집에서 인공 햇빛 만들기 실험

 (victorpoughon.fr)
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  • 소프트웨어 배경의 제작자가 DIY Perks식 500W LED·1.2m 포물면 반사경 대신, 렌즈 격자와 LED 격자로 더 얇은 인공 햇빛 장치 1차 버전을 만듦
  • 설계의 핵심은 30mm 정사각 렌즈 36개와 LED 36개를 6x6으로 맞추고, 각 LED를 대응 렌즈의 초점에 둬 평행광을 만드는 방식임
  • 완성품은 180x180mm 발광 영역, 약 55mm 유효 초점거리, PMMA 렌즈 2장, LUXEON 2835 3V LED, KiCad PCB, CNC 알루미늄 부품, 잉크젯 필름 Rayleigh 산란층으로 구성됨
  • 먼 곳에서 빛이 오는 듯한 착시와 강한 명암 대비는 얻었지만, 밝기는 목표 10,000 lux에 못 미쳐 1,000~10,000 lux 수준으로 추정됐고 렌즈 격자 패턴도 드러남
  • 전체 지출은 약 1,000€였고 최종 부품 원가는 배송비 제외 약 300€로 추정되며, 다음 버전에는 더 높은 출력, 더 넓은 면적, 더 정밀한 광학·기계 설계가 필요함

목표와 접근 방식

  • DIY Perks의 500W LED와 1.2m 포물면 반사경 기반 인공 햇빛 영상에서 출발해, 더 부피가 작은 구조를 목표로 함
  • 포물면 반사경 대신 작은 렌즈를 격자로 배열하고 각 렌즈마다 LED 하나를 대응시키는 구조를 선택함
    • 장치 두께가 개별 렌즈의 초점거리로 결정돼 전체 부피를 줄일 수 있음
    • 단일 고출력 광원보다 여러 저출력 LED를 나눠 쓰는 편이 열 관리에 유리할 수 있음
  • 제작자는 제조와 3D 설계를 배우는 목적도 함께 두고, 소프트웨어 중심으로 프로젝트를 진행함
    • CAD 모델링은 주로 build123d를 사용함
    • 최종 조립 검토와 일부 실험에는 FreeCAD와 OpticsWorkbench를 사용함
    • PCB 설계에는 KiCad를 사용함
    • 광학 시뮬레이션과 최적화에는 Python 코드를 작성했고, 이 코드는 이후 torchlensmaker라는 오픈소스 프로젝트가 됨
    • PCB 조립과 CNC 알루미늄·플라스틱 부품 제작에는 JLCPCB와 JLCCNC를 사용함

최종 장치 사양

  • 완성된 장치는 책상 위에서 작동하는 6x6 LED·렌즈 배열 구조임
  • 기계적 사양
    • 렌즈 정사각형 한 변: 30mm
    • 유효 초점거리: 55mm
    • 배열 크기: 6x6, 총 36 LEDs
    • 전체 발광 영역: 180x180mm
  • 주요 부품
    • 렌즈: PMMA 아크릴로 CNC 제작한 양면볼록 렌즈 배열 1개와 평볼록 렌즈 배열 1개
    • 렌즈 후처리: vapor polish finish
    • LED: LUXEON 2835 3V, Ref 2835HE, CRI 95+, 색온도 4000K, 65mA
    • PCB: 커스텀 설계
    • 장착 부품: CNC 알루미늄 60601 부품과 검정 무광 레진 3D 프린트 부품
    • Rayleigh 확산층: 방수 잉크젯 출력 필름

