드론/쿼드콥터2016. 12. 24. 22:32

AutoTrim


바람은 콥터에 강한 영향을 미쳐 콥터를 밀어낸다. 하지만, stabilize 모드로 비행할 때, 바람이 전혀 없는 환경에서도 콥터가 어느 특정한 방향으로 밀리는 듯한 경향이 있을 수 있다. 이러한 현상은 대부분 "Save Trim" 또는 "Automatic Trim" 기능을 통해 바로 잡을 수 있다.


Save Trim


Save Trim은 간단한 방법으로서, 기본적으로 송신기의 트림 값을 APM으로 전송하는 것이다. (비디오 참조)


1. 먼저 미션플래너 Hardware -> Mandatory Hardware -> Radio Calibration에서 송신기의 CH7 이 1800 이상으로 가는지 확인한다.


2. Software -> Copter Pids 화면에서 CH7 옵션을 "Save Trim"으로 지정한 후 "Write Params" 버튼을 누른다.

    ---

3. CH7 스위치를 끈 상태에서 기체를 Stabilize 모드로 비행시키고, 송신기의 roll/pitch 트림을 이용하여 기체를 한자리에서 호버링하도록 조정한다.


4. 기체를 착륙시키고 시동을 해제한다.(Throttle -> 0)


5. roll/pitch 스틱을 놓고, CH7 스위치를 최소 1초 이상 High로 올린다.


6. 송신기의 roll/pitch 트림을 가운데로 되돌리고 기체를 이륙시킨다. 제자리에서 호버링해야 한다. 아니라면 3-5 과정을 되풀이한다.


Auto Trim


Auto Trim은, 기체를 안정적으로 호버링만 하면 roll/pitch trim을 알아서 잡아주는 방법이다.


1. 바람이 없고 충분히 넓은 장소를 찾는다.


2. Throttle을 내리고 Rudder(Yaw)를 오른쪽으로 하여 최소 15초 이상 기다린다. LED가 빨강/파랑/노랑으로 반복됩니다.


3. 콥터를 최소 25초 이상 안정적으로 호버링한다.


4. 기체를 착륙시키고 throttle을 0로 한 뒤 몇초 정도 기다린다. (trim 값이 EEPROM에 저장됩니다.)


5. 다시 Stabilize 모드로 이륙시키고 콥터가 같은 위치를 유지하는지 확인한다. 아니라면 2-4 과정을 되풀이 한다.


참고 : 이 절차가 작동되는지 배터리를 연결하지 않고 테스트해볼 수 있다. APM을 미션플래너에 연결하고, Flight Data 스크린을 보면서 위에서 설명한 절차를 따르면 된다.




참고 2 : 미션플래너의 Adv parameter 목록에서 트림 값을 수동으로 설정할 수 있다. roll 트림은 AHRS_TRIM_X, pitch 트림은 AHRS_TRIM_Y 이다. 두값 모두 단위가 라디안이며, left roll 과 forward pitch 가 음수이다.


참고 3 : 모든 drift를 제거하는 것은 거의 불가능하다.


Video Demonstration



실내에서 처리하는 방법


트림은 기체를 수평하게 두고 미션플래너에 접속한 후, 아래와 같이 Initial Setup -> Mandatory Hardware -> Accelerometer Calibration 화면에 들어간 후, 아래쪽에 있는 "Calibrate Level" 버튼을 눌러서 조정할 수도 있다.



하지만, 참고로, 기체를 땅에다 두고 HUD를 수평하게 만든다고 해서, 비행중 수평으로 밀리는 현상이 없어지는 것은 아니다. 비행 콘트롤러가 완벽하게 수평이 아니라거나, 모터가 약간 틀어지는 등 프레임과 관련된 문제들이 남아 있을 수 있기 때문이다.

===

원문 : http://ardupilot.org/copter/docs/autotrim.html

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

댓글을 달아 주세요

  1. 좋은 정보 감사합니다^^

    2020.04.10 07:38 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

드론/쿼드콥터2015. 12. 16. 15:41

프레임을 조립했고, ESC도 설정도 끝났으니, 이제 ESC를 포함해 모터, Pixhawk 비행콘트롤러 등을 프레임에 배치하고 결합할 차례입니다.


제일 먼저 모터부터 결합합니다. F450 프레임에 사용되는 모터이니 그냥 나사만 조여주면 끝입니다. 그런데 시작하자마자 문제가 발생. 모터와 함께 따라온 나사가 길이가 짧아서 연결이 안됩니다. ㅠㅠ 그런데 마침... 프레임을 구입할 때 따라온 나사들을 맞춰보니 다행히도 딱 맞네요.


아래 사진처럼 선을 암 사이로 적당히 빼고, 나사를 4개 조이면 됩니다. 록타이트 바르는 것 잊지 마시고, 처음엔 약간 약하게 조였다가 마지막으로 꽉 조여주도록.



아래는 모터를 4개 모두 결합한 상태입니다. 잘 보시면 우상/좌하는 은색이고, 좌상/우하는 검은색입니다. 은색 모터들은 반시계 방향으로 회전을 하고, 검은색 모터들은 시계방향으로 회전을 합니다. 원래 Pixhawk도 이렇게 설치해야 합니다. 여기를 참고



====

이제 부품 조립을 하기 전에 먼저 전체적인 배선도부터 보여드립니다. 원본은 여기를 참고하세요. 몇가지 차이점은 있지만, 거의 비슷하다고 보면 됩니다.



그 다음 4 in 1 ESC를 설치할 차례입니다. 원래 계획은 하판(위 사진에 보이는 면)에 Pixhawk를 붙이고, ESC는 상판의 바닥, 즉 Pixhawk와 마주보게 설치하는 게 어떨까 생각했습니다. 그런데 Hobbywing Skywalker Quattro 4 in 1 ESC의 크기가 제 예상보다 커서, 아래처럼 상판의 나사를 조이는 부분까지 침범하는 바람에 불가능하게 되었습니다. 상판 윗면에 붙이면 가능하기는 하지만... 그럴 바에는 픽스호크를 위로 붙이는 편이 낫지 싶어 이 녀석을 하판에 붙이기로 했습니다.



