재원리스트를 견적낸 후 실 제작에 거쳐 시공으로 마무리 한다. 이 과정 중에서 주의할 점은 컨트롤러로 표현할 수 없는 연출이 있기 때문에 프로그램 시안 디자이너와 실 제작 프로그래머 간 조율이 반드시 필요하다”라고 프로그램 제작 과정을 언급했다.
다른 방식으로 컨트롤러를 구분하면 메인과 서브(sub)로 나눌 수 있는데 예들 들어 ‘사인문화’를 풀컬러 LED 채널사인으로 제작할 때 메인 컨트롤러에서 각 문자에 프로그램 신호를 원활히 보내기 위해 각 문자별로 서브 컨트롤러를 별로도 제작해 적용하는 것이다. 한 전문가는 “서브는 LED 모듈 수량이 약 200개 이상일 때 적용하는 편이다”라고 일반적인 사용 기준을 언급했다.
한편 한 문자에 서브를 두 개 이상 사용하는 경우도 있는데 한 문자 내에서도 프로그램을 2가지 이상 방식으로 연출하길 원할 때 그렇다. 또 서브를 사용하지 않고 각 모듈 자체에 서브 기능을 탑재하는 방식도 있는데 상당히 자유로운 프로그램 연출이 가능하지만 워낙 기술집약적인 방식이라 가격이 다소 높다.
다시 정리하면 스토리지나 심플러파이 모두 메인 컨트롤러 내부에는 CPU와 드라이버(통신 드라이버)가 있는데 CPU에서 드라이버로 신호를 보내면 드라이버는 다시 통신 드라이버와 RGB 드라이버로 구성돼 있는 각 서브 컨트롤러의 통신 드라이버에 신호를 보내는데 이를 최종적으로 RGB 드라이버에서 받아 각각의 모듈로 신호를 보내는 것이다. 이때 RGB 드라이버는 전문용어로 디코더(decoder) 드라이버라 부른다.
그리고 스토리지나 심플러파이 컨트롤러와는 조금 다른 멀티펑션 컨트롤러는 서브 컨트롤러를 필요로 하지 않는데 메인 컨트롤러인 멀티펑션 컨트롤러 자체 내에서 각 채널문자에 프로그램 신호를 보낸다. 제작 시 일정 프로그램을 컨트롤러에 프로그래밍한 것으로써 심플러파이만큼 추가 프로그램 설치는 어렵지만 컨트롤러 외부에, 짜 놓은 프로그램 내에서 언제든지 프로그램을 바꿀 수 있는 모드(mode) 버튼과, 속도와 밝기 그리고 일시정지를 할 수 있는 버튼이 설치돼 있어 사용자들에게는 스토리지나 심플러파이와는 또 다른 맛을 보여주고 있다. 그리고 멀티펑션은 별로도 신호 증폭기를 사용하기도 하는데 이는 서브 컨트롤러와 비슷한 구실을 한다.
또 다른 LED 전문업체인 (주)인빛에서 업그레이드 멀티펑션 컨트롤러를 개발했는데 이승호 대표는 “스팟(spot), 속도, 타이머, 색 변환 등 기능을 추가해 소비자가 직접 일부 프로그램을 변경할 수 있어 편의성을 갖췄을 뿐만 아니라 프로그램 변경 시 발생하는 비용까지 절감할 수 있다”라고 말한다.

제작업체별로 회로?신호방식에 차이를 보여
컨트롤러는 제작업체별로 차이를 보인다는 것을 잊어서는 안 된다. 모듈과 연결함에 있어서는 여느 업체의 컨트롤러를 사용해도 무방하지만 컨트롤러 자체를 봤을 때 구성 부품인 CPU와 드라이버 그리고 추가로 스토리지까지 모두 같은 제작업체의 제품을 사용해야 한다. 메인 컨트롤러와 서브 컨트롤러도 마찬가지다. 정광테크 이한경 실장은 “컨트롤러는 각 제작업체별로 회로방식이나 신호방식에 차이를 보이기 때문에 반드시 호환하는 사양을 선택해야 한다. 컨트롤러를 제작하는데 있어서 수학공식처럼 일정한 표본은 없기 때문이다. 그리고 모듈은 크게 상관은 없지만 가능하면 모듈도 컨트롤러를 구매한 업체의 것을 사용하는 것이 좋다. 이는 각각 업체들의 노하우가 담겨있는 부분이기도 하다”라고 말한다.
한편 채널사인에 적용하는 컨트롤러와 전광판에 적용하는 컨트롤러는 상당히 다르다. 전광판의 경우 이미지뿐만 아니라 도트를 이용해 문자까지 표현하기 때문에 채널사인에 적용하는 프로그램의 개념과는 다른 하나의 커다란 시스템이라고 볼 수 있다. 그리고 다양한 정보를 습득할 수 있을 만큼 문자를 연출하기 때문에 사용하는 서브 컨트롤러 수량만 해도 상당하다.
따라서 전광판용 컨트롤러를 응용해 채널사인용 컨트롤러에 접목시킨다면 더욱 많은 이미지 연출이 가능할 뿐만 아니라 전광판과 같은 문자 연출도 가능하기 때문에 이와 같은 차세대 채널사인용 컨트롤러의 등장을 우리는 원하고 있는데 업계에서도 이를 위해 부단한 노력을 투자하길 기대한다.

<SignMunhwa>

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