인공 햇빛을 위한 설계 조건

  • 인공 햇빛을 만들려면 네 가지 요소가 필요함
    • 태양처럼 멀리서 오는 빛을 흉내 내는 평행광
    • 높은 색 품질, 여기서는 CRI 95+를 기준으로 삼음
    • Rayleigh 산란 또는 그 모사
    • 충분한 전력
  • 태양광은 약 100,000 lux로 매우 밝지만, 1차 프로토타입은 전력 소모를 줄이기 위해 10,000 lux를 목표로 함
    • 밝기 지각은 로그적이므로 10분의 1 강도도 체감상 거의 비슷할 수 있다고 판단함
    • 최종 설계의 실제 효과는 1,000~10,000 lux 사이로 추정됨
  • 격자 기반 설계에서 중요한 변수는 개별 LED의 광속과 개별 렌즈 면적임
    • 고CRI 표면실장 LED의 일반적인 광속 범위를 30~130 lumens로 봄
    • 렌즈 흡수와 측벽 손실이 있어 전체 광학 효율은 완벽할 수 없으므로 0.5로 가정함
    • 이 조건에서 렌즈 한 변을 30mm로 정함

렌즈와 광학 설계

  • 이상적인 점광원과 완벽한 렌즈라면 광원을 초점거리에 두는 것만으로 평행광을 만들 수 있지만, 실제 LED와 렌즈는 더 까다로움
    • LED는 점광원이 아님
    • 렌즈에는 수차가 있음
    • 기계적 위치와 방향이 완벽하지 않음
    • LED 방사 패턴은 등방성이 아니어서 렌즈 중앙 쪽 강도가 더 큼
  • Python 광학 시뮬레이션과 수치 최적화를 거쳐 2렌즈 구조를 선택함
    • 렌즈 1: 양면볼록 포물면 렌즈
    • 렌즈 2: 평볼록 포물면 렌즈
    • 두 렌즈 시스템의 유효 초점거리는 약 55mm
  • 초점거리는 제조, 효율, 두께 사이의 큰 트레이드오프임
    • 표면 곡률을 낮추려면 초점거리를 늘리는 편이 유리함
    • LED 방사 패턴에서 더 많은 빛을 모으려면 초점거리를 줄이는 편이 낫다고 봄
    • 장치 두께를 줄이려면 초점거리도 짧아져야 함
  • 2렌즈 시스템은 렌즈 배열의 표면 곡률을 줄여 CNC 제조 비용을 낮추기 위한 선택임
    • 높은 곡률의 격자 렌즈는 렌즈 사이에 골짜기 같은 형상을 만들어 CNC 가공 가능성을 낮춤
  • build123d로 렌즈를 격자 형태로 쌓고 장착용 가장자리를 추가한 3D 모델을 생성함
    • Python 변수만 바꿔 배열 크기, 렌즈 두께 등 설계 파라미터를 조정할 수 있어 설계 탐색이 쉬웠음
    • PMMA 아크릴 렌즈 제작 비용은 약 55€였음

LED와 PCB

  • 처음에는 YUJILEDS의 3030 G04를 쓰고 싶었지만, 5,000개 릴 단위 판매이고 한 릴 가격이 1,000달러라 1차 버전에는 사용하지 않음
  • 1차 버전에는 LUXEON 2835 3V를 선택함
    • YUJILED보다 약 3배 덜 밝음
    • 색 재현성이 좋고 원하는 SMD 패키지임
    • JLC global sourcing에서 최소 주문 수량이 50개였음
  • KiCad로 커스텀 PCB를 설계함
    • 각 PCB는 6개 LED를 탑재함
    • 회로는 병렬로 연결된 12V LED 스트립 2세그먼트 형태임
    • 표준 12V 벽면 어댑터 전원을 사용할 수 있음
  • PCB는 전원 분배와 전류 조절뿐 아니라 LED를 렌즈 초점 위치에 정밀 배치하는 기계적 역할도 함
    • PCB 3D 모델을 FreeCAD로 가져와 알루미늄 베이스플레이트, 라이트 후드, 구멍 위치를 확인함
    • Python 코드가 정확한 LED 좌표를 내보내고, 이를 KiCad 레이아웃 편집기에 입력함
  • PCB 제작과 부품 실장은 JLCPCB에 맡겨 이 단계에서는 직접 납땜이 필요 없었음

