3D 프린팅으로 만드는 컴팩트한 MIDI 드럼 키트

부품 및 소모품

부품	수량
Arduino UNO	1
Adafruit 표준 LCD 16x2 (흰색/파란색)	1
SparkFun 피에조 센서	1
Adafruit 힘 감지 저항 (FSR)	1
저항 10kΩ	1
저항 1MΩ	1
SparkFun 제너 다이오드 5.1V 1W	1
SparkFun 푸시버튼 스위치 12mm	1
슬라이드 스위치	1
TRS 소켓	1
USB-A to B 케이블	1
애플 라이트닝-USB 카메라 어댑터	1

필요 도구 및 장비

3D 프린터 (범용)
레이저 커터 (선택 사항)
납땜 인두 (범용)
원형 커터
육각 렌치, 커터 칼, 파이프 커터, 드라이버 드릴, 드릴 비트 9mm/10mm

앱 및 온라인 서비스

Arduino IDE

프로젝트 개요

아두이노 우노 기반의 미니멀 드럼 키트입니다. 이 인스트럭터블 페이지를 먼저 확인하세요.

피에조 센서와 전자 드럼의 단순한 원리, 그리고 MIDI라는 위대한 발명에 매료되어 패드 제작을 넘어 완전한 드럼 키트를 만들게 되었습니다.

두 가지 주요 제작 파트

3D 프린터와 두꺼운 종이로 만든 패드
아두이노 우노 기반 트리거-MIDI 컨버터

패드에서 나온 신호를 아두이노가 처리해 MIDI 신호로 변환하고, 이를 아이폰/노트북 등으로 전송해 소리를 냅니다. 스마트폰이나 PC 외 별도 전원 불필요.

필요 재료

도구

3D 프린터, 레이저 커터(옵션), 육각 렌치, 커터 칼, 원형 커터, 납땜 인두, 파이프 커터, 드라이버 드릴, 드릴 비트 9mm/10mm

소재

1mm 두꺼운 종이, PLA 필라멘트, 스펀지 폼 시트 5mm/10mm
MDF 2.5mm/5.5mm (옵션)
볼트/너트: M6-70mm, M6-50mm, M3-10mm, M3-15mm, M3-25mm, M2 나사
13mm 직경 스테인리스 파이프

드럼 하드웨어

메쉬 헤드 10인치/8인치
스네어 스탠드 (야마하 SS662 등)
하이햇 스탠드 (야마하 HS650A 등)
킥 페달 (야마하 FP7210A 등)
드럼 스틱

제작 단계

1단계: 3D 프린팅

모든 데이터는 Thingiverse 및 GitHub에 있습니다. 림은 Ver.2 사용. 인필 20%, 레이어 두께 0.3mm로 출력. 패드 제작에 레이저 커터 활용 가능. 벡터 파일 참조.

2단계: 조립

M3-10mm 볼트/너트로 부품 연결. 중앙 부품은 M3-15mm 또는 M3-25mm로 하단 고정.

3단계: 쉘 제작

쉘 높이 55mm. 55mm 폭 밴드 3개 제작. 길이는 패드 감쌀 길이보다 약간 길게. 하단 틈에 밴드 하나 넣어 원둘레 맞춰 자르기. 3번 반복 후 접착제로 겹쳐 붙이기. 마르면 메쉬 헤드 고정한 상태에서 9mm 소켓 구멍 뚫기. 버터플라이 너트 또는 직접 만든 튜닝 키 사용. 메쉬 헤드 고정엔 M6-70mm 볼트. 구멍 뚫은 후 메쉬 헤드 다시 분리해 피에조 장착.

4단계: 피에조 부착

스네어: 피에조 2개 사용. 빨간 선을 각각 팁과 링에, 검은 선은 둘 다 슬리브에 연결. 납땜 시 센서 플레이트 구멍으로 케이블 통과 필수. 헤드용 피에조(팁 연결)는 10mm 스펀지 폼으로 샌드위치: 아래 1개, 위 3개(원뿔 모양). 센서 플레이트 위에 올리기.

킥: 피에조 1개만 사용 → 팁만 활용. 센서 플레이트 불필요. 피에조 아래 스펀지 폼 2개. 센서를 중앙에서 벗어난 곳에 배치 (비터가 센서 직접 타격 시 아두이노가 강도 판단 불가).

