작은 보드 두 개, 전선 여섯 개, 그리고 USB 케이블. 이것이 바로 이 DIY 버전의 LTEK 오디오 싱크 센서를 구성하는 하드웨어입니다. 라벨이 붙은 연결부 몇 군데를 납땜하는 데 익숙하다면, 저희가 StepMania LTEK 테스트에 사용했던 것과 동일한 RP2040-Zero 및 INMP441 구성을 직접 제작할 수 있습니다.
나만의 LTEK 오디오 싱크 센서 만들기
이 센서는 StepMania가 소리가 플레이어의 위치에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정하는 데 도움을 줍니다. 게임이 일련의 테스트 소리를 재생하면 센서가 이를 감지하고, 게임은 오디오 타이밍 보정치를 계산합니다. 이 기능은 오디오를 보정할 뿐, 영상은 보정하지 않습니다. 디스플레이 타이밍은 여전히 별도로 조정해야 합니다.
이 센서는 저희 소프트웨어 페이지에서 다운로드할 수 있는 무료 Windows 베타 버전인 ‘StepMania 5 LTEK Edition’과 호환됩니다. 이 가이드에서 사용하는 펌웨어 이미지와 배선도 등 두 가지 다운로드 파일도 모두 해당 페이지에 게시되어 있습니다.
테스트된 버전을 빌드하세요. 이 가이드에서는 기존 하드웨어, 배선 및 펌웨어를 변경하지 않습니다. Waveshare RP2040-Zero와 개방형 음향 포트가 있는 INMP441 I²S 마이크 모듈을 사용하십시오. 아래에서 다운로드할 수 있는 펌웨어는 새로운 실험용 빌드가 아닌, 정상 작동하는 두 대의 테스트 센서에 사용된 것과 정확히 동일한 참조 이미지입니다.
기성품 센서를 선호하시나요? LTEK는 LTEK 오디오 싱크 센서의 완전 조립형 버전도 개발 중이며, 이 제품은 곧 iAmats.com에서 구매할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이 DIY 가이드는 직접 조립하고 싶은 분들을 위한 것입니다. 가격과 출시일은 아직 발표되지 않았습니다.
미국에서 무엇을 사야 할까?
| 부분 | 확인할 사항 | 수량 |
|---|---|---|
| 컨트롤러 | USB-C 및 BOOT/RESET 버튼이 탑재된 Waveshare RP2040-Zero | 1 |
| 마이크 | INMP441 I²S 브레이크아웃, VDD, GND, SCK, WS, SD 및 L/R 연결 단자 포함 | 1 |
| 전선 | 얇은 절연 연결선, 연결부당 약 2–4인치 | 6개 |
| USB 케이블 | 충전 전용 케이블이 아닌 USB 데이터 케이블 | 1 |
| 인클로저 | 비전도성 재질로 제작되었으며, 케이블의 소음 및 장력 완화를 위한 개구부가 있음 | 선택 사항 |
또한 얇은 노즐이 달린 납땜 인두, 납, 플럭스, 멀티미터도 필요합니다. 표면 실장 조립이 필요한 MEMS 칩만 따로 구매하지 말고, 마이크 브레이크아웃 보드 전체 세트를 구입하세요.
아마존, 지역 전자제품 매장, 또는 알리익스프레스
자신에게 맞는 쇼핑 경로를 선택하세요. Amazon.com은 판매자와 배송 일정을 비교하기에 편리한 곳입니다. 지역 전자제품 매장이나 메이커 샵을 이용하면 정확한 모듈에 대해 문의할 수 있고, 직접 구매할 때는 마이크 구멍을 확인해 볼 수도 있습니다. 배송 기간을 충분히 확보할 수 있고 판매자가 올린 사진을 꼼꼼히 확인할 수 있다면 AliExpress도 또 다른 선택지가 될 수 있습니다.
| 쇼핑할 곳 | RP2040-Zero | INMP441 마이크 |
|---|---|---|
| Amazon.com | Waveshare RP2040-Zero 찾기 | INMP441 I²S 모듈 찾기 |
| 미국 전자제품 공급업체 | RobotShop 미국 온라인 스토어 | Vetco Electronics 또는 ShillehTek |
| 알리익스프레스 | Waveshare RP2040-Zero 찾기 | INMP441 I²S 모듈 찾기 |
아마존 및 알리익스프레스 링크를 클릭하면 LTEK에서 승인한 특정 상품이 아닌 검색 결과가 표시됩니다. 가장 먼저 나타나는 비슷해 보이는 보드가 아니라, 아래에 설명된 정확한 부품을 선택하십시오. 판매자, 발송지, 예상 배송 기간, 반품 정책, 그리고 보드 양면 사진을 꼼꼼히 확인하십시오. 마켓플레이스 이름이나 “호환 가능”이라는 표기만으로는 올바른 마이크가 장착되었거나 사운드 포트가 개방되어 있음을 보장하지 않습니다. 알리익스프레스 주문은 해외 배송이 가능할 수 있으므로, 배송 옵션을 비교하기 전에 배송지를 미국으로 설정하십시오.