기계 부품과 조립

  • 조립을 위해 세 가지 커스텀 부품을 설계함
    • 베이스플레이트: PCB와 측벽을 지지하고, LED 빛이 통과할 구멍과 SMD 저항 두께를 위한 부분 구멍을 포함함
    • 측벽: 렌즈를 끼우는 홈과 베이스플레이트 고정 홈을 포함하며, M2 나사용 탭 가공 구멍을 사용함
    • 라이트 후드: 각 LED의 빛을 원뿔 또는 사각뿔 형태로 제한해 해당 렌즈에만 가도록 만드는 검정 레진 부품임
  • 후드는 검정 레진으로 3D 프린트했고, 벽과 베이스플레이트는 알루미늄 60601로 CNC 절삭함
  • 실제 조립에서는 예정했던 초록색 브래킷을 쓰지 않음
    • 벽과 베이스플레이트만으로 상자 구조가 충분히 단단했기 때문임
    • 이 때문에 측벽에는 사용하지 않는 구멍이 남음
  • 가장 큰 설계 결함은 렌즈 고정 홈 폭이 부족했던 점임
    • 렌즈 가장자리 두께 1.2mm를 1.22mm 홈에 맞추려 했지만, 제조 공차와 검정 무광 아노다이징 두께 때문에 맞지 않음
    • 1.5mm 금속 드릴 비트로 8개 홈을 손으로 넓혔고, 총 2~3시간 걸림
  • 전원 배선은 PCB 전원 핀과 12V 전원 소켓에 납땜함
    • PCB와 후드 부품이 공통 장착 구멍을 공유해 PCB-후드 쌍마다 나사 2개를 사용함
    • 렌즈 없이 켰을 때 보이는 LED 빛은 의도된 유효광이 아니라 bleed light임

Rayleigh 산란 모사

  • 마지막 요소는 하늘이 파랗게 보이는 물리 현상인 Rayleigh scattering의 모사임
  • DIY Perks 영상은 적절한 크기의 입자가 떠 있는 수제 액체 용액을 사용했지만, 이 방식은 실용적이지 않다고 판단함
  • diyperks forum에서 잉크젯 출력 필름이 비슷한 효과를 낸다는 발견을 참고함
  • 지역 사무용품점에서 구한 투명 잉크젯 필름을 잘라 사용함
    • 초기 설계에 이 단계를 반영하지 않아 검정 절연 테이프로 고정함
    • 최종 빌드에는 잉크젯 필름 2겹을 사용함

비용과 결과

  • 전체 지출은 약 1,000€임
    • 누락된 공구 비용, 폐기한 프로토타입 부품, 최소 주문 수량 때문에 남은 LED와 PCB, 나사 같은 소모품이 포함됨
  • 최종 장치 1개를 만드는 실제 부품 원가는 배송비 제외 약 300€로 추정됨
    • 가장 비싼 부품은 PMMA 렌즈와 알루미늄 베이스플레이트·벽 같은 CNC 부품임
    • CNC 부품이 전체 가격의 약 3분의 2를 차지함
    • PCB, 조립 서비스, LED, 3D 프린트 플라스틱 부품은 비교적 저렴함
  • 인공 햇빛으로서의 설득력은 부분적 성공에 가까움
    • 머리를 좌우로 움직일 때 빛이 물체 뒤쪽 먼 곳에서 오는 듯한 착시는 성공함
    • 빛줄기 안으로 눈이 들어갈 때 갑자기 강도가 커지는 느낌이 있어 시준이 잘 됐음을 시사함
    • 선글라스 없이는 직접 보기 어렵고, 방출광과 주변부의 대비가 커서 사진 촬영도 어려움
  • 약점도 뚜렷함
    • 전체 밝기가 너무 약함
    • 렌즈 격자 모양이 강도 패턴에서 보임
    • 격자 패턴은 큰 불쾌감은 아니지만 개선 여지가 있음