머... 그래서 아래처럼 설치했습니다. 그냥 양면테이프로 고정했고, 선을 모터에 연결한 다음 남는 선은 케이블타이로 처리하고요.



여기서... 원래 Pixhawk는 아래 좌측 그림처럼 전방 우측이 1번 모터, 후방 좌측이 2번 모터... 이런 식으로 관리해서 우측의 Quattro와 모터 번호가 다릅니다. 그렇다고 선을 꼬아서 배치하는 건 말이 안되고... 그냥 방향대로 꽂았습니다. 따라서 4 in 1 ESC의 제어선을 Pixhawk와 연결할 때 주의를 해서 연결해야 합니다.

  • Pixhawk 1 - 4(Brown)
  • Pixhawk 2 - 2(Orange)
  • Pixhawk 3 - 1(Red)
  • Pixhawk 4 - 3(White)


한가지 더. 4 in 1 ESC에는 S1~S4까지 4개의 제어선이 나오는 데, 이중 선이 3개인 S3를 제외하고 나머지는 모두 선이 한 개만 있습니다. S3에는 BEC를 통해 직류 5.25V 가 공급되어서, 흰색은 제어선, 빨간색은 +, 검은색은 - 입니다. 이 선은 별도의 Servo 를 구동하는 데 사용할 수 있지만, 저는 당분간 사용할 일이 없기 때문에 아래처럼 빨간색 선을 뽑아서 테이프로 감아두었습니다.



====

다음으로 Pixhawk를 부착합니다. Pixhawk를 상판 아랫면에 뒤집어 다른 방법도 있겠지만, 여러가지 선들로 인해 진동이 전해질 수 있어서 포기하고 그냥 상판 윗쪽 제일 잘 보이는 곳에 달기로 했습니다. 


우선 아래가 Pixhawk 구성품입니다. 왼쪽은 파워모듈 그 위쪽으로 스위치가 있고요, 오른쪽 위는 버저, 오른쪽 아래에 네모난 건 GPS 모듈입니다. 맨 아래 사각형은 외부 LED 입니다.  3DR Radio는 빠져있군요. Pixhawk 배선도는 여기를 참조



Pixhawk는 진동에 민감합니다. Pixhawk에 따라오는 사각형 폼블락으로 아래처럼 붙이고



상판 가운데에 붙였습니다. 원래 가능한 한 중심부에 맞추는 게 좋다지만, 중심에서 약간 벗어나도 무방하답니다. 다만, Pixhawk 아랫부분(아래 사진에서는 윗쪽)와 화살표가 있는데, 반드시 쿼드콥터 진행방향에 맞춰줘야야 합니다. (아... 그런데 나중에 생각해보니... 여기에서 실수가 있었네요. 적색 암을 전방으로 두려고 했는데 거꾸로 되었습니다. 기능적으로는 문제가 없긴 한데... ㅠㅠ)



나머지 부품들을 적당히 배치하고 케이블 타이나 양면테이프로 고정했습니다. 그런데 GPS 마스트보다 GPS 모듈의 전선이 너무 짧아서 붙이지 못했습니다.



그래서 할 수 없이... 마스트 기둥을 좀 잘라냈습니다. 아래는 마스트를 쓰러뜨린 모습(보관시)



아래는 세운 모습입니다. GPS 안테나에도 화살표가 있는데 마찬가지로 기체 전면을 향하도록 설치하면 됩니다.



====

마지막으로 결선.


먼저 ESC 선을 연결했구요... 위에서 쓴 것처럼, 번호 체계가 다르니, 4-2-1-3순서로 연결했습니다.

  • Pixhawk 1 - 4(Brown)
  • Pixhawk 2 - 2(Orange)
  • Pixhawk 3 - 1(Red)
  • Pixhawk 4 - 3(White)


마지막으로 수신기를 고정하고 연결했습니다. Pixhawk 두번째 포트가 SB 포트로 되어 있지만, Futaba의 SBUS 포트를 여기에 연결하면 안되고 반드시 RC IN에 연결해야 합니다.



====

이상입니다. 일단 하드웨어 조립은 끝났네요. 다음에는 여러가지 소프트웨어적인 설정을 바꿔줘야 합니다.


잠깐 감상. Pixhawk가 깔끔하지는 않습니다. 일단 선들이 많은데다가 포트도 여기저기 흩어져 있어서 꽂고 나면 봉두난발이되네요. 게다가 Pixhawk의 경우 내부 damping 시스템이 없어서 Pixhawk에 진동이 전달되지 않도록 설치해야 하고, 따라서 선을 타이트하게 고정할 수 없으니 더 지저분합니다. 아래에 있는 DJI NAZA V2로 조립할 때와는 정말 많이 차이가 납니다.



할 수 없는 측면이 있기는 합니다. DJI에서는 모든 부품을 스스로 생산하고, 자기네끼리만 연동되도록 해 뒀기 때문에 외부 부품과 인터페이스를 할 필요도 없고, 할 수도 없는 반면, Pixhawk는 오픈 하드웨어니까 아주 다양한 부품과의 결합을 고려해야 합니다.


그렇다고 해도 다음 버전에는 내부 damping 이 된다고 하고... 포트만 잘 배치해도 꽤나 깔끔해지지 않을까 싶습니다. 그렇게 되겠죠. 아마도. 3DR Solo가 깔끔하게 나온 걸 보면 기대해도 괜찮겠다 싶습니다. 


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

댓글을 달아 주세요

드론/쿼드콥터2015. 12. 14. 17:41

자... 부품구입 주문을 넣은지 거의 한달만에 모든 부품이 배송되었습니다. 


비싼 부품의 경우엔 1-2만원 더 추가하여 DHL이나 EMS를 이용하지만, 그냥 없어져도 괜찮을 정도들은 무료배송을 택합니다. 


