황금비 나선 패턴의 오디오 반응형 LED 조각 만들기

핵심 요약

• 자연의 해바라기 중심부에 나타나는 황금비 나선(phyllotaxis) 패턴을 코드로 구현하고, Voronoi 분할로 셀 모양을 만든 후 89개의 RGB LED를 각 셀에 배치한 물리적 LED 매트릭스 프로젝트이다.
• Processing으로 셀 데이터를 추출하고 CadQuery로 3D 모델을 생성한 뒤, FreeCAD에서 마무리하여 4개 사분면으로 나누어 3D 프린트했으며, 반투명 뽕나무 종이를 앞면에 붙여 빛을 자연스럽게 확산시킨다.
• STM32 Blackpill 보드와 SPI 기반 Neopixel 드라이버로 LED를 제어하며, Processing 스타일의 셰이더 코드로 패턴을 작성할 수 있는 프레임워크를 구축했다.
• 중심에서 바깥쪽으로 밝기가 변하는 방사형 스파이럴 패턴을 가장 선호하게 되었고, 이를 오디오 반응의 기반으로 사용했다.
• INMP441 디지털 I2S 마이크를 추가하고 ARM CMSIS 라이브러리로 푸리에 변환 및 다중대역 오디오 분석을 수행하여, 음향 에너지에 따라 LED가 동적으로 반응하도록 구현했다.
• 대나무 도마를 원형으로 라우팅하여 마운트 베이스로 사용했고, PCB를 설계하여 점퍼선 회로보드를 교체하고 로직 레벨 시프터를 추가해 5V 신호 품질을 개선했다.
• 2026년 초 첫 번째 버전을 선보인 후, 조립을 간편하게 하고 안정성을 높이기 위해 5개의 동일한PCB를 링 형태로 조립하는 두 번째 버전을 설계했다.
• 핸드 솔더링의 어려움으로 프로젝트가 중단되었다가, Recurse Center 여름 세션(2026)에서 핫에어 솔더링으로 완성한 후, ESP32로 변경하고 Rust로 펌웨어를 재작성했다.
• Recurse Center에 설치된 최종 버전은 로컬 웹사이트를 통해 방문객이 WebAssembly 백엔드와 간단한 API로 스케치와 게임을 업로드할 수 있도록 지원한다.
• 향후 개선 계획으로는 핸드 솔더링이 용이한 다른 LED 규격 시도, PCB 조립 서비스 활용, 아크릴 보호층 추가, 자석식 종이 마운트 등을 검토하고 있다.