다음 버전에서 바꿀 점

  • 버전 2를 만든다면 가장 먼저 출력 증가가 필요함
    • 설득력 있는 효과에 가까워지려면 광출력이 3~5배는 강해야 한다고 봄
    • 이 프로토타입보다 10배 밝게 목표를 잡는 것도 무리한 수준은 아니라고 판단함
  • 표면적도 더 커져야 함
    • 현재 프로토타입은 18cm x 18cm라 좁은 직선 빛줄기 안에 앉아야 효과를 느낄 수 있음
    • 향후 버전은 2~4배 더 넓어야 가짜 창문에 가까워질 수 있다고 봄
  • 더 나은 광학 설계가 필요함
    • 굴절 기반 설계는 가능하다고 보지만 매우 정밀한 광학 설계와 기계 공차가 필요함
    • 격자형 굴절 설계는 부품의 위치와 방향에 매우 민감함

격자형 굴절 설계의 장점

  • 동일 장치를 여러 개 쌓아 표면적을 늘릴 수 있어 확장성이 있음
  • 베젤은 전체 발광 면적의 약 5% 수준이며 더 줄일 수 있다고 봄
  • 반복 요소가 많아 프로토타입 단계에서도 규모의 경제가 일부 생김
  • 전체 크기는 19cm x 19cm x 9cm로, 5cm 초점거리와 18cm x 18cm 발광 면적에 비해 작음
  • DIY Perks 방식이나 CoeLux 같은 반사 기반 제품은 이 폼팩터를 달성하지 못한다고 봄
  • 열 관리도 구조적으로 유리함
    • 현재 장치는 12V / 3A 벽면 어댑터로 안정적으로 동작할 만큼 저출력임
    • 단일 광원을 식히는 구조가 아니라 표면적에 비례하는 여러 LED를 분산하므로 확장 여지가 있음
    • 확장 시 주요 열 문제는 램프 자체보다 전원공급장치 냉각일 수 있다고 봄

소프트웨어 중심 제작 방식

  • 코드 기반 설계 접근이 프로젝트 전반에 큰 역할을 함
    • PCB, 3D 모델, 조립, 테스트까지 코드로 다루고 싶다는 결론에 이름
    • 파라미터 하나를 바꾸면 전체 설계를 스크립트로 갱신할 수 있는 점이 강력했음
  • 이상적인 흐름은 스크립트 실행만으로 제조 데이터를 모두 생성하는 방식임
    • GERBER
    • BOM
    • 3D 모델
    • 기계 도면
    • 기술 다이어그램
    • 자동 공차 검사
    • 전기 검사
  • PCB와 CAD 영역에서도 KiCad와 GitLab 기반 CI/CD 같은 도구 흐름이 등장하고 있어 흥미롭다고 봄
  • 버전 2를 만들 시간이 있을지는 알 수 없지만, 결과적으로 독특한 램프를 얻었고 제작 과정 자체도 즐거웠음

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 아주 멋짐. Innerscene(https://innerscene.com) CEO인데, 비슷한 개념을 쓰는 상업용 인공 채광창을 만들고 있음
    사실 CoeLux HT25 모델은 더 작은 렌즈와 더 많은 LED를 쓴다는 점만 빼면 여기 만든 것과 거의 같지만, 효과는 아직 그리 좋지 않음. 태양이 거대한 구처럼 보이고 몇 피트만 떨어져도 태양을 알아보기 어려움. 우리는 완벽한 시준광과 렌즈 가장자리 숨김, 이음새 없고 잡티 없는 하늘 시야를 만드는 데 많은 시간을 썼고, 이 문제의 마지막 10%가 작업의 90%라고 봄. 어느 정도 해결은 했지만 현재는 비싼 부품을 많이 써서 비용을 낮추는 중임. Innerscene 특허를 검색하면 접근법이 많이 공개되어 있고, 시뮬레이션과 소프트웨어에도 많은 시간을 들였음