주로 AliExpress에서 구매를 하는데, 무료배송 제품을 구입하면 바로 보내는 게 아니라, 며칠쯤 지나서 부치치는 게 일반적입니다. 그로부터 대략 2주일 정도 되면 도착하고요. 그러다보니 그냥 한달 정도 걸린다고 생각하는 게 편합니다.


아래 사진이 이번에 조립할 프레임은 DJI F450 Flamewheel 입니다. 부품구입에서 말씀드린 것처럼 DJI F450 ARF키트 중에서 ESC는 빠져있습니다. HobbyWing Skywalker Quattro 20Ax4 라는 4 in 1 ESC를 사용하기 때문입니다. 그리고 다리도 없습니다. 다리는 제가 별도로 구매해 둔 것이 있기 때문입니다.



F450 프레임 조립은 간단한 편입니다. 먼저 아래쪽 판에 암 4개를 나사로 조여주면 끝입니다. 원래 DJI F450 키트를 조립할 때는 ESC에 전원을 공급하기 위해서 아래쪽 판에 납땜을 해야하지만, 이번에는 4 in 1 ESC를 사용하기 때문에 납땜이 필요 없습니다.


완전히 뒤집어서 나사를 조입니다. 이때 반드시 록타이트를 발라줍니다. 오른쪽 아래 파란색 물방울이 록타이트를 조금 덜어둔 것입니다. 드론은 진동이 심하기 때문에 그냥 나사를 조이면 천천히 풀릴 수 있습니다. (DJI에서 따라오는 나사에는 나사산 끝이 파란 걸 보니 미리 발라져 있는 것 같습니다.)



이렇게 조이면 끝입니다.



===

이번엔 다리를 조립합니다. 아래는 부품입니다. 



먼저 아래처럼 다리 한쪽을 먼저 꽂아주고



여기에 이런 부품들을 달고 (왼쪽에 구멍뚫린 판은 짐벌을 고정용입니다.)



나사를 조여주면 아래처럼 고정이 됩니다.



이런 식으로 다리를 모두 조립한 모습입니다. 꽤 그럴 듯 합니다. 그런데... 그만 아래쪽에 조그만 사각형이 보이실 텐데... 좌측 우측 다리 중간을 H 모양으로 연결하는 봉의 지지대가 부러져버렸네요. 이것만 아니면 100점이었는데요. 아쉽~~



이제 다리위에 F450 프레임을 올리고, 거기에 4 in 1 ESC까지 올려본 모습입니다. 



이렇게 해서... 1단계로 껍데기 조립은 완료되었습니다.


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

댓글을 달아 주세요

드론/쿼드콥터2015. 9. 25. 14:03

DJI Flamewheel 450 조립에 이어, 3DR Quad Kit 을 조립하고 있습니다. 제가 조립한 쿼드콥터를 보신 지도교수님이 학생들에게 강의를 해주면 좋겠다고 하여 조립을 시작했습니다. 


한번 조립해본 F450을 다시 조립하면 쉽겠지만, 저로서는 새로운 도전이 되면서, 예전부터 관심이 많았던 Pixhawk 를 만져보기 위해 이 제품을 선택했습니다.


3DR DIY Quad Kit멀티곱터 제작방법의 분류에 따르면 완전조립키트(All Inclusive Kit)입니다. 원칙적으로는 그냥 조립 설명서에 따라 조립하기만 하면 되는 겁니다. 그러나, 제가 조립해보니, Almost Ready to Fly(반 완제품)이라고 되어 있는 Flamewheel 450 보다 조립이 훨씬 까다로웠습니다. 부품도 많고, 나사를 조이는 것도 이렇게 저렇게 생각할 게 많았습니다.


그리고 무엇보다... 조립한 세트가 크기도 크고 무게도 많이 나가는데다 (멀티콥터는 무게가 곧 돈입니다.) 모양도 (제 기준입니다만) F450쪽이 이쁜 것 같았습니다. 공부하는 게 목적이라, 3DR Kit 를 선택한게 나쁘지는 않지만, 사용성을 봤을 때는 별로 추천하고 싶지 않네요.


아무튼... 예전에 써둔 글을 업데이트 하면서 제가 경험했던 사항을 정리하겠습니다. 참고로 아래에 있는 내용은 Build manual pdf 를 주로 참고하였습니다. 원 페이지에 있는 내용과 거의 동일한데 약간의 차이가 있습니다만, 그다지 작업에 지장을 줄 정도는 아닙니다.


모터 조립


- 모터를 암에 결합

  • mortor plate를 암 끝에 올림. 좁은쪽이 바깥쪽. 그 위에 모터. 
  • 모터에 있는 구멍 2개를 정렬한 후, 5mm 나사를 아래쪽 큰 구멍 속으로 넣어 조임
  • threadlocker는 한방울 이하로 사용. 끝부분 나사 4-5개 정도만 발라줌.



- 모터 cable을 암 내부로 끼움


- 밑바닥에 motor plate 결합

  • 윗쪽 motor plate와 동일한 방향으로
  • 19mm spacer 를 가운데 두고  25mm 볼트/너트 3개로 결합. 


모터 조립은 그다지 까다로운 게 없었습니다. 아래는 이렇게 해서 결합한 결과입니다. 이중 파란색 암 두개가 앞쪽이고 검은색 암이 뒷쪽입니다만, 모터에는 아무런 구분이 없습니다. 



전력 계통 결합


- Deans connector 를 ESC에 납땜

+는 빨간색선, -는 까만선에. 미리 열수축튜브 끼워둘것.

- ESC에 1-4번까지 번호를 써둘 것. 

