[KORG X2 Self-Repair] 마무리 - 내가 얻은 것은 무엇인가?

돌고 돌아서 간단한 MIDI 기기 DIY를 위한 아두이노 공부를 다시 시작하는 것으로 결론을 내릴 것인가?

약 한 달에 걸친 KORG X2 Music Workstation(신시사이저)의 자가 수리를 마쳤다. 아날로그 출력단에서 들리는 잡음을 잡아보겠다는 당초의 목표를 완벽하게 달성하지는 못하였다. 정확한 원인 진단도 어려운데다가, 설사 원인을 알아냈다 해도 이를 고치는 것은 내 기술 수준으로 함부로 접근할 영역이 전혀 아니기 때문이다. 앰프 DIY 경험을 통해 쌓은 얄팍한 전원회로 관련 지식으로 겨우 약간의 개선을 이루었을 뿐이다. 복잡한 디지털 회로 안에서 사운드를 만들어 아날로그 회로로 내 보내기 직전까지의 단계에서 문제가 벌어졌다면, 내가 할 수 있는 것은 거의 없다. eBay에서 해당 중고 보드를 구해서 교체하는 것 말고는.

그렇지만 2025년 벚꽃 시즌 동안 벌어진 나의 노력이 전혀 무의미했던 것은 아니다. 무엇보다도 작동 상태가 좋지 않았던 tactile switch를 전부 고쳤기 때문에 속이 다 시원하다. LCD 백라이팅용 EL 시트의 전원공급회로에 대한 이해도를 높였던 것도 의미가 있다.

전원보드의 일부를 현대적인 '쪽보드'로 고침으로서 220V 작동 기기로 완벽한 변신을 이루었다. 특히 오랜 시간이 흘러 언제든 문제를 일으켜도 이상할 것이 없는 전원보드의 핵심 부품을 교체하는 성과를 이루었고, 오리지널 보드를 구하지 못하더라도 최소한 전원보드에 대해서는 어떻게 문제를 해결해야 하는지 확실히 알게 되었다. 

이 일을 하면서 부수적으로 Dream의 SAM9703(데이터 시트 PDF)을 이용한 음원 보드 관련 작업물을 다시 꺼내들게 되었다. 

SAM9703 데이터시트 1쪽.

이 물건은 '미디라이프'라는 회사에서 만들었던 Artist Sequence Interface(모델명은 ML-20; 2 port 32 channel sound & wave)에 내부 음원으로 들어 있는 보드 형태의 부품이다. ML-20은 라이브 연주자를 위한 일종의 반주기인 것으로 알고 있다. 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터와 패러랠 케이블을 통해 신호를 주고받고, MIDI 신호는 내장 음원(SAM9703)이나 외부 장비로 보낼 수 있다. 그리고 별도의 TV/VGA 단자를 통해 모니터로 악보 정보를 내보내는 그런 장비이다. 인터넷 상에 남아 있는 정보는 거의 없다. 지금은 개점 휴업 상태인 미디라이프 다음 카페에 반주기 소개와 매뉴얼 및 사진 자료가 있을 뿐이다.

SAM9703이 포함된 보드는 DAC가 포함되어 상태로 금영 코러스라는 노래방 기계에 널리 쓰였다고 한다. 이것을 떼어내서 DOS 게임용 배경음악을 재생하는 용도로 가공하여 쓰는 사람들이 제법 있었다. 내가 이 일에 흥미를 갖게 된 것도 이러한 선구자들 덕분이었다.

2020년 가을, MIDI 신호를 입력하는 회로를 구성하여 재생이 이루어지는 것까지 확인만 하고 뚜껑을 닫아서 멀리 치워 놓고서는 거의 잊어버리고 있었다. 당시 이 보드를 직접 작동하는 회로를 만들기 위해 네이버 '도스 박물관' 카페의 도움을 많이 받았으며, 내 블로그에도 작업 진행 상황을 정리하여 올리고는 하였다. 브레드보드에 프로토타이핑만 해 놓은 상태라서 그런지 접촉이 좋지 않아서 동작이 약간 불안하다는 문제점이 있었다. 사실 뚜껑을 덮은 뒤 동작이 원활하지 않아서 내다 버리기로 생각하고 발코니에 방치하고는 몇 년이 지난 것을 최근에 X2 수리 작업을 하면서 다시 관심이 생겨서 되살려보기로 하였다.

