OscPocketO – 컴팩트한 아두이노 신디사이저 & 드럼 머신

부품 및 소모품

아두이노 우노 (Arduino UNO)	×1
오디오 잭 (암, 3.5mm)	×1
암-암 점퍼 와이어 (Female/Female Jumper Wires)	×2
수-수 점퍼 와이어 (Male/Male Jumper Wires)	×2

필요한 도구 및 장비

• 납땜 인두 (일반)

프로젝트 소개

최신 코드와 조립 가이드 다운로드: https://oscillator.se/arduino

휴대용 음악 제작 기기들로부터 영감을 받아, 훌륭한 Mozzi 라이브러리를 공부했습니다. 여러 신디사이저와 드럼 머신을 만들고 템포로 동기화할 수 있다면 어떨까? 그렇게 OscPocketO가 탄생했습니다. 아두이노와 LCD 키패드만 사용하는 휴대용 음악 스튜디오입니다.

조작 방법

• SELECT 버튼: 모드 전환
• UP 버튼: 값 증가
• DOWN 버튼: 값 감소
• LEFT / RIGHT 버튼: 커서 이동

아두이노 내장 LED는 OscPocketO가 음을 재생할 때마다 깜빡입니다.

주의: OscPocketO를 가정용 오디오에 직접 연결하면 과부하가 걸릴 수 있습니다! 헤드폰이나 믹서를 사용하세요.

LCD 디스플레이가 이상해지면 Tools 메뉴를 반복해서 지나가면 LCD가 리셋됩니다.

OscPocketO 신디사이저

모드 설명

• START: 시퀀서 시작/정지
• SYNC: 동기화 모드 설정
  • NONE: 동기화 신호 수신/송신 안 함
  • INT (Internal): 내부 클럭 사용, 동기화 신호 송신 (Conductor 모드)
  • EXT (External): 외부 신호로 제어, 동기화 신호는 여전히 송신 (Player 모드)
• PATTERN: 현재 패턴 선택
• EDIT: 현재 패턴 편집. 음표는 1소절(16분음표 × 16) 기준으로 MIDI 값으로 저장
• STATE: 음표 상태 편집: X = 켬, O = 끔
• TEMPO: 시퀀서 템포 설정
• GATE: 재생 게이트 길이 설정 (16분음표의 백분율)
• SHIFT: 트랜스포즈(UP/DOWN) 및 시퀀스 시프트(LEFT/RIGHT)
• WAVEFORM: 제1 오실레이터 파형: SIN(사인), TRI(삼각), SAW(톱니), SQUARE(사각)
• ATTACK: 어택 타임 설정 (ms)
• RELEASE: 릴리즈 타임 설정 (ms)
• FILTERMODE: 로우패스 필터 컷오프 변조 모드
  • FIXED: 변조 없음, 컷오프와 레조넌스 값 사용
  • RANDOM: 0부터 컷오프 값까지 랜덤 변조
  • SLOW: 약 4소절 주기로 0~255 변조, 컷오프 값 변경
  • FAST: 약 1소절 주기로 0~255 변조, 컷오프 값 변경
• CUTOFF: 필터 컷오프 주파수 (0~255)
• RESONANCE: 필터 레조넌스 (0~255)
• WAVEFORM2: 제2 오실레이터 활성화 및 파형: NONE(끔), SIN, TRI, SAW, SQUARE
• DETUNE2: 제2 오실레이터 디튠 (Hz 단위, 제1 오실레이터 주파수에 가산)
• PLAY: 키보드 모드. 시퀀서 정지, 현재 패턴의 첫 4개 음표를 LEFT, UP, DOWN, RIGHT에 매핑
• TOOLS: 유틸리티 (UP으로 활성화)
  • S: 신디사이저 설정과 패턴을 EEPROM에 저장 (전원 차단 후 복구 가능)
  • L: EEPROM에서 설정과 패턴 불러오기
  • R: 랜덤 패턴 생성
  • B: 현재 음표 기반 베이스라인 패턴 생성
  • C: 현재 패턴을 다음 패턴 위치로 복사

OscPocketO 드럼

Mozzi 라이브러리 덕분에 가상 아날로그 신디사이저로 생성된 5가지 동시 사운드를 재생: 킥, 스네어, 하이햇, 클랩, 크래시.

모드 설명

• START: 시퀀서 시작/정지
• SYNC: 신디사이저와 동일 (NONE/INT/EXT)
• PATTERN: 현재 패턴 선택
• EDIT: 현재 패턴 편집. 음표 값은 각 사운드에 해당하는 값을 더해 구성:
  • Kick = 1
  • Snare = 2
  • Hihat = 4
  • Clap = 8
  • Crash = 16
  • Tom = 32