- ESC를 PDB(전력배분판)에 결합

  • PDB에 보면 M1 ~ M4 까지 있음. 이에 맞춰줘야 함. Deans connector 와 3선 케이블을 PDB에 연결
  • 3선 케이블 연결시, 하얀색은 M1-4 위치에, 빨간색은 +, 까만색은 - 에 맞춰줌



- PDB에 전력 모듈을 연결
XT60 커넥터를 끼워줌



여기까지도 그다지 까다롭지는 않았습니다. 그런데 맨처음 ESC에 Deans Connector를 납땜해야 한다고 되어 있는데 이미 납땜이 되어 있더군요. 그리고 PDB에 그 Deans Connector를 끼워서 결합하는 게 너무 안들어가는 바람에 땀을 삐질삐질 흘렸다는 정도가 기억에 남습니다. 


아래가 연결한 결과입니다. PDB(Power Distribution Board)가 DJI의 PMU(Power Management Unit)에 비해 너무 지저분하네요.



본체 플레이트 결합


- base plate에 벨크로를 감는다

  • 맨질맨질한 면이 아래쪽으로 가야함
  • 배터리 고정용 벨크로 strap(3개)을 아래쪽 긴 구멍을 통해 끼워줌.
  • 긴 벨크로 테이프를 보슬보슬한 쪽을 base plate 아래에 붙여주고, 꺼칠꺼질한 쪽을 배터리에 붙여줌
  • *** 이 작업은 base plate 아래쪽임. 즉 배터리가 바닥 밑에 매달리는 형태
- 암을 base plate에 결합
  • 암 제일 안쪽에 있는 구멍. 30mm 나사를 끼움. 임시로 너트로 고정해둠
  • 검은색 암은 길쭉한 쪽으로 (이쪽이 후면임). 청색 암은 조금 넓은 쪽으로 연결할 것.



- 모터에 번호를 매겨둘 것. 전방후측이 1번. 반대쪽이 2번. 1/2는 시계반대방향으로 회전



- ESC와 모터 케이블을 연결함
  • 번호에 맞춰 모터의 3선과 ESC의 3선을 연결. 회전방향에 따라 색을 유의하여 꽂아줄 것.


- 전원부/모터/ESC 등을 모두 base plate 에 결합

  • ESC를 base plate 끝부분에 cable tie 로 고정 (ESC 라벨을 아랫쪽 구멍속으로)
  • 전원용 XT60 커넥터가 콥터 뒤쪽으로 빠져나오게 할 것


뭐... 여기까지도 그다지 까다롭지는 않았습니다. 모터와 ESC 를 연결하는 선이 좀 길다보니 선을 처리하는게 약간 지저분했을 뿐입니다. 그리고 공간이 여유가 많지 않아서(PDB 아래로 배터리를 묶는 벨크로도 있습니다) 약간 누르면서 윗판을 닫아야 해서 그게 좀 불안했죠.




- Top plate 결합

  • 암을 base plate에 임시고정한 볼트를 풀고 암 위에 Top plate를 올림. 
  • 1번은 25mm 볼트에 금속너트+나일론 너트를 올려서 두개로 고정 
  • 2번(검은색 암) 30mm 볼트+ thumb nuts. 파란색 암은 25mm 볼트  
  • 3번은 윗판과 아래판사이에 19mm spacer를 끼우고 25mm 볼트와 너트



- cable을 top plate 구멍위로 뽑아냄.
PDB의 2선, PDB 4선, 파워모듈 6선 등. 이 선들은 Pixhawk에 연결해야 함.

아래는 조립하는 모습입니다. 나사를 결합해야 하는 곳도 많고... threadlocker를 바르고 다시 조여주고... 


아래는 여기까지 결합한 모습입니다. 그런데 결합하고 보니 PDB에 Pixhawk용 전원선을 연결하지 않았다는 걸 깨닫고 분해했다가 다시 조립해야 했습니다. 분해하기가 마땅치 않더군요. 분해/조립에 거의 4-50분 정도 걸린 것 같았습니다. ㅠㅠ




Pixhawk 플레이트 결합


-  Pixhawk 설치

Pixhawk 키트의 foam... 4개를 구석에 붙임. 화살표가 앞쪽(넓은 부분쪽)을 향하도록 설치함.



- 버저와 스위치 설치

  • 스위치를 Accessory plate에 끼워넣음. 스위치를 분리. 전선을 구멍에 윗쪽에서 아래쪽으로 끼워넣음. 
  • 스위치 케이블을 Pixhawk 에 있는 SWITCH 포트에 결합. 
  • 양면테이프를 사용하여 버저를 Accessory plate 아래쪽에 부착
  • 스위치는 위쪽, 버저는 아래쪽에 위치함. 아래 그림은 바닥쪽에서 찍은 것. 버저는 GPS 마스트 밑에 부착


-  GPS 설치

  • 기둥을 Accessory place 앞쪽에 설치. 단 이때, GPS 마스트 위쪽에서 낮은 부분이 왼쪽으로 가도록 할것
  • 마스트에서 비닐 벗겨내고, GPS 안테나 설치. 이때도 방향유의. 화살표가 앞쪽으로.
  • 선을 케이블 타이로 정리



- Pixhwark 선 연결
  


- ESC 선 연결

- RC Receiver 연결. 

   *** 단 Futaba 일경우에도 SBUS(두번째)에 연결하면 안됨




- 플레이트 결합
  • Pixhawk plate위에 30mm 스페이서를 두고 그 위에 Accessory plate


  • 위쪽에서 나일론 bolt로 조이고, 아래쪽은 금속 너트
  • 결합된 Pixhawk plate를 Top plate위에 올려두고, 너트만으로 결합

- 기타 부품들 결합
  • I2C splitter, telemetry radio, RC 리시버 등 위치 선정. 양면테이프로 고정
  • 각 부품들을 Pixhwak 와 확실하게 결합
==== 
현재 여기까지 정리된 상태입니다. 아직까지 부품의 자리를 잡지도 못했고 선도 정리되지 않았습니다. 다음 시간에 정리를 하기로 했습니다.