    • 자체 LED 다이 제작도 검토 중인지 궁금함
      상용 LED는 분광기로 재기 시작하면 실제 스펙트럼이 제각각이고, 고연색성이라고 해도 그렇다. 특히 6500K가 아닌 색온도를 원하면 더 심함. 전자잉크 데스크톱용 야간등을 만들 때는 자연광 정오부터 밤의 촛불까지 스펙트럼을 바꾸고 싶어서, 결국 전압을 낮춰 쓸 수 있는 할로겐 전구를 썼음. 원래는 여러 LED를 기준 색온도에 맞춰 제어하는 신경망도 생각했지만, 역전파 알고리즘의 일부로 분광기와 지그를 만들고 보정하는 건 흥미 범위를 넘었고, 할로겐은 같은 로트 전구들에 대해 온도-전압 조회표만 있으면 됐음
    • Innerscene 조명은 정말 마음에 들지만, 고급 건축 프로젝트가 아니면 구하기가 매우 어려워 보임. 가격을 감수할 의향이 있는 DIY 성향 엔지니어가 직접 주문할 수 있는 쉬운 방법이 있으면 좋겠음
    • 사소한 지적이지만 “Innerscene Health Impacts”의 이미지는 너무 명백한 AI 생성 이미지이고, 생성형 AI에 대한 개인 의견과 별개로 그냥 보기 좋지 않음. 인턴을 촬영해도 더 나은 결과가 나올 것 같음
    • 꽤 흥미롭지만, “무한한 파란 하늘” 대신 실제 날씨와 맞출 수 있는지도 궁금함
      집 한쪽에는 실제 채광창이 있어서 반대쪽에 이런 걸 달고 싶은데, 맑은 하늘과 흐린 하늘이 섞이면 이상할 것 같음

  • 이 구성에서 문제라고 느끼는 건, 대부분의 고효율 LED 조명처럼 붉은 파장이 부족하다는 점임
    실제 햇빛은 가시광선의 아주 붉은 끝단인 700nm 부근에도 상당한 에너지가 있고, 적외선도 꽤 많음. 이런 램프는 450nm 부근의 좁은 파란 피크와 580nm 중심의 넓은 초록 피크, 두 스펙트럼 피크를 가지며, 그 초록 피크는 급격히 떨어져 붉은 끝단 에너지가 거의 없음. 눈의 원뿔세포는 파란 S, 초록 M, 노란 L 세 가지 감도 피크를 갖고, 뇌는 L 원뿔세포로 빨간색을 보지만 L 원뿔세포는 700nm 같은 깊은 빨강에는 둔감함. 그래서 LED 램프가 빨간색을 낸다고 생각하지만, 실제 붉은 에너지를 많이 방출하지 않고 L 원뿔세포만 자극하는 것임. 우리 몸은 깊은 붉은빛에 민감하고, 미토콘드리아의 사이토크롬도 반응함. 피부에 붉은빛을 비추면 당 대사가 개선됐다는 실험도 있는데, 붉은빛이 풍부한 햇빛 아래 진화한 벌거숭이 유인원이라는 점을 생각하면 말이 됨. 그래서 이 램프들은 햇빛처럼 보일 수는 있어도 중요한 파장 일부가 빠져 있음