  예: 값 17 = Kick(1) + Crash(16) 동시 재생

• TEMPO: 시퀀서 템포 설정
• GATE: SYNC OUT 신호 게이트 길이 (16분음표의 백분율)
• EDITKICK: 킥 주파수, 릴리즈 타임, 슬로프(주파수 하강 속도) 설정
• EDITSNARE: 스네어 주파수, 릴리즈 타임, 슬로프 설정
• EDITHIHAT: 하이햇 주파수(계단식 값)와 릴리즈 타임 설정
• EDITCLAP: 클랩 릴리즈 타임 설정
• EDITCRASH: 크래시 릴리즈 타임 설정
• EDITTOM: 탐 주파수, 릴리즈 타임, 슬로프 설정
• PLAY: 솔로 모드. LEFT=킥, UP=스네어, DOWN=탐, RIGHT=크래시
• TOOLS: 유틸리티 (UP으로 활성화)
  • S: 패턴을 EEPROM에 저장
  • L: EEPROM에서 패턴 불러오기
  • R: 랜덤 패턴 생성
  • B: 현재 음표 기반 반복 패턴 생성
  • C: 현재 패턴을 다음 패턴 위치로 복사

여러 OscPocketO 기기 동기화

한 대는 Conductor(지휘자)가 되어야 하며, 나머지 Player(연주자)들에게 동기화 데이터를 보냅니다.

1. 설정

• 모든 OscPocketO의 GND(그라운드) 연결. 적절한 케이블 제작 방법은 조립 가이드 참조.
• Conductor: Start: Stop → Sync: Internal
• Player(s): Start: Stop → Sync: External → Start: Play (순서 중요!)
• Conductor의 SYNC OUT → 첫 번째 Player의 SYNC IN 연결
• 여러 Player인 경우: 첫 Player의 SYNC OUT → 두 번째 Player의 SYNC IN, 이런 식으로 연결

2. 연주

• Conductor: Start: Play
• 모든 OPO에서 사운드 조절과 패턴 전환 가능. 템포 변경은 Conductor에서만 가능.

하드웨어 제작

1. LCD 키패드 실드

LCD 키패드 실드를 장착하기 전에, 실드의 D10 핀이 아두이노 D10에 연결되지 않도록 해야 합니다. D10은 보통 LCD 백라이트 제어용이지만, 우리는 오디오 출력용으로 D10을 사용합니다.

• 실드의 D10 핀을 90도 구부려 아두이노 소켓에 들어가지 않게 합니다.
• 이제 LCD 키패드 실드를 장착합니다.

실드를 통한 연결:

• LCD: D4, D5, D6, D7, D8, D9
• 버튼: A1

RST(리셋) 버튼은 아두이노를 재시작하며 소프트웨어에서 사용하지 않습니다.

2. 오디오 잭

오디오 잭을 아두이노 D10과 GND에 연결합니다. Mozzi 라이브러리는 기본적으로 D9를 사용하지만, LCD 실드가 D9를 사용하므로 Mozzi 라이브러리 수정이 필요합니다(소프트웨어 섹션 참조).

• 오디오 잭의 '팁'(신호)에 유색 와이어 납땜, '슬리브'(GND)에 검은 와이어 납땜
• 유색 와이어 → 아두이노 D10 (실드 뒷면의 D10 납땜 점 활용)
• 검은 와이어 → 실드 상단의 아두이노 GND

3. 동기화 입/출력

암-암 패치 케이블을 반으로 자르고, 한쪽은 D11(SYNC IN), 다른 한쪽은 D12(SYNC OUT), 나머지 하나는 GND에 납땜합니다.

4. 케이스에 장착

내구성을 위해 OscPocketO를 케이스에 넣고 케이블과 오디오 잭을 고정합니다.

5. 동기화 그라운드용 케이블 제작

긴 수-수 패치 케이블의 중간 피복을 벗기고 잘린 수 케이블을 납땜해 3개(또는 그 이상) 단자가 모두 연결되게 합니다.

소프트웨어 설치

Mozzi 라이브러리 설치 및 설정

1. Mozzi 라이브러리 다운로드 및 설치: https://sensorium.github.io/Mozzi/download/
2. 아두이노 라이브러리 설치 방법 참고: Arduino Libraries Guide
3. 기본적으로 Mozzi는 D9에 출력하지만, D9는 LCD 실드가 사용하므로 D10으로 변경해야 합니다.
4. Mozzi 라이브러리 폴더에서 AudioConfigStandardPlus.h를 텍스트 에디터로 엽니다.
5. 다음 4줄에서 A↔B를 서로 바꿉니다:

   // Used internally. If there was a channel2, it would be OCR1B.
   #define AUDIO_CHANNEL_1_OUTPUT_REGISTER OCR1B
   #define AUDIO_CHANNEL_2_OUTPUT_REGISTER OCR1A
   (...)
   #define AUDIO_CHANNEL_1_PIN TIMER1_B_PIN //defined in TimerOne/config/known_16bit_timers.h
   #define AUDIO_CHANNEL_2_PIN TIMER1_A_PIN

OscPocketO 스케치 설치

시도할 버전 선택: 신디사이저(code_synth/code_synth.ino) 또는 드럼(code_drums/code_drums.ino). 아두이노 IDE에서 열고 업로드합니다.

코드

• 신디사이저 및 드럼 머신 코드

아두이노

미리보기 불가 (다운로드만 가능).

회로도