2020년 가을에 이 개조한 기기를 이용하여 MIDI 파일을 재생하여 녹음해 둔 것에 며칠 전 화면을 붙여 유튜브에 올렸다.

노트북 컴퓨터와 개조한 ML-20을 오랜만에 USB MIDI 케이블로 연결한 다음 컴퓨터의 MidiEditor 프로그램에서 몇 가지 MIDI 파일을 재생해 보았다. SAM9703의 소리를 거의 5년 만에 들어본다. 이 프로그램은 MIDI 편집기에 해당하므로 단순한 재생에는 어울리지 않는다. 그리고 매번 설정에서 MIDI out을 USB MIDI cable로 바꾸어 주어야 하는 불편함이 있다. 

탐색기에서 MIDI file을 더블클릭하여 Windows Media Player Legacy를 실행하되 외부 MIDI 기기로 신호를 내보낼 수는 없을까? 최근의 Windows에서는 MIDI mapper에 해당하는 것을 제공하지 않아서 무조건 컴퓨터의 내장 Wavetable Synth로 재생이 이루어진다. 하지만 MIDI out setter를 사용하여 USB MIDI cable을 기본으로 설정하니 매우 편리하다. 한번 이렇게 맞춰 놓으면, MIDI cable을 뺐다가 나중에 다시 끼워도 기본 MIDI 기기로 동작하게 된다.

이번에는 X2와 개조한 ML-20을 MIDI 케이블로 연결하여 연주해 보았다. 5년 전의 테스트에서는 버려진 MIDI 키보드를 연결하였던 경험이 전부였다. 당연하게도 잘 작동한다. 키보드에서 채널과 프로그램 전환은 가능하지만, 뱅크 전환까지는 곤란한 것 같다. 사실 [SAM9703 + GMS963200-B 사운드 롬] 조합이라는 것이 그렇게 대단한 성능을 만들어 내는 것은 아니기 때문에 variation sound까지 꺼내서 쓸 방법을 알아보기 위해 애를 쓸 가치는 없다. 

그러나 일반적인 GM MID file을 재생하는 용도로 손색이 없고, 아두이노를 응용하여 MIDI 관련 DIY를 하기에 아주 적합한 물건이라서 당분간 더 내 곁에 두기로 하였다. 예를 들어 MIDI looper/sequencer를 만들어 본다거나... 유튜브에 널린 MIDI controller DIY 관련 입문 비디오를 통해서 무엇을 할 수 있고, 이를 위해서 무엇을 준비해야 하는지 공부해 나가면 좋을 것이다.

당장 해 볼 수 있는 작업은 헤드폰 앰프를 달아 주는 것. 현재는 RCA out 단자뿐이라서 앰프를 연결해야만 소리를 들을 수 있다. 

헤드폰 앰프 보드의 실례. 빈 공간에 넣기 적당하며, 내부에서 5V/12V를 제공하므로 전원을 따기에도 좋다.

그뿐만 아니라 내부의 '주기판'에 해당하는 것도 실은 거기에 붙어 있는 MIDI 단자와 RCA 단자만 사용하고 있는 셈이니, 필요하지 않은 부분을 적당히 처리하는 일도 필요할 것이다. 지금은 아무런 일도 하지 않는 주기판의 수많은 칩에서 괜히 전기만 소모하고 있기 때문이다.

2025년 4월 15일 업데이트

이렇게 훌륭한 MIDI Player 소프트웨어가 있다는 것을 지금에야 알게 되었다니... 최신 Windows 환경에서도 MIDI out 경로를 자유자재로 지정함은 물론이요, 심지어 사운드폰트를 로딩하여 쓰는 것도 가능하다. 마치 리눅스의 Fluidsynth를 다른 부가 기능과 함께 Windows로 가져온 느낌이다.