    • 좋은 지적이지만, 이런 DIY 프로젝트는 시판 LED 공급품으로 제한되니 할 수 있는 일이 많지 않음. 고연색성과 적외선을 모두 갖춘 램프를 만들 수 있으면 좋겠고, 적외선 램프가 실제로 있으니 난방에도 쓸 수 있을 듯함
    • 원하는 것은 에너지 효율과 상충하고, 그래서 불법화되는 중임 https://blog.medcram.com/uncategorized/new-department-of-ene...
    • “두 번째 피크가 580nm 중심의 초록이고 급격히 떨어져 붉은 끝단 에너지가 거의 없다”는 부분은, 글쓴이가 사용한 LED 자료표의 그림 1h를 보면 다름 https://otmm.lumileds.com/adaptivemedia/832eef99dd3139f98fa9...
      두 번째 피크는 650nm 근처이고, 꽤 빨리 떨어지긴 해도 700nm에서도 아직 전력이 제법 있음. 요약하면 흔히 떠올리는 형편없는 백색 LED보다는 훨씬 낫다
    • 맞음. 처음 든 판단도 그거였음. 근적외선 없이는 태양이라고 부르기 어려움
    • 자연광 스펙트럼을 더 가깝게 흉내 내는 LED도 구할 수 있지만, 보통은 특수 제품이고 “sun-like” 같은 식으로 따로 브랜딩됨. 예시는 여기 있음 https://www.greesled.com/wp-content/uploads/2024/11/ab24a411...
      이에 비해 원글이 고른 LED는 전력 분포 스펙트럼이 꽤 좋지 않은 편임. 색온도도 4000K라서 대략 5500K인 낮빛을 흉내 내기에는 낮음. 예술적 선택으로는 괜찮지만, 계절성 정동장애에 도움이 되기는 어려워 보임

  • “인공 햇빛”을 보고 이 조명 해법의 분광 스펙트럼을 보고 싶다고 기대했는데, “CRI 95+”만 있어서 아쉬웠음
    https://www.youtube.com/watch?v=lH_owRxupC0
    이 영상은 CRI의 한계를 잘 다루며, CRI, 확장 CRI, TLCI, TM-30, SSI를 자세히 설명함. 밝기와 색온도는 조명의 작은 일부일 뿐이고, 더 많은 사람이 자신에게 맞는 조명을 찾기 위해 직접 분광 측정을 해보는 유용성을 알아봤으면 함. 친구들은 좋아하거나 싫어하는 스펙트럼 분포가 매우 다양하지만, “이 전구 좋다/싫다” 말고는 취향을 식별하거나 전달할 언어와 경험이 부족함. 나는 열 발생을 줄이려고 주로 LED 전구를 쓰지만, Houston에서는 열을 만들 때 한 번, 에어컨으로 없앨 때 또 한 번 비용을 내기 때문임. 그래도 세상의 온갖 색을 보기 위해 2400~3000K의 백열등이나 할로겐을 조금 섞어 전 스펙트럼 흑체복사를 보충함

    • 1,000유로 미만 예산으로 집에서 분광 측정을 하는 방법이 궁금함. 자료표에 CRI만 있는 경우가 많은데 LED 제조 공급사를 어떻게 골라야 하는지도 알고 싶음
    • 일부 LED, 특히 따뜻한 백색 LED에서는 달리 표현하기 어렵지만 인공적인 느낌이 남. 주변이 어딘가 제작된 것처럼 느껴짐. 다른 광원과 섞어 쓰는 아이디어가 흥미로워서 한번 시도해볼 생각임
    • 대부분은 적어도 따뜻한 빛과 차가운 빛의 차이는 알아서 꽤 도움이 되지만, 나머지는 동의함. 이걸 읽다 보니 이 주제에 대해 쓸 어휘가 거의 없다는 사실을 깨닫고 있음. 꽤 이상한 체험임
    • 여긴 호주인데 백열등은 몇 년 전부터 금지됐음. 심지어 콤팩트 형광등도 사라졌음

  • 정말 멋짐. 실내에서 낮빛 수준의 조도를 주는 램프를 만들고 있음. 레일리 산란이나 시준광은 없지만, 밝은 면으로는 약 4,500루멘이 아니라 50,000루멘임 https://getbrighter.com/

