[macrokeypad 제작기 1부] RP2040-Zero 기반 3×3 매크로 키패드

1. 왜 매크로 키패드인가?

반복적인 복사-붙여넣기, 영상 편집 시 0.1초를 다투는 컷 편집, 혹은 유튜브 시청 중 볼륨 조절을 위해 마우스를 찾는 번거로움까지. 우리에겐 늘 더 편한 방법이 필요하다.

 

이번 프로젝트의 주인공은 RP2040-Zero다. 라즈베리 파이 피코의 강력함을 유지하면서도 손톱만큼 작아진 이 보드를 활용해, 3×3 키 배열 + 로터리 엔코더 + 레이어 표시 LED를 갖춘 커스텀 매크로 키패드를 제작해 보려 한다.

 

이 프로젝트의 핵심 포인트:

• 실용성: 9개 키로 최대 36개 기능을 수행하는 레이어 시스템.
• 직관성: 딸깍거리는 손맛의 기계식 스위치와 돌리는 재미가 있는 엔코더의 조합.
• 편의성: 코딩 없이 GUI에서 바로 키를 바꾸는 VIAL 펌웨어 적용.

 

2. 하드웨어 구성: "작지만 알차게"

PCB 제작 없이 수작업 배선으로 제작하여 누구나 따라 할 수 있는 구조를 지향한다.

■ 주요 부품 리스트

구분	부품명	역할
MCU	RP2040 Zero	두뇌 역할 (USB HID 지원)
Switch	기계식 키스위치 (9개)	3×3 매트릭스 입력
Encoder	로터리 엔코더	볼륨 조절 및 레이어 전환 버튼
Indicator	단색 LED (4개)	현재 레이어(1~4) 위치 표시
Aesthetics	WS2812B RGB LED	화려한 백라이트 및 상태 표시
케이스	바닥케이스, 상판케이스	Fusion 360을 이용한 맞춤형 설계 & 3D 프린팅 출력

 

 

3. 레이어 설계: 9개의 키로 36개의 명령을

키패드가 작다고 기능까지 작을 필요는 없다. 엔코더의 푸시 버튼을 누를 때마다 4개의 레이어가 순환하며, 각 레이어의 상태는 4개의 독립된 LED가 직관적으로 알려준다.

■ 레이어 활용 시나리오 (예시)

• Layer 1 : 기본 단축키 (복사, 붙여넣기, 실행 취소, 작업 관리자 등)
• Layer 2: 유튜브/미디어 제어 (재생, 10초 이동, 전체 화면)
• Layer 3: 개발/작업 모드 (IDE 단축키, 자주 쓰는 코드 블록)
• Layer 4: 커스텀 매크로 (복잡한 키 조합, 상용구 입력)

 

4. 기술적 디테일: 효율적인 설계

① 3×3 매트릭스 방식

GPIO 핀 9개를 다 쓰는 대신, 가로(Row) 3개와 세로(Col) 3개로 묶는 매트릭스(Matrix) 방식을 사용한다. 단 6개의 핀으로 9개의 키를 제어할 수 있어, 남는 핀을 LED나 엔코더에 여유롭게 할당할 수 있다.

② 로터리 엔코더 (Rotary Encoder)

단순한 버튼을 넘어 '회전'이라는 아날로그적 조작감을 더한다. 유튜브 볼륨 조절이나 타임라인 탐색 시 마우스 휠보다 훨씬 정교한 컨트롤이 가능하다.

 

③ 화룡점정, RGB LED (WS2812)

RP2040-Zero 보드 자체에 내장된 RGB LED 외에도, 추가로 WS2812를 연결해 키패드 하단에 은은한 언더글로우(Underglow) 효과를 줄 예정이다. GPIO 16번 핀 하나로 모든 색상을 제어한다.

 

5. 케이스 설계 및 제작

단순히 기능만 작동하는 게 아니라, 책상 위에 두었을 때 예뻐야 손이 더 자주 가는 법이다.

이번 프로젝트에서는 Fusion 360을 사용하여 케이스를 직접 설계하고 3d프린터로 직접 출력할 계획이다.

• 설계 포인트: 3×3 매트릭스와 엔코더가 들어갈 위치를 정밀하게 측정하고, 하부에는 수작업 배선이 엉키지 않도록 충분한 공간을 확보한다.
• 출력 방식: 설계를 마친 후 3D 프린터로 출력한다. 별도의 하우징을 구매할 필요 없이 내가 원하는 경사각과 크기로 제작할 수 있다는 것이 DIY의 묘미다.

6. 펌웨어의 꽃, VIAL 

이번 프로젝트의 가장 큰 특징은 VIAL 지원이다.

보통 매크로 키패드는 키를 바꾸고 싶을 때마다 코드를 수정하고 업로드해야 하지만, VIAL 펌웨어를 올리면 전용 프로그램(GUI)에서 마우스 클릭만으로 실시간 키 매핑이 가능하다.

 

 

"컴파일러를 몰라도, C언어를 몰라도 누구나 나만의 키보드를 세팅할 수 있다."

 

7. 앞으로의 계획

이 프로젝트는 단순히 만드는 것에서 그치지 않고, 설계부터 실무 배선까지 상세히 기록할 예정이다.

1. (macrokeypad 제작기 1부) 프로젝트 소개 및 부품 선정 (현재글)
2. (macrokeypad 제작기 2부) RP2040 Zero 핀맵 분석 및 회로 설계  (https://expertpro.tistory.com/49)
3. (macrokeypad 제작기 3부) Fusion 360을 이용한 케이스 설계와 부품 리스트  (https://expertpro.tistory.com/50)
4. (macrokeypad 제작기 4부) 지옥의 하드와이어링: 수작업 배선과 조립가이드  (https://expertpro.tistory.com/51)
5. VIAL 펌웨어 빌드 및 업로드
6. 실전 활용 및 키 매핑 가이드

 

작은 개발 보드 하나로 시작해 회로 설계, 3D 모델링, 펌웨어 커스텀까지 모두 경험해 볼 수 있는 종합 선물 세트 같은 프로젝트다. 직접 만든 케이스에 스위치를 꽂을 때의 쾌감은 기성품을 쓸 때와는 비교할 수 없다.

 

다음 글에서는 본격적으로 RP2040 Zero의 핀맵을 분석하며 제작의 첫발을 떼보려 한다.