Free Windows software from Falcosoft

건반을 고쳐보자(5) - Korg X2의 액정 백라이트 교체

Fatar 키보드 콘트롤러의 rubber key contact는 판매자가 5월 11일쯤에 USPS로 보냈다는데 아직까지도 내 손에 들어오지 않았다. 2주 정도면 넉넉하게 배송이 될 것으로 예상한 것에 비하여 너무 오래 걸린다. 만약 한 달이 넘어가도록 오지 않으면 본격적인 문제 제기 혹은 환불을 요청하기로 하고 가장 먼저 입수된 Korg X2 Music Workstation의 액정용 EL 백라이트부터 갈기로 하였다.

침대 위에 엎어놓고 나사를 풀기 시작한다. 나사가 너무 많아서 드라이버로 일일이 돌려서 풀어내려니 손이 아프다. 전동 드라이버가 아쉬운 순간이다.

맨 아래쪽에 위치한 회로판(메인보드)을 분리하고 정전기 쉴드로 여겨지는 보호막을 열어야 비로소 액정 디스플레이 회로의 뒷면이 드러난다.

귀퉁이의 나사를 풀었다. 오른쪽에 보이는 I/O 커넥터를 분리하는 방법을 몰라서 그대로 작업을 진행한다.

새 백라이트와 같이 사진을 찍었다. 전원쪽 연결선 두 개의 납땜을 녹여서 떼어냈으나 EL 백라이트는 아무리 잡아당겨도 나올 생각을 하지 않는다. 전체를 둘러싸고 있는 금속 프레임의 고정 부분을 롱 노우즈 플라이어로 펼쳐서 고정 프레임과 액정, 그리고 회로기판을 분리하였다.

낡은 EL 백라이트는 양면 테이프로 붙어 있었다. 사진은 아직 기판에서 분리하기 전의 모습이다. 새것과는 바탕 색이 매우 다르다. 

새 EL 백라이트를 납땜하는 것은 별 어려움이 없었다. 단지 리드선의 위치가 회로판의 패턴과 딱 맞지 않아서 약간 구부려서 납땜을 하였다. 디스플레이 뭉치를 재조립할 때에는 액정을 거꾸로 끼우지 않도록 주의해야 한다. 백라이트가 닿는 후면과 실제 표시가 나타나는 전면은 쉽게 구별할 수 있으나 위아래를 반대로 끼울 가능성이 있다. 표시면을 잘 살펴서 혼동하지 않도록 하자. 재조립을 마치고 전원을 넣었다.

화면이 밝게 나타났다. 원래 X2 액정 백라이트는 무슨 빛이었더라? 녹색이었나? 이젠 그것조차 기억이 나지 않는다. 좀 더 크게 화면을 담아보자.

사진으로 보니 표시창 매부 여기저기에 검은 점들이 보인다. 재조립 전에 투명창 안쪽을 닦아냈으면 좋았을 것을. 약간의 아쉬움이 있지만 큰 숙제 하나를 덜었다.

건반을 고쳐보자(2) - LCD backlight

기기의 표시창으로 널리 쓰이는 액정 디스플레이(LCD)는 스스로 빛을 내지 못하므로 가장자리를 따라서 혹은 뒷부분에 백라이트를 두는 것이 일반적이다. 요즘은 백라이트용 발광 소자로서 LED가 널리 쓰이지만 과거에는 EL(electro luminescent) 백라이트가 많이 쓰였다. LED는 점광원이라서 가장자리를 따라 일직선으로 또는 표시기 뒷편에 매트릭스 형태로 여럿을 배열하는 것에 비하여 EL 디스플레이는 순수한 면광원이다. 따라서 적당하게 잘라서 디스플레이 뒷편에 삽입하면 된다. 워낙 얇고 구부릴 수도 있어서 그 나름대로 특색이 있는 광원이다. 그러나 휘도가 높지 않고 수명이 비교적 짧으며(원래 휘도의 1/2로 떨어지는 때까지를 일반적인 작동 수명으로 치는데 대략 3천 시간 정도) 구동을 위해 교류 고전압을 공급해야 하므로 전용 인버터가 있어야 한다. 그래서인지 요즘은 표시장치의 백라이트보다는 광고나 차량 인테리어, 파티용 장식 등으로 나름대로 쓰이고 있다(사례).