    • 고품질 실내 조명 선택지가 늘어나는 건 반가움. 이 제품과 비교하면 어떤지 궁금함 https://getchroma.co/products/skylight. 그쪽의 다른 제품 몇 개를 써봤고 전반적으로 만족하지만 가격은 꽤 높은 편임
    • 실제로 볼 기회가 있었는데, 보기 전까지는 실내의 낮빛이 가능하다고 믿지 않았음
    • 500와트라니, 이걸 켜면 난방기가 더 필요 없을 듯함. 1만 루멘 LED 매트릭스 램프가 있었는데, 그 아래에 오래 앉아 있으면 자연 리듬이 완전히 어긋났음. 계속 이른 아침인 느낌이었음
    • 딱 내가 원하는 제품임. 하루 동안 색온도를 자동으로 조절할 수만 있다면 집의 Hue 전구를 전부 이걸로 바꾸고 싶음. 그게 가능한지 궁금함
    • 멋지다. LED 식물 생장등이 떠오름. 식물 재배용으로 LED 수백 개가 달린 패널을 200달러 정도에 살 수 있음

  • 멋지긴 한데, 휘도 향상 필름은 AliExpress에서 아주 싸게 구할 수 있음 https://www.aliexpress.com/i/2255799825024246.html
    휘도 향상 필름은 투명 광학 필름이고 3층 구조임. 아래쪽 입사면은 후면 코팅으로 어느 정도 헤이즈를 제공해야 하고, 가운데는 투명 PET 기판층, 위쪽은 미세 프리즘 구조임. 미세 프리즘층이 표면의 미세 프리즘 구조를 통과하면서 굴절, 전반사, 집광 등으로 광강도 분포를 제어하고, 광원에서 산란된 빛을 정면 쪽으로 모으며, 시야각 밖의 쓰이지 않는 빛도 통과시킴. 그래서 설계와 비슷하지만 홈이 매우 작음

  • DIY Perks도 집에서 인공 햇빛을 만들려고 시도했고, 레일리 산란 같은 요소에 집중했음. 보기 좋은 영상임
    https://www.youtube.com/watch?v=6bqBsHSwPgw
    글을 읽어보니 원글에서도 DIY Perks를 직접 언급했음. 원글 설계가 훨씬 더 작음. “전체 크기는 19cm x 19cm x 9cm로, 초점거리 5cm와 유효 조명 면적 18cm x 18cm를 고려하면 꽤 작다. DIYPerks 영상이나 CoeLux 같은 상용 제품의 반사식 설계는 이런 폼팩터를 달성하지 못한다”

    • 더 조악하지만 싼 버전을 원하면 약 50달러짜리 버전도 있음 https://worstplans.com/2021/05/10/led-artificial-skylight-fo...
      쓰레기통, 매우 밝은 LED 전구, 플라스틱 책 확대경을 씀. 핵심 요령은 잡지 크기의 큰 평면 플라스틱 프레넬 렌즈를 10달러 정도에 구할 수 있다는 것임. 원글의 해법이 확실히 더 낫지만, 3D 프린팅이나 사실상 어떤 기술도 없이 싸게 만드는 것도 가능함

  • “확장할 때의 주요 열 문제는 램프가 아니라 전원공급장치 냉각일 것”이라는 부분을 보면, 이 장치를 키운다면 ATX 전원공급장치를 고려할 것 같음
    비교적 크고 보통 내부에 능동 냉각기가 있으며, 12V에서 수백 와트를 쉽게 공급할 수 있음. 뒤쪽에 온/오프 스위치가 있는 경우도 많고, 비교적 저렴하며, 적어도 500W를 크게 넘기지 않는다면 어디서나 구할 수 있음. 보통은 PS_ON 선을 접지에 연결하기만 하면 전원이 들어올 때 켜짐

