미술학과 졸업작품 제작 대행 - 모터가 들어가는 복잡한 작품

미술학과의 졸업작품 중에서 실제로 형상을 제작해야 하는 것들이 종종있다.

그 중에서 단순히 3D 모델링하고 출력해서 후가공으로 마무리 하는 경우가 있으며,
복잡한 작품의 경우 모터부터 전자부품들이 들어가게 되는 경우가 있다.

필자가 운영하는 업체는 모두 다 제작이 가능하지만,
전자부품이 들어가는 작품에서 타 업체와 비교가 안되는 노하우와 기술이 있기에 자신이 있는 부분이다.

타 업체보다 저렴하면서 문제가 발생하지 않게 제품제작이 가능하니
어찌보면 빠르게 작업이 가능하니 비용도 저렴하고, 문제가 없으니 완성도까지 높다.

 

오늘 소개할 작품은 구체가 아슬아슬하게 쓰러지지 않고 계속 세워지는 것이 주된 내용인 작품이다.

총 개발기한은 3주가 걸렸으며, 최대한 의뢰자분이 원하는 방향으로 제작을 진행했다.

 

1. 설계

- 동작이 길쭉하고 시원하게 작동되어야 하며, 전시 작품이다보니 작동 소음이 없어야 했다.
그렇기에 모터는 기존의 서보모터에서 스테핑모터와 무소음 모터드라이버를 사용해서 제어를 하기로 했다.

그리고 의뢰자분께서 구체를 밀어주는 막대는 투명한 아크릴로 준비해주셔서 그 막대 규격에 맞춰서 제품 모델링을 진행했다.

이후 설계데이터로 계속 수정작업이 진행되었으며,

테스트 출력을 통해 잘 작동하는지 확인하고, 또 수정작업이 진행되었다.

 

2. 제작

 보통 모형 제작은 3D프린팅으로 진행된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIYver 에서는 현재 출력 품질이 좋으면서 세상에서 제일 빠른 3D프린터를 운용하고 있기 때문에
시간이 촉박한 의뢰라도 빠르게 테스트하고 완성을 시킬 수 있다.

 

해당 작품은 전자부품이 많이 들어가기 때문에
이렇게 테스트 보드(브레드보드)를 이용하여 구동을 테스트한다.

당연히 센서 값을 받아서 모터를 제어하는 코딩도 추가되었다.

명함과 크기를 비교하면 명함 두장 사이즈가 된다.

 

저렴하게 하려면 이렇게 테스트보드로 마무리를 짓곤 하는데,

최종적으로는 이 보드를 숨길 수 있는 케이스를 따로 두는것이 일반적이다.

케이스는 보통 의뢰자분들께서 직접 제작하시는데,
아무래도 비용적인 측면에서 저렴하기도 하고,
자기가 원하는 방식대로 만들 수 있기 때문이다.

그래서 이 작품도 이렇게 마무리가 될 뻔했지만... 나중에 바뀌게 된다.

작품이 완성되면 대략 이런 모습이 될 것으로 예상 되었을 때의 사진이다.

 

일부러 배선이 보이는 디자인이 좋다고 하셔서,
그렇게 작업이 된 모습이다.

다만, 배선이 어느정도 길어야 숨기거나 작동에 문제가 없기 때문에 넉넉히 길이를 뽑은 상태로 작업이 진행되었다.

 

 

하지만, 문제가 하나 생겼다.
모터가 5개 들어가면서 고전류가 흐르게 되고,
그 고전류로 인해서 작동에 문제가 생기기 시작한것!

(다른 업체였다면 처음에 작동되고 몇번 작동되면 끝내는 경우가 허다하다...)

전류로 인한 발열로 문제가 생기는 것을 확인한 후에
바로 의뢰자께 연락하여 전류관련 해결방안을 제시해드렸고
그에 맞게 추가 작업이 진행되었다.

전류가 좁은 전선을 통과할 때, 발열이 많이 발생하는 것인데
이를 해결하려면 전선을 굵게 해야 한다.