====

아직까지 정리가 안된 게 있습니다.  Power Distribution Board 에서 2선짜리 선과 4선짜리 선을 올렸고, Power Module 에서 6선짜리 선을 끄집어 올렸는데, 4선짜리(ESC 선)과 6선짜리 선(Pixhawk Power) 는 처리를 했는데, 2선짜리 선을 어디에 꽂아야 하는지 전혀 정보가 없었다는 것입니다. 잘 찾아보니... 별도의 BEC로 보조 전원을 쓰는 데 사용할 수 있을 것 같기도 하고... APM 쪽에 꽂는 것 같기는 한데, 아무튼 Pixhawk에는 사용되지 않는 것 같습니다. 


다음에 좀 더 정리하면 보충하도록 하겠습니다.


민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

댓글을 달아 주세요

드론/쿼드콥터2015. 5. 20. 16:33

이전 글 DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(1)에서는 DJI 관련부품 목록과 구매과정을 정리했습니다. 이 글은 이렇게 구한 부품들을 조립하는 방법에 관한 여러가지 자료들을 정리하기 위한 목적입니다.


이글은 많은 글을 참고로 작성하였습니다. 드론을 맨처음 조립하기로 마음먹게 만들었던 나의 쿼드콥터 제작기로 부터 유튜브 동영상들..., 그리고 링크를 따라가다 만든 다양한 자료를 취합했습니다.


제가 쿼드콥터 조립하는 과정은 아래 글들에서 볼 수 있습니다.

이전 글에서 말씀드린 것처럼, 쿼드드론 부품은 FPV(First Person View) 를 포함해 일체의 부품을 모두 구입했습니다. 하지만 조립은 2단계로 진행할 예정입니다. 1단계는 쿼드콥터 그 자체만 조립할 예정이고, 2단계에서 FPV 부품들을 결합하려고 합니다. 한꺼번에 조립하기에는 너무 복잡하다는 이유도 있고, 아직까지 쿼드콥터를 잘 조종할 능력이 안되기 때문이기도 합니다. 이 글에서는 1단계만 다룹니다.


아래는 엊그제 도착한 F450 Flame Wheel ARF 키트입니다. 이걸 조립하는 겁니다. :)




이 단계에서는 프레임과 모터/프로펠러, 비행조정장치(Flight Controller), R/C 송수신기를 연결하는 데 까지만 다룹니다. 한마디로, 사진촬영기능도 없고, 단순히 날릴 수 있는 정도까지만 조립하는 것입니다. 


이렇게 조립하는 것은 사실 그다지 어렵지 않습니다. 약간 어려운 부분은 비행조정장치에 여러가지 선들을 연결하는 부분이 복잡할 뿐입니다. 나머지는 그냥 납땜과 나사 조이기 뿐입니다. 그리고 이 과정은 유튜브에 검색해 보면 많이 나와 있습니다.


우선적으로 참고할 문서는 DJI의 F450 매뉴얼입니다. 사실 매뉴얼이라고 하기엔 너무 간단합니다. 커뮤니티에서도 매뉴얼이 극악 수준이라고 원성이 자자합니다. 그래도 아래 그림은 쓸만합니다. F450 프레임을 조립하는 방법이 모두 담겨있습니다.



다만, 이 그림에서 프레임하판이 좌우 방향으로 배치되어 있는데, 전후방향이 되어야 합니다. 특히 전방으로 카메라를 달아야 하기 때문입니다.


아래는 F450을 조립하는 방법을 담은 유튜브 비디오를 정리한 것입니다. 이 비디오에서 유의할 점은 14:54부터 암에 모터를 연결하고 프로펠러도 연결하고 있는데, 프로펠러는 가급적 나중에 조립하는 게 좋습니다. 걸리적거리기도 하지만, 우연히 연결되서 돌아가면 다칠 우려 있기 때문입니다.

    • 0:00 - 5:55 - F450 구성품 소개
    •  - 8:38 - 준비물(납땜기 및 땜납, 납땜 청결제, 케이블타이, 칼, 육각별 드라이버, 니퍼), 
    • - 10:30 - 프레임판, 나사 등 소개
    • - 12:12 - 암과 모터의 관계를 대략 설명. 1/3은 반시계(Silver) 등
    • - 14:54 - 암에 모터를 연결
    • - 22:00 - 프레임 밑판에 ESC 납땜.
    • - 24:49 - ESC 전원선에 모듈형 소켓 납땜(필요없음)
    • - 26:10 - NAZA-M 과 NAZA Lite의 차이점 설명 (CAN 버스를 사용한 확장성)
    • - 27:24 - PMU(Power Management Unit)의 차이 설명. NAZA Lite의 경우, PMU/LED 일체형임
    • - 29:33 - PMU와 모듈형 소켓을 프레임판의 전원에 납땜 연결
    • - 30:32 - Front Arm(빨간색) 고정
    • - 31:30 - 뒷쪽 암(하얀색) 고정
    • - 33:00 - ESC를 케이블 타이로 고정
    • - 34:32 - LED 모듈을 뒤쪽 암에 고정(양면테이프 및 타이)
    • - 35:56 - NAZA Lite 모듈 설치위치 설명(중심선과 화살표 맞추기)
    • - 37:06 - NAZA Lite 를 양면테이프로 고정
    • - 38:43 - ESC의 콘트롤 선을 NAZA Lite에 꽂아줌. 전방우측이 1번. 반시계방향으로 2/3/4
    • - 39:38 - NAZA Lite 의 반대쪽 꽂는 위치는 리시버 커넥터임
    • - 40:54 - 여기에 커넥터 5개 연결. A/E/ 등
    • - 41:53 - 나머지 두 커넥터는 크다. X3(맨오른쪽), LED(상단 좌측)에 연결
    • - 42:17 - 케이블 타이로 케이블을 정리
    • - 43:43 - 프레임 상판을 나사로 고정
    • - 44:59 - 정중앙에 벨크로테이프 부착 및 배터리 고정용 선 고정
    • - 47:09 - GPS 고정. 화살표 방향을 전방으로 맞춰줄 것
    • - 48:02 - GPS 케이블 처리
    • - 나머지는 기타 설명

    아래는 또다른 비디오입니다. 1편부터 14편으로 나누어 별도로 올려뒀네요. 이중에서 7번부터는 제2단계, 즉 FPV 를 조립하는 방법입니다. 