    • 더 많은 와트를 위해 병렬로 연결할 수 있을까

  • 햇빛의 꽤 괜찮은 복제품은 이미 있음. Philips CDM임. 대마를 키울 때 썼는데, 지금까지 본 것 중 가장 무성한 덤불이 나왔고 꽃도 10/10이었음
    한동안 단종됐지만 다시 생산되는 것 같아 반가움
    https://www.futuregarden.co.uk/philips-ceramic-discharge-met...
    전력 소비가 문제가 아니라면 LED를 포함한 대안보다 언제든 CDM 전구를 고르겠음. “Philips daylight CDM 램프는 자연 햇빛에 가까운 스펙트럼 출력을 가진 매우 효율적인 세라믹 메탈할라이드 램프다. 그 결과 식물은 더 많은 곁가지를 만들고, 마디 간격이 짧아지며, 개화 지점이 늘고, 뿌리 체계가 커져 건강한 성장과 고품질 수확으로 이어진다. Philips CDM 전구는 평균 30,000시간의 수명 동안 높은 출력을 유지한다”

    • 교체가 필요해지기 전까지 수명은 어느 정도인지 궁금함

  • 왜 넓은 구리면 대신 배선 트레이스를 썼는지 궁금함. 보드당 신호가 7개로 보이고 모두 낮은 임피던스를 의도한 듯함
    보드 뒷면의 구리를 노출해 추가 비용 없이 임시 방열판으로 쓸 수도 있었을 것임. 회로의 루프 영향까지 걱정할 필요는 아마 없겠지만, 뒷면의 이상한 작은 삼각형 루프가 꽤 눈에 띔

    • 피드백 고마움. PCB 설계는 전부 독학이고 완전 초보라서 개선할 부분이 많을 것임
      보드당 실제 배선은 VCC와 GND 두 개뿐임. 처음에는 SMD 헤더 핀을 계획했지만 결국 쓰지 않았고, 노출 패드에 선을 납땜하는 것으로 충분했음. PCB당 연결 패드 8개를 계획했지만 최종 조립에서는 2~4개만 사용함. 그래서 PCB 설계에는 개선 여지가 정말 많고, 더 높은 출력의 버전 2를 만들려면 시간을 들여야 할 것 같음

  • LED의 광학 스펙트럼을 보고 싶음. 햇빛을 모사하려면 식물 생장등에서 인기 있는 Samsung LM301 계열 같은 전 스펙트럼 LED가 필요함
    모든 LED가 같은 것은 아니고, 많은 “생장” 조명에 들어간 LED조차 빨간색과 파란색 파장에서 날카로운 피크 두 개만 보이기도 함. 전 스펙트럼 LED는 가시광선 전체에 걸쳐 색을 출력함. 눈으로 봐서는 알 수 없으니, 제조사를 신뢰할 수 있는 제품을 사거나, 내가 했던 것처럼 작은 카메라를 단 Raspberry Pi, 분광 렌즈, Python 코드로 저렴한 광학 분광기를 만들 수 있음. 관심 있으면 웹 검색으로 가이드를 찾을 수 있을 것임

    • 이건 CRI 95+ 값으로 어느 정도 다뤄짐. 참고로 언급한 LM301은 연색지수가 70밖에 안 됨. 식물 성장에 중요한 주파장이 있을 수는 있겠지만, CRI 70은 전혀 인상적이지 않음
      태양 스펙트럼을 정확히 재현하려면 기본적으로 표면 온도 5500°C의 흑체복사 스펙트럼에서, 태양과 우리 사이에 있는 수증기와 대기 가스의 흡수대역을 뺀 것을 모사해야 함. 또 태양 스펙트럼은 가시광선의 위아래로도 이어져서, 적외선은 따뜻함을, 자외선은 태닝과 화상을 느끼게 함. 현실적으로 대부분의 상용 LED는 햇빛에 비해 스펙트럼이 매우 뾰족뾰족함. 서로 다른 LED 종류를 섞고 필터를 추가하면 어느 정도 고칠 수 있지만, 이런 방식은 Arri Skypanel 같은 매우 비싼 영화 조명에서나 쓰임
    • LED 자료표에 파장별 일반적인 정규화 전력 그래프가 있음. 그림 1h임 https://otmm.lumileds.com/adaptivemedia/832eef99dd3139f98fa9...
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