하이햇: 킥과 동일 회로. 피에조 아래 10mm 스펀지 폼 1개.

주의: 피에조는 민감하므로 구부리거나 손상되지 않게 조심.

5단계: 10인치 스네어 패드 완성

림 센서 먼저 부착. 센서 플레이트 단단히 고정. 측면에서 원뿔 끝이 2-3mm 보이게. 8인치 패드를 스네어로 쓸 때도 동일 절차.

6단계: 8인치 킥 패드

13mm 스테인리스 파이프 절단: 200mm 2개, 365mm 2개. 길이 오차 허용. 사진 참고해 조립. 파이프 고정을 위해 M3 너트가 부품 내부에 들어가도록 설계. M3-15mm 볼트/너트로 단단히 고정.

7단계: 12인치 하이햇

두꺼운 종이로 쉘 제작 후 심벌 제작 아이디어. 300mm 직경 원 3개 자르기. 중심에서 노치 하나, 10mm 떨어진 평행 위치에 두 번째 노치 → 작은 입 벌린 팩맨 3개. 입 부분을 테이프로 조심히 닫아 심벌 모양 만들기. 접착제로 얇고 고르게 발라 겹쳐 붙이고 손으로 누른 뒤 무게 올려 건조. 소음 방지용 5mm 스펀지 넣고 구멍 뚫기 (구멍 지저분해도 숨겨짐). 센서 마운트와 케이블 가이드 양면테이프로 부착 (글루건 사용 권장).

8단계: 하이햇 컨트롤러

하이햇 열림/닫힘을 아두이노로 전송. 회로 단순. 3개 파츠 조합. 하단 파츠에 FSR 부착하고 소켓 고정. FSR은 구멍 뚫려도 작동. FSR 위에 10mm 스펀지 부착. 커버를 M3-10mm 볼트로 고정.

단순 HIGH/LOW만 필요한데 FSR 쓴 이유: 롤랜드/야마하 음원 모듈 대응, EZ DRUMMER 2 등 드럼 전용 음원에서 하이햇 열림 정도가 여러 단계로 나뉘는데 FSR이면 코드 수정으로 대응 가능 (미시도).

9단계: USB-MIDI 변환

USB 케이블만으로 아두이노에서 MIDI 신호 전송 → 추가 하드웨어 없이 아이폰 등이 아두이노를 MIDI 기기로 인식. 이 페이지와 GitHub 참조.

일반 아두이노 우노를 아이폰에 직결하면 "호환 안 됨" 오류. 아두이노 우노의 USB 칩(ATmega16U2) 펌웨어를 다시 써야 함. DFU 프로그래밍 가이드 따라 Arduino-usbserial-uno.hex 대신 dualMoco.hex 플래시:

sudo dfu-programmer atmega16u2 flash dualMoco.hex

재작성 후 아두이노가 MIDI 기기로 인식. 사진처럼 핀 쇼트 시 일반 아두이노로, 쇼트 안 하면 MIDI 기기로 인식. 아두이노 IDE로 코드 쓸 땐 핀 쇼트 필요.

10단계: 트리거-MIDI 컨버터 (실드 제작)

아두이노 우노와 실드가 박스 안에. 프리칭 회로도 참조. 다이오드는 보호용이나 아두이노에 보호 회로 있어 생략 가능할 수도. 케이스/커버 3D 모델 출력 후 실드 제작. 커버도 3D 모델 있으나 레이저 커터로 제작함. 취향껏 선택.

11단계: GarageBand로 연주

GarageBand 실행하고 연결만 하면 됨. 어려운 설정 없음. PC용 DAW도 다수 사용 가능. 그중 Hydrogen은 무료에 사운드 추가 가능.

12단계: 설정 조정

코드 수정 대신 아두이노만으로 값 변경 가능하게 구현. 디버깅용이라 불필요한 항목도 있으나, 피에조/패드 크기/스펀지 경도에 따라 설정 필요.

INC/DEC 버튼으로 악기 선택, NEXT/BACK으로 설정 항목 선택, EDIT 눌러 값 변경 후 다시 EDIT로 확정. 영상 후반부 참조.