하지만 테스트보드에 전선을 굵게 하기에는 한계가 있기 때문에,
PCB 만능 기판에 납땜을 해서 보드를 만드는 것이 제일 좋은 방법이라 할 수 있겠다.

그래서 그렇게 추가작업이 진행되었다.

 

보통 만능기판은 제일 저렴한 초록색 만능PCB를 사용하는데,

아무래도 미술전시용이다보니 고급스러운 검은색 PCB로 제작을 진행했다.

납땜을 손으로 하나하나 다 해야하기때문에 엄청난 작업량을 보여준다.

집중을 엄청 해야 합선이 나지 않는다...

작업이 오래걸리고 손수 하는 작업이다보니 해당 과정은 비용이 비싸게 되는 원인 중 하나가 된다.

그래서 원래는 테스트보드로 끝내고 외부 치장에 힘쓰는게 저렴한데

해당 프로젝트의 경우 고전류로 인해 어쩔 수 없어서 이 작업이 추가된 케이스이다...

이렇게 핀헤더 고정 소켓을 만들어 줌으로써,
향후 아두이노 보드나 제어 컨트롤러 모듈이 망가져도 교체를 쉽게할 수 있게 제작하였다.

스테핑 모터 커넥터를 포인트를 주기위해 노란색 핀으로 제작하였다.

아두이노 보드를 꽂아주고, 나머지 배선들도 하나씩 추가해주었다.

뒷면을 보면 복잡하게 되어있는데,
에나멜 동선을 이용해서 배선작업을 해주었다.

에나멜 동선은 허용전류도 괜찮기도 하지만, 합선 위험이 적기에 많이 사용한다.

하지만 겉의 보호막을 녹여내는 작업이 쉽지않고 오래걸리기 때문에 난이도가 있는 작업이다.

 

그렇게 해서 완성된 작품

정상적으로 작동되는지 3시간 연속 테스트도 진행하였고,

발열에는 문제가 없는지

예상치 못한 문제가 발생하지는 않는지 

장기간 테스트를 거쳐 문제 파악을 했고, 문제가 없음을 확인하면 의뢰자께 제품을 발송하게 된다.
(한 번뿐인 졸업작품, 망쳐서는 절대 안되니깐,,!)

 

작동이 정상적으로 되는 것을 확인했으니,
최대한 배선들 정리 작업을 진행하였다.

 

배선이 떨어지지 않게 글루건으로 안보이는 면에 고정을 해주었다.

 

PCB는 최대한 깔끔하게 작업이 진행되었고,

발열 관리를 위해서 고품질 방열판을 달아주었다.

 

보통은 에나멜 동선으로 작업하지만

전류 관련한 중요 배선은 색이 들어가 있는 전선을 사용해주었다.

이렇게 해야 나중에 A/S를 할 일이 있을때 빠르게 대처도 가능하고,
혹시 다른 전문가가 봐도 파악을 빠르게 하고, 
누구한테든 A/S 가 가능하기에 이렇게 작업하는 것이 정석이라 할 수 있겠다.

선을 연결하고 고정하고 길이조절하고 이 과정을 다 직접 손으로 해야한다...

 

혹시나 이동 중에, 사용 중에 충격으로 배선이 엉키거나 떨어지지 말라고
센서 관련한 중요한 부분은 납땜으로 고정시켜놓았다.

그리고 최종으로 너무 길었던 전선들을 묶어서 잘 정리해주면 너저분한 배선들이 정리가 된다.

이제 이 이후는 의뢰자분의 마무리에 달려있다.

마무리까지 업체에 맡기면 아무래도 돈이 많이 드니깐...
업체 입장에서도 마무리를 담당하게 되면 잘 못되거나 의뢰자가 만족하지 못하면 문제가 생기기 때문에
이 부분은 돈 못받아도 되니, 의뢰자분께서 원하는 방향으로 마무리를 잘 지었으면 좋겠다는 생각이다.

https://www.youtube.com/watch?v=fv1Kt2g0F4E&feature=youtu.be

작동 영상이며, 들리는 소음은 막대 끝에 스펀지나 고무를 추가하여 해결가능한 부분으로 
의뢰자분께서 해결하신다고 하셨다.