    아래 비디오도 참고할 만합니다. 이건 별도의 설명없이 촬영만 했습니다.

    https://www.youtube.com/watch?v=3noy4Dhvhx0


      쿼드콥터용 F450 ARF 세트 조립 순서 정리


      위의 여러가지 비디오... 그리고 다른 글들을 보면, 조립방법이 거의 비슷하기는 하지만, 약간씩은 차이가 납니다. 자신들의 경험이 말해줄테니까요. 여기에서는 이러한 여러가지 방법을 나름대로 조합해서 최적이라고 생각하는 조립 순서를 정리했습니다. 물론 실전에서는 다를 수 있습니다.


      먼저 주의사항. 위에서도 잠깐 언급했지만, 프로펠러는 위험하기 때문에 맨 마지막에 조립하는 게 좋습니다. 특히 배터리를 연결할 때 주의. 물론 배터리를 꽂는다고 바로 작동되는 건 아니지만, 만약 작동된다면 매우 위험합니다. 그러므로 모두 정상적으로 연결되었다는 걸 확인하고 날리기 직전에만 프로펠러를 꽂는게 좋습니다.


      준비물입니다. 칼. 니퍼. 케이블타이. 6각형 별모양 드라이버. 납땜기 세트. 나사 고정용 접착제(록타이트 242). 수축튜브. 열수축기. 절연테이프. 이게 모두 필요한 건 아닙니다. 록타이트, 수축튜브, 절연테이프 등은 필요에 따라 사용해도 됩니다.


      아래는 조립순서입니다.

      1. F450 프레임 밑판(기판의 역할을 겸함)에 ESC를 납땜으로 연결. 이때 ESC 전원선을 적당한 길이로 잘라줌. 양극/음극의 선길이를 달리하여 암을 감싸도록 하는 경우도 있고, 수축튜브로 고정하는 경우도 있음. 
      2. 프레임 밑판에 배터리 선과 PMU 를 Power Pad에 납땜으로 연결.
      3. 프레임 밑판에 암을 연결 (여기에서는 1,2를 순서를 바꾸는게 좋다고 함. 2를 먼저하면 3번에서 좀더 타이트하게 연결가능. 하지만 작업은 번거로움) 록타이트 222(보라색), 242(청색)으로 엷게 도포한 후 나사체결. 보라색 및 청색은 추후 해체가능함.
      4. 프레임 암(Arm)에 ESC 묶어줌. 모터 연결. 
        • 이때 빨간색 암이 전면이 되도록 설치. (반드시 이렇게 할 필요는 없어도 대부분 이렇게 함)
        • 1번/3번 모터는 반시계 방향(Silver), 2/4번 모터는 시계방향(Black).
        • 모터와 ESC를 연결할 때 세개의 선을 임의로 연결하면 됨. 반대로 돌아가면 임의의 2개의 선을 바꿔꽂아주면 됨.
      5. NAZA-M V2 프레임 중심에 부착. 이때 NAZA-M V2 중앙에 있는 화살표 방향을 기체의 전진방향에 맞추고, 중심선을 기체의 중심선에 맞춰서 부착
      6. PMU 및 LED 연결
      7. NAZA-M V2에 ESC 및 R/C 수신기(Receiver) 연결
      8. 프레임 윗판을 체결
      9. GPS를 윗판에 고정(화살표가 전면으로 향해야 함, 가능한한 자석에서 멀리)후 PMU에 연결
      10. 임시로 배터리를 연결한 후 LED를 확인할 것. 아래처럼 나와야 함. 
      11. 모터 방향 확인.
      12. NAZA-M Assistant Software 설치 및 상세 조정
      13. 프로펠러 고정. 3S 배터리는 10인치, 4S 배터리는 8인치 프로펠러. 록타이트는 사용하지 말것. 손으로 끝까지 돌린 후, 렌치로 50도 정도 돌려주면 됨. 
      14. 시험비행.


      NAZA-M V2 결선방법


      위 조립순서에서 6-9번에 해당하는 결선에 관한 내용입니다. NAZA-M V2 매뉴얼에 포함되어 있는 그림입니다. 


      ====

      이상입니다. 이제는 대충... 어떻게 조립해야 할지 머리에 그려집니다. 다음번엔 조립하는 과정을 올리겠습니다.

      민, 푸른하늘

      Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

      댓글을 달아 주세요

      1. 잘보고가요

        2015.07.14 20:48 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
      2. 비밀댓글입니다

        2015.07.19 11:59 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
        • 여기에 필요하신 사항을 올려주세요. 저는 왠만하면 개인적으로는 연락하지 않습니다. 죄송합니다~~ 그리고 궁금하신 내용도 이 글을 보러오는 분들께 도움이 될 수 있으므로, 가능하면 비밀글은 피해주세요.

          2015.07.20 08:51 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
      3. 비밀댓글입니다

        2015.07.19 12:50 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
        • 모터와 ESC는 원래 3개의 선으로 연결되고 그냥 끼우면 되는데요. 무슨 말씀인지... 사진을 올려봐주세요. 같이 검토해보시죠.

          2015.07.20 08:45 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
      4. 안녕하세요
        드론에 대한 자료 잘보고 있습니다.
        저도 450급 조립 중인데요
        한가 궁금한게 있습니다
        조립은 다 했는데요
        모터를 돌려 보고 싶은데요
        자세한 자료를 찾을수 없어 문의드립니다
        바인딩까지는 된거 같아요

        9xr pro, d8r ii plus, naza m lite
        사용중입니다

        감사합니다

        2016.01.15 17:13 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
        • 저는 NAZA M V2를 사용했는데, NAZA M lite도 마찬가지일 겁니다. NAZA M lite 사이트에 들어가서 Naza-M Lite Assistant Software 를 설치하고 설정하면 됩니다.

