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풀컬러 LED 고성능 컨트롤러로 구동
2006-06-01 |   지면 발행 ( 2006년 6월호 - 전체 보기 )

풀컬러 LED, 고성능 컨트롤러로 구동
- 도곡렉슬 아파트 채널사인 배선 -


최근 들어 아파트 벽면에도 고급 채널사인을 설치하는 사례가 급속하게 늘고 있다. 화공으로 아파트 이름을 표시하던 과거와 달리 야간에도 환하게 보이는 채널사인을 선호하는 추세다. 특히 채널사인 광원으로 최근에는 LED를 사용하는 사례가 증가하고 있다. 재건축 아파트인 서울 강남구 도곡렉슬의 사례를 살펴보자.
글 : 김유승 / 사진 : 김수영


RGB LED 모듈로 화려한 컬러변환 연출
도곡렉슬은 총 3002가구에 달하는 초대형 아파트 단지다. 최근 들어 신규 아파트들이 주요 지점에 단지 밖에서도 눈에 띌 수 있도록 대형 채널사인을 설치하는 것처럼 이곳에도 초대형 LED 조명사인을 3군데에 시공했다. 채널사인 상단은 ‘RX’라는 문자를 채널사인으로 제작해 삽입한 대형 로고 채널사인이 있고 하단에는 영문으로 아파트 이름을 표기한 채널사인이 있다.
특이한 것은 상단에 있는 로고 내부에 RGB 풀컬러 LED 모듈을 설치해 화려한 컬러변환을 연출한다는 점이다. 이를 위해 제작, 시공을 맡은 (주)광성스페이스는 9구짜리 LED 모듈을 채널사인 내부에 설치했다. 하단에 있는 영문 채널사인 내부에는 6구까지 백색 LED 모듈을 설치했다.
LED 모듈 배선은 기본적인 전기상식을 그대로 따랐다. 네온은 고전압ㆍ저전류인 교류전기를 사용하지만 사인용 광원으로 사용하는 LED는 저전압ㆍ고전류인 직류를 쓴다. 건전지에 저항을 연결해 회로를 만들면 이 회로를 흐르는 전류는 항상 크기가 일정하며 흐르는 방향도 변하지 않는다. 이런 전류나 전압을 직류라고 한다. 문자 기호로는 DC라고 표기한다. 보통 가정에서 사용하는 전기는 전류나 전압이 주기적으로 변화한다. 이 전류나 전압을 교류라고 하며 문자기호는 AC라고 표기한다. 그래프로 나타내면 직류는 평탄한 직선이지만, 교류는 일정한 파동을 그린다.
앞서 말했듯이 직류는 일정한 방향으로 흐르므로 +, - 극이 있다. 전류는 -방향에서 출발해 +방향으로 흐른다. LED모듈은 직류를 사용하므로 각 모듈마다 +, - 극이 존재한다. 이런 이유로 LED모듈은 각 극에 맞게 전원과 연결해야 한다. 파워서플라이(SMPS)를 살펴보면 모듈과 연결하는 부분에 +, -극 연결부분이 있는데, 모듈의 각 극과 동일하게 연결해야 전류가 거꾸로 흐르지 않는다.
따라서 색상이나 문자로 +, - 전선을 구분하고 모듈과 모듈을 연결하는 커넥터도 +, -극을 맞춰서 연결했다. 만약 +, -극을 거꾸로 연결하면 미리 모듈을 전선으로 연결해 공급하는 제품은 전체가 불이 들어오지 않는다.

12V, 24V 용량 파워서플라이 총 4대 사용
파워서플라이는 가정용 전원으로 공급되는 교류를 LED모듈이 사용하는 직류로 바꿔주는 장치다. 네온관에는 변압기가 필요하듯이 LED모듈은 파워서플라이가 반드시 필요하다. 일반적으로 변압기는 220V를 15,000V로 승압하지만 파워서플라이는 220V를 LED모듈이 빛을 내기 위한 12~24V 직류로 바꿔준다. 변압기 1대당 네온관 길이가 얼마라고 정해져 있듯이 파워서플라이도 1대당 연결할 수 있는 LED모듈 수가 정해져 있다.
저항은 습기와 부식뿐만 아니라 LED모듈 회로를 구성하는 모든 구성품에서 발생한다. LED모듈 자체도 저항이고 모듈을 연결하는 전선에도 저항이 있다. 전선 길이가 길어질수록, 모듈 개수가 늘어날수록 회로 전체 저항은 증가한다. 따라서 파워서플라이와 LED모듈 거리도 짧을수록 좋다. 변압기와 네온관 거리가 가까울수록 좋은 것과 마찬가지다. 특히 LED모듈이 사용하는 직류 전압은 12~24V이므로 연결거리가 길어질수록 전압 손실 비율은 커진다.
예를 들어 네온관과 변압기 거리가 멀어 전압이 15,000V에서 14,000V로 떨어지는 것과 파워서플라이와 모듈 거리가 멀어 전압이 12V에서 9V로 떨어지는 것을 비교해보자. 네온사인은 전압이 1,000V나 떨어졌지만 그 비율은 1/15 이하다. 반대로 LED모듈 회로는 겨우 3V가 낮아졌지만 공급하는 전압의 1/3 이상을 잃었다. 네온사인에 비해 5배 이상 전압이 낮아진 것이다.
도곡렉슬의 채널사인 중 상단 로고에 삽입한 풀컬러 LED 모듈은 용량이 24V, 600W인 파워서플라이 1개와 24V, 350W인 파워서플라이 1개와 연결했고, 하단에 있는 영문 채널사인에 삽입한 백색 LED 모듈은 용량이 12V, 350W인 파워서플라이 2대와 연결했다. (주)광성스페이스 양희근 실장은 “초대형 채널사인인데도 불구하고 소비전력은 약 5A밖에 되지 않는다”고 밝힌다.