THRESHOLD: 소리 나오는 최소값
SENSITIVITY: 센서 감도. 낮추면 약하게 쳐도 높은 벨로시티
NOTE: 노트 번호. 변경으로 악기 변경. 이미지 참조
FLAG: 타격 종료 판단값. 1~10 권장. 너무 높으면 한 번 치는데 두 번 소리, 너무 낮으면 연타 시 소리 누락
SCAN TIME: 임계값 초과 후 몇 ms 동안 피크 탐색. 변경 불필요
HEAD/RIM: 림 감도. 올리면 림 소리 내기 어려움. 너무 낮으면 헤드 칠 때 림 소리 남. 헤드/림 판별 로직 개선 필요할 수 있음
PEDAL VELO: 페달 벨로시티 고정. 초기값 100. 취향껏 변경
MASK TIME: FLAG 관련. 변경 불필요. 올리면 연타 시 소리 안 날 수 있음

13단계: Fusion 360 데이터

치수 변경 필요 시 STL 수정 어려우니 Fusion 360 원본 데이터 활용. 시행착오 중 편집돼 히스토리 기능 의존 비추천.

추가 자료

추가 단계는 인스트럭터블에. 상세 제작 과정은 블로그에 공개. 궁금한 점 자유롭게 질문 주세요. 즐거운 제작 되세요!

코드

Hello Drum v2 (수정: 2019/12/05, George Brotherston)

/* Drum MIDI Controller
   Created: 28/06/2017 by Ryo Kosaka as "HELLO DRUM" Ver.1.0
   Modified: 05/12/2019 by George Brotherston */
#include 
#include 

// 변수 선언
boolean bSnareFlag = false, bHihatFlag = false, bKickFlag = false, bPedalFlag = false;
boolean bButtonState = true, bButtonState_set = true;
int iUPDOWN = 0, iNEXTBACK = 0;

// 악기별 설정 배열: {threshold, sensitivity, note, flag, velocity, iPeakValue}
int aSNARE[6] = {150, 950, 38, 3, 0, 0};
int aSNARE_RIM[6] = {5, 500, 37, 3, 0, 0};
int aHIHAT[6] = {100, 800, 46, 1, 0, 0};
int aHIHAT_CLOSE[6] = {100, 800, 42, 1, 0, 0};
int aKICK[6] = {200, 700, 36, 1, 0, 0};
int aHIHAT_PEDAL[4] = {600, 0, 44, 0}; // {scantime, snare/rim, pedalVelocity, masktime}
int aSETTING[4] = {4, 500, 100, 1};

// LCD 핀: rs=12, en=11, d4=5, d5=4, d6=3, d7=2
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE();

void setup() {
  MIDI.begin(10);
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.print("INITIALIZING...");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("DRUM MIDI CONTROLLER");
  pinMode(6, INPUT_PULLUP); // Set
  pinMode(7, INPUT_PULLUP); // Up
  pinMode(8, INPUT_PULLUP); // Down
  pinMode(9, INPUT_PULLUP); // Next
  pinMode(10, INPUT_PULLUP); // Back
}

void loop() {
  // 버튼 읽기
  int iButton_set = digitalRead(6);
  int iButton_up = digitalRead(7);
  int iButton_down = digitalRead(8);
  int iButton_next = digitalRead(9);
  int iButton_back = digitalRead(10);
  
  // 피에조/FSR 읽기
  int iPiezoValue_A0 = analogRead(A0); // 스네어 헤드
  int iPiezoValue_A1 = analogRead(A1); // 스네어 림
  int iPiezoValue_A2 = analogRead(A2); // 하이햇
  int iPiezoValue_A3 = analogRead(A3); // 킥
  int iFSRValue_A4 = analogRead(A4);   // 하이햇 페달

  // ... (편집 모드 및 센서 처리 로직 생략 - 원본 코드 참조) ...
  // 전체 코드는 GitHub 또는 첨부 파일에서 다운로드 가능
}

전체 코드는 원본 프로젝트 페이지 또는 GitHub에서 다운로드하세요.

회로도

Fritzing 파일: circuit_nZotR7rJMM.fzz

고성능 아두이노 기상 관측용 데이터 로거 제작 가이드 DHT11 온습도 센서와 블링크(Blynk)로 원격 모니터링하기 - 아두이노 단계별 튜토리얼

제조공정

3D 프린팅

자동화 제어 시스템

산업기술