Waveshare RP2040-Zero
아마존, 알리익스프레스 또는 전자 부품 공급업체에서 헤더가 없는 Waveshare RP2040-Zero(제조사 부품 번호 20187)를 찾아보세요. 구체적인 공급업체 목록을 확인하려면, RobotShop의 미국 스토어에서 SKU RB-Wav-359로 판매되고 있습니다. 헤더가 없는 버전은 짧은 전선을 보드에 직접 납땜하기에 편리합니다. 결제 시 재고, 발송지 및 배송 기간을 확인하시기 바랍니다. 미국 스토어에 등록되어 있다고 해서 반드시 미국 내 창고에서 배송되는 것은 아닙니다.
Waveshare 제품 설명서를 참고하여 보드를 확인하십시오. Raspberry Pi Zero, RP2040-PiZero, Pico 2 또는 외관이 유사한 컨트롤러로 대체하지 마십시오. 풀사이즈 Raspberry Pi Pico는 이 빌드에 그대로 대체하여 사용할 수 없습니다. 표준 헤더에 GP29 핀이 노출되어 있지 않으며, LED 배열도 다르기 때문입니다. 이 다운로드 파일은 RP2040-Zero 전용입니다.
INMP441 마이크 모듈
ShillehTek은 미국에서 직접 배송되는 INMP441 I²S 마이크 모듈을 판매하고 있습니다. 해당 상품 설명에는 “미국에서 배송”이라고 명시되어 있습니다. 또 다른 미국 내 구매 옵션으로는 Vetco의 INMP441 모듈(SKU TEA-7491)이 있습니다. 주문하기 전에 현재 재고 상황과 배송 정보를 확인하시기 바랍니다.
이는 구매 관련 정보일 뿐, LTEK이 모든 판매자의 현재 생산분을 테스트했다는 주장은 아닙니다. 상품 설명이 모호한 경우, 제품의 양면이 선명하게 찍힌 사진과 마이크 부품에 대한 확인을 요청하십시오. 저희에게 필요한 것은 디지털 I²S 출력을 지원하는 INMP441이며, 아날로그 사운드 감지기, PDM 마이크 또는 구체적으로 명시되지 않은 “호환 가능한” 대체품은 아닙니다. 기판 색상은 신뢰할 수 있는 식별 기준이 아닙니다.
그 작은 구멍은 겉보이는 것보다 훨씬 더 중요합니다
구매하기 전에 마이크 보드의 밑면을 꼼꼼히 살펴보세요. 마이크의 사운드 포트 바로 아래, 일반적으로 이 유형의 브레이크아웃 중앙 부근에 눈에 띄고 막힘 없는 음향 개구부가 반드시 있어야 합니다. 납땜으로 채워진 비아, 일체형 PCB, 접착제 또는 테이프는 해당 개구부를 대체할 수 있는 적절한 대안이 아닙니다. 개구부가 막힌 보드는 감도가 현저히 떨어질 수 있으며, 보정음을 감지하지 못할 수도 있습니다.
INMP441은 하단 포트형 마이크로폰으로, 소리는 금속 패키지 하단에서 유입됩니다. 따라서 브레이크아웃 보드에는 PCB를 관통하는 막힘 없는 통로가 필요합니다. 패키지 및 음향 포트에 대한 자세한 내용은 TDK INMP441 데이터시트를 참조하십시오. 가장자리 주변의 더 큰 구멍들은 전기 연결용이며, 마이크로폰의 음향 입구가 아닙니다.
사운드 개구부가 보이지 않는 경우, 주문하기 전에 판매자에게 문의하십시오. 보드가 배송되었을 때 개구부가 막혀 있다면 교체하십시오. 마이크가 장착된 보드에 구멍을 뚫거나 포트에 바늘을 찔러 넣지 마십시오. 먼지, 금속 부스러기, 압력으로 인해 MEMS 소자가 손상될 수 있습니다. 케이스에 보드를 장착할 때 개구부를 가리지 마십시오. 개구부가 깨끗하게 노출되어 있어야 하지만, 이것만으로는 모듈이 정품이거나 정상적으로 작동한다는 것을 증명하지는 않습니다.
펌웨어 다운로드
당사의 정상 작동 중인 센서에 사용된 것과 동일한 펌웨어
하드웨어: RP2040-Zero + INMP441, 아래 그림과 정확히 동일하게 배선됨.
빌드 식별자: reference-original45s, 정상 작동하는 두 센서 모두에 변경되지 않은 바이너리가 사용됨.