Korg X2는 대략 1995년에 발매된 신시사이저이다.  EL 백라이트가 이제는 거의 빛을 내지 못한다. 현재 상황은 이러하다. 외부에서 조명을 비추지 않으면 전혀 표시된 내용을 알아볼 수가 없는 수준이 되었다. 바로 다음 사진과 같은 상태가 요즘 나의 X2의 모습이다. 낮에 휴대용 LED 전등을 켜고 찍어서 저 정도라도 보이는 것이다.

당연하게도 Korg 본사에는 교체를 위한 EL 백라이트 재고가 있을 턱이 없다. 요즘의 전자악기는 이보다 수명히 훨씬 긴 LED를 백라이트로 쓰는 액정 디스플레이를 탑재하기 때문이다. 그래도 이 작은 틈새 시장을 노리고 옛날 악기를 위하여  EL 백라이트를 파는 곳이 존재하다. 예를 들지면  backlight4you와 같은 곳이다. 내가 알기로는 Korg X2/X3/X3R/N264/N364는 전부 같은 규격의 표시창(39 mm x 93 mm, 링크)을 사용한다. 이곳 말고도 이베이나 알리익스프레스에서 어렵지 않게 호환 EL 백라이트를 파는 곳을 찾을 수 있다. 과거보다는 기술이 발달해서 수명이 좀 더 늘어났다고 한다.

물론 이런 곳에서 백라이트를 사면 간단히 교체가 가능하지만 가격이 약간 비싸다는 것이 문제이다. 전자악기 LCD용으로 크기를 맞춘 EL backlight는 비싸지만, 장식/인테리어/광고 용으로 파는 것은 오히려 값이 싸다. 그러니 차라리 이런 것을 싸게 구입하여 잘라서 쓰면 되지 않을까? 절단면은 주변의 도체와 닿아서 단락이 일어나는 것을 피하기 위해서 테이프를 붙이면 된다.

알리익스프레스를 찾아보았다. 10 cm x 10  cm 제품이 AA 전지 2개로 구동되는 인버터를 포함하여 7.19 달러에 불과하다(링크). 이걸 구입하여 리드선을 포함한 가운데 부분을 적당히 잘라서 사용하면 되지 않을까? 

국내 사이트에서는 '발광시트'라는 이름으로 팔리기는 하는데(링크) 면적이 큰 만큼 가격도 높다. 사이트를 둘러보면 알 수 있듯이 더 이상 백라이트 용도는 아니고 광고 등에 쓰이는 것으로 보인다. 단위 면적당 가격은 알리익스프레스에서 소개한 것이 비하면 쌀 것이다. 

액정 디스플레이의 백라이트 문제는 어찌보면 가장 사소한 것일지도 모른다. 약간 불편하지만  극복할 방법은 있기 때문이다. 앞서도 언급했듯이 작은 LED 스탠드를 놓으면 되니까 말이다. 작동을 잘 하지 않는 버튼 스위치는 세게 누르면 어쨌든 작동은 된다. 가장 심각한 문제는 키 입력이 잘 되지 않는 것 아니겠는가? 가장 단순한 기계적인 문제이지만 - 장비 노후화에 따라서 필연적으로 나타나는 접촉 불량 현상 - 장비 활용에서 가장 큰 지장을 주는 것이다. 이것 말고도 앞으로 여러해 동안 유지 보수를 명목으로 충분히 재미나게 장비를 가지고 놀 거리는 많이 있다.

추가 작성한 글

Korg X3(X2)용으로 재단된 EL 백라이트 제품 중 저렴한 것을 찾았다(링크).

Korg X2 floppy drive solution

90년대에 생산된 신시사이저(주: 국립국어원 표준 외래어 표기법을 따랐다)에는 5핀짜리 MIDI 단자 외에도 데이터 입출력 장치로서 플로피 디스크 드라이브를 갖고 있는 것이 많았다. 내가 갖고 있는 Korg X2 Music Workstation은 2HD도 아니고 2DD 플로피 디스크를 꽂을 수 있는 드라이브가 장착되어 있다. 이 드라이브는 벨트로 구동되는 독특한 방식인데다가 26핀 FDD/FFC flat flex ribbon cable을 사용하도록 되어있어서 역시 일반적인 플로피 디스크 드라이브용 34핀 케이블과 호환되지 않는다. 노후한 장비에서 가장 흔하게 나타나는 증세는 드라이브의 벨트 구동용 벨트가 느슨해져서 더 이상 디스크를 통한 데이터 저장 및 로딩을 하지 못하게 되는 것이다.

