눈에 보이지 않는 전파를 빛으로 시각화!

라디오파 스펙트럼을 시각화하는 장치를 제작하여 눈에 보이지 않는 전파를 빛으로 표현함

소프트웨어 정의 라디오(SDR)와 유연한 LED 스트립을 활용하여 하드웨어 구성 및 제어 방법을 설명함

라즈베리 파이(Raspberry Pi)를 이용한 신호 처리 및 LED 제어 로직 구현 과정을 상세히 보여줌

2.4GHz 및 5GHz Wi-Fi 대역의 활동을 실시간으로 시각화하여 전파의 동적인 변화를 포착함

하드웨어 구성: SDR과 LED의 결합

영상에서는 HackRF One SDR을 사용하여 1MHz부터 6GHz까지의 넓은 주파수 대역을 탐색하는 하드웨어 기반을 마련했습니다. 이 SDR은 소프트웨어 정의 라디오(Software Defined Radio)로서, 특정 주파수뿐만 아니라 다양한 무선 신호를 수신하고 처리할 수 있는 유연성을 제공합니다. 수신된 신호는 LED 스트립을 통해 시각화되는데, 이는 눈에 보이지 않는 전파의 활동을 빛의 형태로 표현하는 핵심 요소입니다.

LED 스트립 제작 및 제어

제작자는 유연한 LED 스트립을 사용하여 약 64개의 광원을 배열하고, 각 LED의 밝기를 개별적으로 제어하는 시스템을 구축했습니다. 이 LED 스트립은 2개의 회로 기판으로 나뉘어 제어되며, 각 기판은 16개의 LED를 담당합니다. 100mW의 전력으로 구동되는 각 LED는 130루멘(Lumen)의 밝기를 내어, 전파의 활동 강도를 시각적으로 강렬하게 표현합니다. 이는 전파의 활동성을 직관적으로 보여주기 위한 의도적인 설계입니다.

소프트웨어 로직: 실시간 전파 시각화

핵심 소프트웨어 로직은 라즈베리 파이(Raspberry Pi)를 통해 구현됩니다. 이 프로그램은 Wi-Fi 및 블루투스 장치들이 사용하는 2.4GHz와 5GHz 대역의 신호 강도를 실시간으로 측정합니다. 측정된 신호 강도는 10ms 간격으로 샘플링되어 LED 스트립의 각 LED 밝기에 반영됩니다. 이를 통해 사용자는 주변의 무선 통신 활동이 어떻게 빛으로 나타나는지 실시간으로 관찰할 수 있습니다.

예상치 못한 결과: LED의 소리 발생

제작 과정에서 예상치 못한 흥미로운 현상이 발견되었습니다. LED 스트립의 작은 코일이 빠른 전류 변화로 인해 미세하게 진동하며 소리를 발생시키는 것입니다. 이 소리의 주파수는 LED의 밝기 및 스위칭 빈도와 연관되어, 시각적 표현과 함께 청각적 피드백까지 제공하는 독특한 경험을 선사합니다. 이는 전파의 동적 특성이 다양한 감각으로 인지될 수 있음을 보여줍니다.

실제 환경에서의 전파 활동 시각화

영상 후반부에서는 제작된 장치를 실제 환경에 설치하여 다양한 무선 장치들의 활동을 시각화합니다. 낮에는 비교적 잔잔하던 빛이 저녁이 되면서 사람들이 귀가하고 기기를 사용함에 따라 점차 강렬해집니다. 특히 고화질 비디오 스트리밍과 같은 활동은 강력한 전파 신호를 발생시켜, 마치 빛의 폭풍처럼 장치 전체를 뒤덮습니다. 이는 일상 속 무선 통신량의 변화를 생생하게 보여줍니다.