SHA-256:2c992bb490e6634698a88513bac9ebc97d73617fb57b74c311fa36d18c30f1f2
이 펌웨어는 현재 LTEK 베타 버전에서 사용되는 참조 펌웨어입니다. 이는 인증된 절대 시간 정확도를 보장하거나 모든 마이크 모듈과의 호환성을 보장하는 것은 아닙니다. 공개 소스 코드 패키지와 관련 라이선스 정보는 준비되는 대로 별도로 링크될 예정입니다.
마이크를 연결하기 전에 먼저 RP2040-Zero만 단독으로 시작해 보세요. BOOT 버튼을 누른 상태에서 보드를 컴퓨터에 연결한 후 버튼을 놓으세요. RPI-RP2라는 이름의 드라이브가 나타날 것입니다. 다운로드한 .uf2 파일을 해당 드라이브에 복사하세요. 보드가 재부팅되면 드라이브가 사라지는데, 이는 정상적인 현상입니다. 그런 다음 납땜 작업을 시작하기 전에 USB 케이블을 분리하십시오. Waveshare는 RP2040-Zero 가이드에서 이 로딩 방법을 설명하고 있습니다.
드라이브가 인식되지 않나요? 정상 작동이 확인된 USB 데이터 케이블과 다른 USB 포트를 사용해 보세요. 이 파일을 댄스 패드, 릴레이 테스터 또는 기타 장치를 제어하는 보드에는 절대로 복사하지 마세요. 센서용으로는 전용 RP2040-Zero를 사용하세요.
6개의 전선을 이용해 보드를 연결하세요
이것은 논리적 배선도일 뿐, 각 모듈의 패드 배치를 나타낸 것이 아닙니다. 보드에 인쇄된 라벨을 따르십시오. GP는 GPIO 번호를 의미하며, 핀의 위치를 나타내는 것이 아닙니다.
| RP2040-제로 패드 | INMP441 패드 | 용도 |
|---|---|---|
| GP29 | VDD 또는 VCC | 펌웨어로 제어되는 마이크 전원 |
| GND | GND | 공통 접지 |
| GP1 | L/R | 펌웨어로 제어되는 좌측 채널 선택 |
| GP2 | SCK 또는 BCLK | 비트 클럭 |
| GP3 | WS, LRCLK 또는 LRCL | 프레임 클럭 |
| GP28 | SD 또는 DOUT | 프로세서로 전송되는 마이크 데이터 |
마이크로폰의 VDD를 5V에 절대 연결하지 마십시오. 테스트를 거친 이 설계에서 VDD는 GP0, VBUS 또는 상시 전원이 공급되는 3V3 패드가 아닌 GP29에 연결됩니다. GP29를 3V3에 연결하지 마십시오. 펌웨어는 측정 시에만 마이크로폰 전원을 켭니다.
이 GPIO 전원 공급 방식은 증폭기나 조명이 추가되지 않은 , 단순하고 저전력인 INMP441 모듈 하나에 적용되는 것입니다. 해당 핀을 통해 다른 장치에 전원을 공급하지 마십시오. 이 모듈에는 이미 로컬 전원 디커플링이 포함되어 있어야 합니다. TDK는 마이크 근처의 VDD와 GND 사이에 0.1 µF(100 nF) 커패시터를 사용할 것을 명시하고 있습니다. 추측에 의한 해결책으로 이 GPIO 전원 공급 회로에 대용량 커패시터를 추가하지 마십시오. TDK 전원 공급 권장 사항.
USB를 분리한 상태에서 한 번에 한 가닥씩 전선을 납땜하십시오. 전선 길이는 짧게 유지하고 마이크의 금속 케이스가 달아오르지 않도록 주의하십시오. 소리 유입구를 막지 않도록 노출된 연결 부위를 절연 처리하십시오. 어린이가 도와주는 경우, 납땜 작업은 성인이 직접 수행해야 합니다.
이 파일은 PCB 제조 설계가 아닌, 두 개의 기성 모듈 간의 연결 관계를 설명합니다. 심볼이 포함되어 있습니다. XML과 6개의 연결은 이미 확인되었으나, 파일을 열고 EAGLE에서 ERC를 실행할 때는 여전히 별도의 검증이 필요합니다.
전원을 연결하기 전에 작업을 다시 한 번 확인하세요
USB를 분리한 상태에서 표를 참고하여 각 전선을 확인하십시오. 멀티미터를 사용하여 연속성을 확인하고, 인접한 패드 간, 특히 전원 및 접지 간에 단락이 있는지 확인하십시오. 전원이 공급된 회로에서는 저항을 측정하지 마십시오. 연결 후 어느 한쪽 보드가 눈에 띄게 뜨거워지면 즉시 플러그를 뽑고 조립 상태를 점검하십시오.