이런 상태에서는 어떻게 해야 되는가? MIDI 케이블을 통해서 SysEx 신호 형태로 전송하는 방법은 일단 논외로 하자. 가장 간단한 방법은 드라이브 구동용 벨트를 교체하는 것이다. BustedGear라는 곳에서 교체용 벨트 및 다른 부속들을 아직도 판매한다. SYNTAUR에서도 드라이브 벨트를 비롯한 부속들을 팔고 있다.

Floppy Drive Solutions에서는 플로피 디스크 드라이브를 판매한다. 물론 X2 발매 당시의 순정 드라이브는 아니고, 벨트로 구동하지 않는 신뢰도가 높은 제품이다.

반면 ebay의 wasatchbay라는 판매자는 과거 Korg 제품의 서비스센터였다는데, 교체 가능한 드라이브를 판매한다(링크).

34핀 케이블을 사용하는 보편적인 플로피 디스크 드라이브에 Korg X3용의 flat flex cable을 꽂을 수 있는 어댑터를 파는 곳도 있다(링크). 그러나 이 사이트에서 주력으로 내세우는 제품은 FlexiDriver라는 에뮬레이터이다. 자세한 설명은 이 포스팅의 후반부를 참조하라.

여기까지는 기존의 플로피 디스크를 그대로 사용함을 전제로 한다. 이렇게 플로피 디스크에 저장한 파일들을 최신 PC에서 열어보려면 어떻게 하면 될까? USB 단자가 달린 USB floppy drive를 쓰면 된다. 이것은 바로 다음에 언급할 플로피 드라이브 에뮬레이터와는 다르다. USB floppy drive는 마치 외장 ODD처럼 생긴 것으로, 플로피 드라이브를 꽂아서 최신 PC에서 파일을 읽고 쓰기 위한 장비이고,  floppy drive emulator는 구형 장비의 FDD 베이에 꽂아서 사용하되 저장 매체는 최신의 USB drive를 사용하는 장비이다.

요즘은 USB 스틱을 저장 매체로 이용하는 전자악기용 플로피 드라이브 에뮬레이터가 나오기 시작하였다. 범용 드라이브를 쓰던 다른 악기용 에뮬레이터는 비교적 가격이 싼 편이지만, Korg X2/X3에는 워낙 흔치 않은 드라이브가 쓰였기에 에뮬레이터도 그 수요가 적어서인지 값이 꽤 비싸다. 그 중의 하나인 Nalbantov USB floppy disk drive emulator가 ebay에서 팔린다.

만약 플로피 디스크 드라이브를 전혀 쓰지 않겠다고 한다면, 컴퓨터를 이용하여 설정 파일(SysEx)을 X2쪽으로 전송하면 음색을 원래대로 되돌리는 것이 가능하다. 문제는 기본 음색 설정만을 SysEx로 덤프해 두었지만 나머지 유용한 음색 디스켓의 설정은 그렇게 하지를 못했다. 윈도우 98 초기버전 이 돌아가는 컴퓨터와 MIDI 인터페이스가 있다면 xedit라는 유용한 도구를 쓸 수 있었다. 이 프로그램은 현재 무료로 공개되었다.

그럴 가능성은 앞으로도 많지 않겠지만, 만약 내가 X2에 직접 시퀀싱 작업을 했다고 가정하자. 이를 PC로 보내서 다른 시퀀서나 DAW 프로그램으로 처리하고 싶다고 하자. MIDI를 통해서 X2측의 모든 데이터를 SysEx 파일 하나로 덤프하는 것과 이를 다시 X2로 전송하는 것은 아무런 문제가 없지만, 덤프 과정에서 MIDI 시퀀스 정보도 포함되는지, 만일 그러하다면 덤프한 SysEx 파일에서 MIDI 파일을 뽑아내는 것이 가능한지는 아직 잘 모르겠다.