기본적인 전기 지식만 있으면 문제 없어
앞서 언급했듯이 LED모듈 회로를 흐르는 직류 전압과 전류량은 조도와 직접 관계가 있다. 회로에 정전압ㆍ정전류가 흐르지 않으면 음영현상이 발생한다. 음영현상을 방지하기 위해서는 파워서플라이를 출발한 직류를 첫 모듈부터 마지막 모듈까지 일정한 전압과 전류량으로 공급해야 한다.
이를 위해서는 정확한 파워서플라이 용량을 지키고 LED 모듈을 과도하게 연결하지 말아야 한다. 도곡렉슬 채널사인 시공에 참여한 조용우 실장은 “LED 모듈 개수가 파워서플라이 용량을 넘지 않지만 한 대 더 연결하기 애매한 상황에서는 모듈 연결을 병렬로 하는 것이 바람직하다. 도곡렉슬 채널사인 시공작업에 사용한 파워서플라이는 용량이 매우 크기 때문에 이러한 걱정은 전혀 필요가 없었다. 타이머 역시 마찬가지였다”고 밝힌다.
조용우 실장은 “LED 모듈 배선은 전기에 대한 기본적인 지식만 있으면 문제없다”면서 배선에서 발생하는 문제는 대부분 전기에 대한 지식부족이라고 설명한다. 그는 “한 예로 파워서플라이에는 접지단자가 있다. 그러나 접지하는 사인제작자들은 극소수인 것으로 안다. 파워서플라이를 접지선을 지면이나 건물 철골구조와 연결하면 낙뢰나 합선으로 인한 사고를 막을 수 있다”면서 전기 상식을 넓히는 것이 배선문제를 해결하는 지름길이라고 강조했다.

기성품 컨트롤러로 컬러변환 제어
풀컬러 LED의 가장 큰 장점인 화려한 컬러 연출을 위해서는 반드시 LED 램프를 제어할 수 있는 컨트롤러가 필요하다. LED 컨트롤러는 저전압네온 점멸기와 마찬가지로 디밍과 컬러 변환을 조절하는 장치다. 컨트롤러는 제조업체마다 컬러 변환과 점멸만 가능한 것도 있고 디밍까지 가능한 제품도 있으므로 자신이 제작하려는 채널사인 용도를 정확히 파악해 선택하는 것이 중요하다.
도곡렉슬 채널사인에 설치한 컨트롤러는 약 10여 가지 패턴을 미리 정해놓은 기성품으로 사용자 스스로 패턴을 선택한 후 점멸시간과 간격을 조절할 수 있는 제품이다. 우선 LED 모듈을 컨트롤러에 연결한 후 다시 파워서플라이와 타이머 배선을 하면 모든 배선작업은 끝이다. 특히, 이번 채널사인은 채널 뿐만 아니라 모든 자재를 스테인리스 제품만 사용했다는 점이 특징이다. 분전함에서 채널사인으로 연결하는 전선들도 모두 스테인리스 파이프 속에 넣었다. 이는 아파트 벽면에 녹물이 묻어나는 것을 방지하기 위한 것이다.
LED를 이용한 채널사인 기술은 그동안 진일보했고 앞으로도 이러한 움직임은 계속 이어질 것이 확실하다. 문제는 최종 소비자인 기업과 점포주들을 어떻게 설득하느냐인데, 이는 사인 기획자와 제작업체들이 담당해야 할 몫이다. 아무리 좋은 제품이 있다고 해도 이를 고객들에게 설득력 있게 제시하고 권장하지 않는다면 무용지물이다. 앞으로 RGB LED를 적용해 풀컬러 효과를 가미한 채널사인이 더욱 활성화하기를 기대해본다.

○ 채널사인 배선과정
1. 아파트 옥상에 있는 고정대에 밧줄을 단단하게 고정한다.
2. 밧줄을 타고 전선연결을 준비한다.
3. 각 전선마다 연결할 LED 모듈을 미리 정한다.
4. 컬러별로 전선을 별도로 연결한다.
5. 색상이나 문자로 +, - 전선을 구분하고 모듈과 모듈을 연결하는 커넥터도 +, -극을 맞춰서 연결했다.
6. 전선을 LED 모듈과 연결한 후 여러 차례 절연 테이프를 감는다.

<SignMunhwa>

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분류: 기타
2006년 6월호
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