작은 플라스틱 케이스가 회로판을 금속 표면과 의도치 않은 단락으로부터 보호해 줍니다. 마이크 구멍은 막히지 않게 하고, LED가 잘 보이도록 하며, USB 케이블을 단단히 고정하여 당겼을 때 배선이 뽑히지 않도록 하십시오.
첫 번째 오디오 보정 실행하기
완성된 센서를 호환되는 StepMania LTEK 베타 버전이 실행 중인 컴퓨터에 연결하세요. ‘옵션’ → ‘오디오 및 비디오 동기화’ → ‘LTEK 오디오 동기화 센서 사용’을 선택하세요. 센서가 연결되지 않은 상태에서는 자동 동기화 옵션이 표시되지만 비활성화되며, 수동 보정은 계속 사용할 수 있습니다.
센서를 연주할 때 귀가 위치할 곳 근처에 놓으세요. 첫 번째 테스트 시에는 편안한 수준의 일반적인 연주 음량을 설정하고 다른 소리는 끄세요. 게임이 자동으로 청취 세션을 시작합니다. 보정 시 BOOT 버튼을 누르고 있을 필요는 없습니다. BOOT 버튼은 펌웨어를 불러오는 데 사용됩니다.
게임에서 신호 레벨을 테스트하고 측정을 완료하도록 하세요. 결과를 확인하고 미리 보기를 한 후 ‘저장 및 완료’를 선택하면 설정이 저장되고 메인 메뉴로 돌아갑니다. 센서는 영상 타이밍을 자동으로 조정하지 않습니다.
센서 위치, 볼륨 또는 오디오 출력을 변경하지 않은 상태에서 측정을 두세 번 반복하십시오. 결과는 비슷해야 합니다. 결과가 크게 달라진다면, 단순히 가장 좋아 보이는 수치를 선택하기보다는 음향 개구부, 배선, 마이크 품질 및 오디오 설정을 확인해 보십시오. TV, 스피커 또는 오디오 연결을 변경한 후에는 재보정하십시오. 고정된 오프셋만으로는 지속적으로 변화하는 블루투스 지연 시간을 완전히 제거할 수 없습니다.
문제 해결
| 보이는 내용 | 확인할 사항 |
|---|---|
| RPI-RP2 드라이브 없음 | 연결 시 BOOT 버튼을 누른 상태로 유지하십시오. 다른 데이터 케이블과 USB 포트를 사용해 보십시오. |
| 게임에서 센서를 인식하지 못합니다 | 펌웨어를 올바르게 설정하고, RP2040-Zero 보드를 사용하며, 호환되는 게임 버전을 확인한 후 USB를 다시 연결하십시오 |
| 반응이 매우 미약하거나 소리가 들리지 않는 경우 | 먼저 하단의 소리 배출구를 확인하십시오. 케이스, 모듈의 상태 및 일반적인 청취 음량을 점검하십시오. |
| 아예 반응이 없음 | VDD는 GP29, SD는 GP28, L/R은 GP1에 연결하고, 공통 접지를 사용하며, GP2와 GP3의 연결 순서는 바꾸지 않았습니다 |
| LED가 깜빡이지만 보정이 실패합니다 | 플래시가 깜빡인다고 해서 타이밍 샘플이 유효하다는 증거는 아닙니다. 경기 결과를 확인하고 배경 소음을 줄이십시오 |
| 실행할 때마다 결과가 달라집니다 | 위치 및 오디오 설정을 고정된 상태로 유지하고, 오디오 지연 시간의 변동이나 마이크 결함 여부를 확인하십시오 |
개인정보 보호에 관한 안내
제공된 펌웨어는 오디오 녹음 데이터를 게임으로 스트리밍하기보다는 감지된 이벤트와 타임스탬프를 보고합니다. 또한 측정 세션 시 마이크 전원을 제어합니다. 이는 이 펌웨어의 특성이지, 다른 프로그램에 대한 하드웨어적 보장은 아닙니다. MEMS 마이크는 음성을 감지할 수 있으며, 수정된 RP2040 소프트웨어는 이를 다른 방식으로 활용할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 펌웨어를 설치하고, 필요하지 않을 때는 센서를 분리하십시오.
목표는 간단합니다. 음악과 걸음걸이를 더 쉽게 동기화할 수 있게 해주는, 작고 재현성이 높은 장치를 만드는 것입니다. 적절한 모듈을 선택하고, 모듈의 사운드 입력 단자를 깨끗하게 유지하며, 여섯 가지 연결 방식을 정확히 따르세요.
센서가 설정을 측정하면, 나머지 과정은 게임 내에서 진행됩니다. ‘New StepMania LTEK Edition’에서는 베타 버전에 추가된 다른 기능들을 자세히 설명하고 있으며, 소프트웨어 페이지에서 설치 프로그램을 다운로드할 수 있습니다.
