대형 전광판 만들기

이전 버스 도착 알림 전광판 만들기에서 만들었던 전광판은 실제 유용한 컨텐츠를 표시하기에는 무언가 부족했다. 크기도 너무 작고, 라즈베리파이에서 직접 제어 신호를 만들어 제어하다 보니 주사율도 떨어졌으며 플리커링도 심했다.

그래서 더 발전된 전광판을 새로 만들었다. 사실 만든지는 꽤 됐는데 언젠가 제작기 글을 올려야겠다 다짐만 하고 있다가 뒤늦게야 글로 정리해서 올림.

사용한 LED 모듈은 이전과 동일하다. 모듈당 RGB LED가 64×32로 배치되어 있으며, LED간의 피치는 4mm로 한 모듈은 256mm x 128mm 크기이다. 전원은 5V DC 입력을 받고, 신호는 HUB75 규격을 사용한다. 이런 모듈을 가로세로로 바둑판처럼 이어붙여서 전광판을 만든다.

프레임을 캐드로 설계한 후 아크릴을 레이저 커팅해서 프레임을 만든다. 프레임은 사이즈를 다양하게 조합할 수 있도록 모듈형으로 설계했다.

모듈화된 각 부품을 조립해서 프레임을 만들고, 프레임에 LED 모듈을 장착한다. 볼트와 너트로 쉽게 조립할 수 있게 했다.

전원 분배 보드를 설계한다. SMPS가 공급하는 5V 전원을 각각의 모듈에 모두 연결할 수 있도록 분배하는 역할을 하는 보드이다.

완성된 전원 분배 보드.

전원 배선을 만들고 커넥터를 연결하여 전원 분배 보드로부터 각 모듈에 전력을 공급한다. 모든 과정 중 가장 고역이었다.

이번에는 제어용으로 라즈베리파이가 아닌 Huidu라는 회사에서 제조한 HD-D15라는 컨트롤러 모듈을 구매하여 사용하였다. 자체적으로 ARM AP를 내장하여 동영상이나 사진 등 다양한 컨텐츠를 재생할 수 있으며, 출력 신호는 FPGA로 만들기 때문에 1000Hz 단위의 주사율로 동작한다.

테스트. 잘됨.

처음 이렇게 만든 전광판은 모듈을 3×4로 붙여서 총 해상도 192×128픽셀, 사이즈는 768mm x 512mm였는데 어딘가 애매했다. 화면 비율이 3:2이다 보니 대부분의 컨텐츠가 잘 맞지 않았고, 16:9로 나오는 일반적인 컨텐츠들은 레터박스를 표시하거나 크게 잘라내야 했다. 때문에 확장을 했다.

기존 프레임 일부를 분리하고 새로 만든 프레임 부품을 더 연결한다. 모듈화된 설계를 한 덕분에 전체를 분해하거나 새로 만들지 않고 기존 프레임에 새 부품을 이어붙이면 간단히 확장할 수 있었다.

가로로 모듈 1열을 더 연결해서 모듈의 배열은 4×4, 총 해상도는 256×128픽셀, 총 크기는 1024mm x 512mm가 되었다. 처음 만든 프레임은 투명 아크릴이었던 반면 연장용 부품은 검정 아크릴로 만들었는데, 때문에 중간에 프레임 부품을 새로 만든 부분이 검은색으로 쉽게 구분된다.

테스트. 잘 된다. 대부분의 영상이 16:9 비율이기 때문에 이제 화면을 크게 낭비하거나 영상을 대폭 잘라내지 않고도 그대로 재생할 수 있다.

클램프미터(속칭 후크메타)로 소비전류를 측정해 보았는데 흰 화면을 띄웠을 때 5V에서 40A 가까이를 빨아먹는 괴물이다. 기존에 SMPS와 전원 분배 보드를 연결한 18AWG 실리콘 전선은 너무 뜨거워져서 전선도 교체했다.

전류를 빨아먹는 만큼 밝기는 무지막지하다. 아래에 있는 두 디스플레이도 모두 최대 밝기로 설정되어 있는데, 전광판과는 비교 자체가 불가능하다.

그래도 실외의 햇빛 아래에서 쓰기에는 밝기가 다소 아쉬웠다. 이번에 사용한 제품은 1200니트정도 밝기의 실내용 LED 모듈인데, 실외용 모듈은 기본으로 3000-4000니트를 찍는 모양이다. 다음에는 실외용 LED 모듈을 써서 만들어봐야겠다.