안녕하세요
클리앙 인기 자작 아이템중 하나인 전자액자를 저도 한번 만들어봤습니다
유명한 그림들을 미술관 스타일로 하루에 한번씩 바꿔서 올려주는 방식입니다
특이한 점은 그림의 방향 (Landscape / Portrait)에 따라 화면이 자동으로 돌아갑니다

아이디어는 오래전부터 가지고 있었지만 모자란 실력으로 꿈도 못 꾸고 있다가...
최근 3D디자인에 자신감이 좀 생기면서 본격적으로 자작을 시작했습니다

잘못된 형식의 이미지 링크입니다.

(한창 진행중에 비슷한 컨셉의 기성품이 이미 있다는 사실에 충격받아 프로젝을 접을뻔 하기도 했는데요...)
https://www.clien.net/service/board/lecture/15045667CLIEN

이 DIY의 핵심은 모니터를 잡아줄 회전축의 디자인입니다
사진에 보시다시피 알루미늄플레이트에 M8 볼트를 이용해서 롤러블레이드 베어링 (내경 8mm 외경 22mm) 4개를 체결하고 3D프린팅한 일종의 bushing (저걸 뭐라 표현해야 할 지 모르겠습니다)으로 마무리했습니다
사실 이게 얼마나 견고하게 하중을 견딜지는 저도 잘 모르겠습니다. 

느낌상 엄청 튼튼할것 같긴 합니다만, 혹시 fail하면 꼭 알려드릴게요 ㅎㅎ

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모니터는 학생들 음악연습용 의자에서 적출한 브라켓을 이용해 고정합니다(사진에 보이는 검정색 물건입니다).
저 물건이 없었더라면 아마 자작 자체가 불가능했을지도 모릅니다.
역시 3D 프린팅한 기어를 호스클램프로 고정했구요
각도 미세조정을 위해 길쭉한 (50mm?) M3볼트를 양쪽으로 뽑아놨습니다.
기어가 회전하다 이 볼트가 마이크로 스위치에 닿으면 모터가 멈추는 단순하면서도 확실한 방식입니다

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모터는 아두이노로 컨트롤이 쉽고 저렴한 Geared DC motor 입니다
12v를 L298N으로부터 받구요 속도는 2RPM입니다
이베이에서 십오불대로 구입할 수 있는 최저속도의 모터입니다.
(크고 무거운 모니터를 돌리려면 저속 모터가 필수거든요)
또 하나 큰 장점은 아마도 worm기어를 사용해서인지 포지션홀딩이 아주 확실합니다
회전각도 조절이 편리하고 엄청 있어보이는(?) stepper 모터를 포기할 수 밖에 없었던 이유가
stepper 모터는 전원을 차단하면 포지션홀딩이 안되서 모니터가 돌아가버리거든요
그리고 또 하나.... 모터 마운트는 디자인할때 유격을 주는게 중요합니다. 설치할때 기어가 backlash없이 적당히 잘 맞물리도록 조정할 수 있어야 하거든요 잘못된 형식의 이미지 링크입니다.

모터 컨트롤러와 아두이노 및 DC전원잭, limit 스위치를 3d프린트한 마운트에 조립해놓은 상태입니다.
3D 프린팅은 보시다시피 단순한 형태지만 limit 스위치의 정확한 위치를 잡아주기 위해서 한 서너번은 시행착오를 거쳐서 나온 디자인입니다.
디자인 소프트웨어인 Fusion 360의 덕을 톡톡히 봤습니다.

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모니터와 파이를 제외한 모든 부품이 조립된 모습입니다.
물론 저 상태로는 벽에 설치할 수 없구요, 모두 분리해서 하나하나 설치해야 합니다.
3D디자인 할때 중요한 것 중 하나가 조립 방법 및 절차를 미리 잘 계획해줘야 한다는 점입니다
제작 및 설치과정이 궁금하시면 시그니처에 있는 유투브 링크를 참고해주세요

잘못된 형식의 이미지 링크입니다.

이미지는 라즈베리파이로 업로드하고 파이에 스크립트가 돌아가서 하루에 한번씩 사진을 업데이트하면서 Landscape/portrait 여부를 MQTT로 올립니다.
여기서 아두이노가 매번 켜질때 마다 이 정보를 확인할 수 있도록 MQTT의 retain옵션을 활용합니다.
파이의 bash script는 또 하나의 재밌는 주제인데 이런쪽에 관심있으시면 다음 글을 읽어보세요.
리눅스당의 예쁜닉네임님께서 멋진 스크립트를 짜주셨습니다
https://www.clien.net/service/board/cm_linux/15443385CLIEN

그럼 이제 이 무식하게 생긴 장치가 도대체 어떻게 작동하는건지 설명드리자면...
1. 매일 새벽 5시에 파이에서 이미지를 갱신하고 동시에 화면방향 정보를 MQTT에 올리는 스크립트가 실행된다 (파이는 항상 켜있습니다. 전자액자 말고도 다른 몇가지 홈오토 관련된 테스크를 수행중이거든요)
2. 거실에 있는 PIR모션센서가 움직임을 감지하면 Node-RED기반의 홈오토메이션이 아두이노(ESP8266)와 모니터에 전원을 넣어준다 (RF433 relay 전원플러그 사용)
3. 아두이노는 wifi로 MQTT에 접속해서 사진의 방향정보를 읽어내고 그에 따라 스크린을 회전시킨다
4. Node-RED는 PIR모션 감지후 15분간 타이머를 작동시켜 더 이상의 움직임이 없을 경우 자동으로 아두이노와 스크린의 전원을 차단한다
....

얼핏 복잡해 보이지만 별 탈없이 잘 작동합니다

미술작품들은 위키미디어코몬즈이라는 사이트에서 주로 다운받습니다. 저작권 염려없이 마음대로 사용할 수 있다는군요.
https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page
저는 최대한 고해상도 이미지를 골라서 다운받은 후 GIMP라는 프로그램을 이용해 그림사이즈를 약간 줄이고 하얀 테두리를 넣어줍니다. 물론 Portrait이미지를 옆으로 돌려주는 작업도 여기서 이뤄집니다. 작업이 완료되면 파일네임 끝에 정해진 규칙에 따라 P/L을 추가하면 됩니다.

......

대충 이정도입니다. 끝내고 나니 이런저런 아쉬움이 없진 않지만 비전공자로서 유투브에서 배운 지식과 기술가지고는 이정도 까지가 한계인 것 같습니다.
제작과정에 우여곡절도 많았지만 무척 재미있었습니다
결과물로 나름 만족스럽구요 무엇보다 중요한 식구들 반응도 생각보다 나쁘지 않습니다 ㅎㅎ

그리고 앞으로 업그레이드 계획을 미리 말씀드릴게요
이왕 미술관 컨셉으로 방향을 잡았으니 작가와 작품명을 E-ink로 디스플레이하는 유닛을 깔끔하게 만들어서 모니터 아래쪽 벽에 붙여줄 생각입니다.
작가와 작품명 등은 MQTT로 받아오면 되니 간단하구요. E-ink의 특성을 이용해서 완전 무선 배터리파워로 만들어볼 생각입니다.
또 하나의 재밌는 프로젝이 될 것 같습니다.

이상입니다. 읽어주셔서 감사합니다.