          2016.01.18 10:05 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

      드론/쿼드콥터2015. 4. 27. 15:26

      멀티콥터 제작방법에서 있는 것처럼, 멀티곱터/드론을 제작하는 방법은 상당히 다양합니다. 완제품을 구입하는 건 논외로 하더라도, 완전조립키트(All Inclusive Kit), 반 완제품(Almost Ready to Fly), 프레임 기반 수제작(Frame Build up), 완전 수제작(Scratch Build) 등 여러가지 방법이 있습니다.


      저는 일단 완전 초보자이기 때문에 반완제품(Almost Ready to Fly) 쪽으로 방향을 잡았습니다. 완전 조립 키트 같은 경우, 뭐랄까... 조금 배울만한 것도 없고, 확장성도 떨어질 듯 싶어서입니다.


      반완제품으로 드론/쿼드콥터를 만드는 방법은 DJI의 F450 FlameWheel (또는 F330)을 기반으로 조립하는 경우가 많습니다. 가격대 성능비가 좋기 때문이랍니다. 저도 이 키트를 기반으로 제작합니다..



      이렇게 출발을 해도 두가지 방법이 있습니다. 모든 걸 DJI 부품으로만 조립하는 경우와, 오픈소스로 나와있는 여러가지 부품으로 조립하는 경우입니다. 일단 저는 모두 DJI 부품만으로 조립합니다. 나중에 시간과 자금이 되면 다른 방법도 시도해 봐야죠.


      제일 먼저 필요한 게 적절한 부품을 고르는 일입니다. 처음에 DJI 부품만으로 쿼드콥터를 조립하기로 결정했을때에는 아주 쉬울 걸로 생각했습니다. DJI 사이트 어디엔가에 모범답안이 있겠지 하는 생각이었습니다. 그런데 전혀 아니었습니다. 물론 제가 모두 뒤져봤다고는 할 수 없지만, 그런 문서는 어디에서도 발견할 수 없었습니다. 게다가... 여기저기에서 정보를 수집한 후, 필요한 부품을 정리한 후에도 문제가 있었습니다. 분명 DJI 부품임에도 DJI 쇼핑페이지에서는 구입할 수 없다는 것이죠. 


      아무튼 시작부텀 여러가지로 머리가 복잡하네요.

      제가 쿼드콥터 조립하는 과정은 아래 글들에서 볼 수 있습니다.

      ====


      첫번째. 가장 중요한 프레임과 비행콘트롤러입니다. 이것은 DJI Official Store에서 구입가능합니다. 가격은 54만원 정도. 그런데 저는 DJI에서 구입하지 못했습니다. 카드 결재가 안되서요. 다른데서는 잘되는 카드가 왜 DJI 에서만 안되는지는 모르겠지만, 하여튼 운송비 포함 US$ 460 정도로 RC711 에서 구입했습니다.



      그 다음... 고프로(GoPro)용 짐벌(Gimbal) 입니다. 일단 GoPro Hero3+ 와 연동되는 짐벌은 Zenmuse H3-3D 입니다. 이 걸로 구입한다면 구지 따로 구입할 게 아니라, DJI 사이트에서 F450과 한꺼번에 구입할 수도 있습니다.  


      하지만, 조사하다 보니 H3-3D 보다 고급 모델이 있네요. 새로 출시된 GoPro Hero4와 연동이 되는 Zenmuse H4-3D 가 그것입니다. 이건 알리바바에서 구입했습니다.


      DJI 에서 나온 짐벌을 살 때 유의할 점이 있습니다. GCU(Gimbal Control Unit)을 별도로 구매해야 한다는 것입니다. 원래 H3-3D 나 H4-3D 는 Phantom2, Phantom3 용으로 제작된 것으로, 팬텀 시리즈에는 GCU가 내장되어 있어 필요없지만, 따로 구성을 해야 할 때는 GCU를 별도 구입해야 합니다. 이것도 알리바바에서 같은 상점을 통해 구입했습니다. 두개 모두 합쳐 가격은 (운송비 포함) $600 정도 됩니다.


      ====

      여기에서 잠시 GoPro 3+ 와 4를 비교해 봤습니다. 아래는 이 사이트를 참고해서 정리한 것입니다.


      크기 : 41mm x 61mm (두께 21mm 보호렌즈 부착시 30mm) 로 동일. (black/silver 차이도 없음)

      무게 : Hero4 는 88(black)-83(silver). Hero3는 74 그램. 약간 무거워졌네요.

      FOV : 화각이 거의 180에 가까움. 변함없음. 

      F값 : 2.8 동일

      센서의 크기: 1/2.3" 로 변함이 없음(Hero3 silver는 1/2.7"). 4,000 x 3,000 픽셀. 화면비율 4:3

      4K 레코딩 : Hero4 블랙은 다른 모델에 비해 fps가 두배임. Hero3+ silver는 4K 촬영 불가



      HD 레코딩 : 모두 1080p 로 촬영가능하나, Hero4 black의 경우 최고 120 FPS로 촬영가능

      슬로모션 촬영 : 실질적으로 Hero4 블랙만이 HD로 슬로모션 가능. 

      bitrate : Hero4 블랙 60Mb/s, 실버와 Hero3+ 블랙은 45Mb/s, 실버는 25Mb/s

      오디오 : 모두 mono 만 지원. 

      스틸사진 : 12MP 까지 지원. (Hero3+ 실버는 10MP)

      스틸연사 : 30 fps. 실버는 10fps.


      좀더 자세한 내용도 있는데, 그다지 도움되지는 않을 듯 하여 여기까지만 정리합니다. 요약해서... Hero4는 비디오성능이 4K 를 지원하도록 향상되었다고 보면 될 것 같습니다. 


