스마트 필름 (electrochromic film)

예전에 접했던 기발한 아이디어 상품중에 투명도가 조절되는 화장실 문이 있었습니다. 사람이 들어가 있으면 불투명하지만 사람이 나오면 투명해지는 화장실 문이었죠. 이걸 실제로 구현해 볼 수 있는 필름이 스마트 필름입니다.

필름은 12V 전원을 걸어주면 투명해지고 전원을 해제하면 불투명해집니다. (혹은 그 반대로 동작하는 제품도 있음) 이걸 유리문에 바르면 투명도가 조절되는 화장실 문이 되는거죠.

의외로 제어도 쉽습니다. 12V 전원 on/off 만 해주면 되니까 TIP120 트랜지스터 (더 편하게 쓰려면 MOSFET 모듈) 등을 이용해서 on/off 시켜주면 됩니다.

1. 준비물

우연히 웹 서핑하다 실제로 이 필름을 팔길래 킷을 구매해서 테스트 해봤습니다. 필름만 따로 팔기도 하는데 전 테스트에 필요한 부품이 모두 포함된 킷을 샀습니다. 부품이래봐야 별거 없고.. 12V 변압기와 전선, 구리 테이브가 전부입니다.

2 pieces of copper
1 piece of smart film 12″ x 6″
1 piece of cloth
1 new razer blade
1 12-40v inverter
1 set of wiring

여기에 추가로 아두이노와 TIP120 트랜지스터(또는 MOSFET 모듈)만 더하면 마음대로 필름의 투명도를 on/off 할 수 있습니다. 전자식 스위치를 더하는겁니다. 아래와 같은 TIP120 트랜지스터 또는 MOSFET 모듈을 해외에서 $1~$2 정도면 구할 수 있습니다. TIP120 트랜지스터 사용법은 링크를 참고하세요.

2. 연결 방법

스마트 필름을 연결할 때 하나만 주의하면 됩니다. 칼로 스마트 필름 앞뒷면에 붙어있는 얇은 보호필름을 소량 벗겨냅니다. 그리고 여기에 전선을 대고 구리테이프로 단단히 붙여주면 됩니다. 이 때 반드시 전선 두 가닥이 필름 앞뒷면에 단단히 붙도록 해주면 됩니다. 영상으로 보시는게 더 이해가 빠르실겁니다.

필름에 부착된 전선 2 가닥을 12V inverter(12V step down module) 로 넣어줍니다. 다시 12V 인버터에서 나온 2가닥의 입력 전원선을 TIP120(또는 MOSFET)으로 제어해주면 됩니다.

TIP120 트랜지스터는 collector(c), emitter(e) 핀의 연결을 base(b) 핀으로 제어할 수 있습니다. 즉 base(b) 핀을 아두이노의 디지털 핀에 연결해서 HIGH/LOW 신호를 주면 12V 전원을 on/off 할 수 있습니다.

MOSFET 모듈도 마찬가지의 방법으로 사용합니다. VCC/GND를 아두이노에 연결하고 SIG 핀을 아두이노 디지털 핀에 연결하면, (VIN, GND) – (V+, V-)로 연결된 전원을 제어할 수 있습니다.

스마트필름부터 아두이노까지 모두 연결된 모습은 아래와 같습니다.

12V 전원은 배터리로 만들 수도 있고 12V 어댑터를 이용해도 됩니다. Voltage를 조절할 수 있는 파워서플라이가 있으면 테스트해보기 편하실겁니다.

3. 제어 방법

연결만 정확히 되었다면 아두이노에서 제어는 간단합니다. TIP120(또는 MOSFET) 과 연결된 아두이노의 디지털 핀을 on/off 시켜주기만 하면 됩니다. 만약 아두이노의 디지털핀 D5를 사용했다면 코드는 아래처럼 됩니다.

int switch = 5;

void setup() {
  pinMode(switch, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(switch, HIGH);   // make film transparent
  delay(5000);
  digitalWrite(switch, LOW);
  delay(5000);
}

보는 사람이 굉장히 신기해하는, 재밌는 모듈이니만큼 여러 프로젝트에 활용해보세요.

참고자료

활용 예제 : 스마트 필름을 활용한 휴대폰 거치대