Adafruit I2S MEMS 마이크 브레이크아웃 보드

아두이노나 ESP32로 음성을 처리하는 프로젝트를 만들다 보면 가장 먼저 고민하게 되는 것이 바로 마이크 선택입니다.

많은 초보자들은 아날로그 일렉트렛(Electret) 마이크를 사용하지만, 최근에는 I2S 기반 디지털 MEMS 마이크가 훨씬 많이 사용되고 있습니다.

​

이번 글에서는 Adafruit I2S MEMS Microphone Breakout(SPH0645LM4H)의 특징과 사용 방법을 쉽게 정리해 보겠습니다.

---

왜 I2S MEMS 마이크일까?

일반적인 일렉트렛 마이크는 아날로그 신호를 출력합니다.

따라서 마이크 증폭기와 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 거쳐야 하며, 이 과정에서 전원 노이즈나 PCB 배선에 의해 잡음이 발생하기 쉽습니다.

반면 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 디지털 마이크는 내부에서 바로 디지털 신호를 생성하여 I2S(Inter-IC Sound) 인터페이스로 출력합니다.

즉,

• 아날로그 증폭 회로가 필요 없음
• 노이즈에 강함
• 배선이 단순함
• 음성 데이터를 바로 MCU에서 처리 가능

이라는 장점이 있습니다.

---

주요 사양

■ 주파수 응답

약 50Hz ~ 15kHz

사람의 음성은 물론 일반적인 오디오 녹음에도 충분한 범위를 지원합니다.

---

■ 동작 전압

1.6V ~ 3.6V

주의할 점은 5V 로직을 지원하지 않는다는 것입니다.

ESP32, RP2040, Raspberry Pi와는 잘 맞지만, 5V 기반 보드에서는 레벨 시프터가 필요할 수 있습니다.

---

■ 크기

• 16.7 × 12.7 × 1.8 mm

매우 작고 얇기 때문에 웨어러블이나 IoT 기기에 쉽게 장착할 수 있습니다.

---

■ 무게

약 0.4g

거의 무게를 느낄 수 없을 정도로 가볍습니다.

---

핀 구성

이 모듈은 I2S 인터페이스를 사용합니다.

BCLK (Bit Clock)

마이크로컨트롤러가 생성하는 비트 클록입니다.

오디오 데이터 전송 속도를 결정합니다.

---

DOUT (Data Output)

마이크에서 생성된 디지털 오디오 데이터가 출력되는 핀입니다.

---

WS (Word Select 또는 LRCLK)

현재 출력되는 데이터가

• Left 채널인지
• Right 채널인지

구분하는 신호입니다.

---

SEL (Channel Select)

스테레오 구성을 위해 사용하는 설정 핀입니다.

• GND 연결 → Left 채널
• 3.3V(VCC) 연결 → Right 채널

---

장착 시 주의사항

이 마이크는 Bottom Ported 구조입니다.

즉,

소리가 들어가는 구멍이 PCB 윗면이 아니라 PCB 아래쪽에 있습니다.

따라서 PCB를 설계할 때에는

• 마이크 아래쪽에 충분한 구멍을 만들고
• 소리 입구가 외부를 향하도록 배치해야 합니다.

이 부분을 놓치면 음량이 크게 감소하거나 음질이 나빠질 수 있습니다.

---

스테레오 녹음도 가능할까?

가능합니다.

이 모듈 하나는 모노(Mono) 마이크입니다.

하지만 동일한 모듈 두 개를 사용하면 스테레오 입력을 만들 수 있습니다.

방법은 매우 간단합니다.

두 마이크가

• BCLK
• WS
• DATA

라인을 함께 사용하고,

SEL 핀만 다르게 설정합니다.

첫 번째

SEL → GND

두 번째

SEL → 3.3V

이렇게 하면 하나는 Left, 하나는 Right 채널로 동작합니다.

---

어떤 보드에서 사용할 수 있을까?

이 마이크는 I2S 하드웨어를 지원하는 MCU에서 사용하는 것이 가장 좋습니다.

대표적인 예는 다음과 같습니다.

• ESP32
• ESP32-S3
• RP2040
• Arduino Zero
• Feather M0
• Raspberry Pi

반대로

Arduino Uno(ATmega328) 같은 8비트 보드는 I2S 하드웨어가 없어 사용할 수 없습니다.

따라서 구매 전에 반드시 사용하는 보드가 I2S를 지원하는지 확인해야 합니다.

---

소프트웨어 지원

Adafruit는 다양한 예제와 라이브러리를 제공합니다.

대표적으로

• I2S 드라이버
• 예제 코드
• 배선도
• CAD 파일
• Fritzing 부품

등을 공식 자료에서 확인할 수 있어 처음 사용하는 사람도 비교적 쉽게 프로젝트를 시작할 수 있습니다.

---

마무리

I2S MEMS 마이크는 단순히 "작은 마이크"가 아닙니다.

아날로그 회로를 거치지 않고 디지털 데이터를 직접 출력하기 때문에 노이즈에 강하고, ESP32 같은 최신 MCU와 매우 잘 어울립니다.

특히

• 음성 인식
• AI 프로젝트
• 소리 감지
• 박수 감지
• IoT 음향 센서
• Edge AI

같은 프로젝트에서는 아날로그 마이크보다 훨씬 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.

ESP32나 Raspberry Pi 기반 프로젝트를 계획하고 있다면, I2S MEMS 마이크는 가장 먼저 고려해 볼 만한 선택지입니다.

​