      결국 GoPro Hero 4 Black 에디션은 국내에서 다나와에서 검색을 해서 최저가로 구매를 했습니다. 32GB 메모리카드까지 포함시키니 57만원 정도 되네요. 


      ====

      다음은 비디오 송수신장치. FPV(First Person View) 키트 라고 할 수 있겠네요. FPV는 드론이 촬영하는 내용을 실시간으로 확인하는 장치로서, 일반적으로 TV 모니터에서 확인을 하지만, 고글을 사용하면 정말 사실감이 넘친다고 합니다. 내가 직접 날라다니는 느낌이 들겠죠. 외국에는 이걸 즐기는 사람도 많다네요.


      그냥 쿼드콥터를 날려서 촬영한 뒤 착륙후 확인하겠다면 비디오 송수신 장치는 필요 없겠지만... 뭘 촬영하는 지 보면서 쿼드콥터를 조종해야 할테니, FPV 장치가 필요하고, 그 핵심이 송수신장치입니다.


      일단 추천 받은 것은 DJI에서 나온 AVL58 5.8 GHz Video Link Kit 입니다. 이것도 알리바바에서 구매했습니다. 가격은 US$210 정도.



      그리고... 비행상태를 비디오에 출력해주는 iOSDi mini 도 함께 필요합니다. 이 녀석을 거치면 GoPro에서 촬영된 화면 상하좌우로 쿼드콥터의 높이, 속도, 배터리 상태 등이 출력되어 나타납니다. 이 녀석도 알리바바에서 구입했습니다. 



      iOSD mini 를 검색하다보니 iOSD, AVL58, 그리고 GoPro를 한꺼번에 처리할 수 있는 케이블이 있더군요. 일단 어떻게 사용될지는 확실치 않지만 함께 구매했습니다. 이 두개를 합쳐서 US$60 정도 됩니다.


      ====

      R/C 송수신기(Transmitter and Receiver)


      송수신기는 정말 종류가 많습니다. 가격도 아주 다양하고요. 저는 사실 뭐가 뭔지 잘 모르겠습니다. 그래서 아는 분으로부터 추천을 받아 Futaba 14SG로 구입하기로 했습니다. 안정성이 높고, 거리도 멀리까지 통신이 가능하고 채널도 많다고 알고 있습니다. 나중에 좀더 공부를 해봐야겠습니다.



      물론 송신기만 있어서는 안되고, 수신기가 함께 있어야 합니다. 이건 쿼드콥터 내에 설치되는 부품입니다. 이걸 세트로 판매를 하는 게 당연할텐데, 송신기만 따로 파는 경우도 있다네요. 아래는 Futuba R617FS 입니다. 일단, 국내에서 구입하기로 했습니다. 가격은 US$ 600 정도 됩니다. 비쌉니다. 조종가능한 거리와 채널 수 등이 차이가 있다는데, 하여튼 오래 사용할 거니까 좋은 걸로 쓰기로 했습니다.


      ====

      배터리. 드론용 배터리는 LiPo(리튬폴리머) 배터리를 사용합니다. 단위무게당 효율이 높기때문입니다. ardupilot wiki 에 따르면 모터 하나당 1000 mAh 짜리가 하나씩 있으면 된다고 합니다. 그러니까 4000mAh 정도면 된다고 하네요. 배터리는 최소 2개는 필요하고, 충전기도 필요합니다. F450 매뉴얼에 따르면 배터리는 3S ~ 4S (cell)이 필요하다고 하네요.


      저는 HobbyKing 을 통해서 ZIPPY Compact 4000mAh 4S 25C Lipo Pack 로 4팩을 구입했습니다. 이와 별도로 배터리 상태를 체크할 수 있는 Turnigy DLUX LIPO Battery Cell Display and Balancer (2S~6S) 를 구입했습니다. 가격은 두개 합쳐서 US$ 170 정도 됩니다.


      아래가 배터리고요...



      이게 배터리 체커입니다.



      그리고 충전기도 별도로 구매했습니다. 충전기가 약 20만원 정도랍니다.


      배터리쪽이 아주 복잡하네요. 가끔 스마트폰이 폭발했다는 이야기를 들으셨을텐데, 그때 폭발한 것이 리튬 배터리입니다. 이 LiPo 도 거의 비슷해서, 무게당 효율이 아주 좋지만, 잘못 다루면 아주 위험하답니다. 그래서 주변기기들이 복잡하다네요. 좀더 공부해봐야 할 것 같습니다.

      ====


      대략 여기까지 입니다. 가격이 만만치 않습니다. 다합치면 US$ 1500 정도 + 한화로 160 만원정도. 합쳐서 310만원 정도 나오네요. 물론 이렇게 비용이 많이 나온 것은 GoPro 카메라나, R/C 송수신기, 충전기 등을 원래 요구 스펙보다 고성능 제품을 산 이유도 있습니다.

      이렇게 조립할 바에는 Phantom3가 훨씬 더 좋습니다. 특히 그냥 한번 조립해보겠다면 그냥 구입하는 게 더 좋습니다. 최종 성능을 보면 제가 조립하려는 기체와 Phantom 3가 비슷한테, 팬텀쪽이 훨씬 컴팩트하고, 가격은 반정도 뿐이 안됩니다. 다른 기체도 마찬가지로, 이 정도급은 조립보다 구입이 훨씬 가격이 저렴합니다.

      그럼에도 불구하고 뭔가 만져보고 원리도 배우고 원하는대로 개조할 수 있는 기술을 가지려면 이렇게 출발할 수 밖에 없겠죠. 나중에 어디까지 만져볼 수 있을까요? 저도 그게 궁금합니다. :)

      마지막으로 한가지. 원래 멀티콥터 제작방법 에서는 처음에는 절대로 FPV 시스템까지 조립하지는 말라고 하고 있습니다. 너무 복잡하다는 이야기겠죠. 일단 저도 조립할 때는 2단계로 나눠하는 게 낫지않을까 싶습니다.

      민, 푸른하늘


      Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

      댓글을 달아 주세요