드론/쿼드콥터2016. 9. 26. 18:42

이 글은 5인치 혹은 6인치 프롭을 사용하는 210-250 size 레이싱 드론 (Racing Drones) 또는 미니 쿼드콥터의 부품 리스트 및 브랜드를 정리한 글입니다. 아마도 다음번 레이싱 드론을 조립할 때 조사할 시간을 많이 줄여줄 수 있을 것이며, 좋은 부품을 빠뜨리는 일이 줄어들 것입니다.

이 리스트에 어떤 부품을 추가하고 싶으시다면 이 포럼으로 알려주시면 감사하겠습니다.

LiPo 배터리

모터, 프롭, ESC를 결정하였으면, 이제 LiPo 배터리를 찾아볼 시간이다. 주의할 사항은 다음과 같다:

  • 셀의 갯수
  • 용량
  • C-rating

셀의 수 3S ? 4S?

모터/ESC 제작사는 자신의 모터에 몇셀짜리 LiPo를 사용하라고 추천하는게 일반적이다. 셀의 갯수가 많아지면 힘이 좋아지고, 그 결과 속도가 높아지지만, 배터리 충전기가 지원하는지 반드시 확인해야 한다.

용량(Capacity)

레이싱드론을 위한 가장 대중적인 용량은 3S, 4S 모두 1300mAh 와 2200mAh 사이이다.기본적으로 비행시간과 무게 사이에 적절한 균형을 찾아야 한다. 용량이 많아질 수록 체공시간은 길어지지만 무거워진다. 너무 무거우면 굼뜨다는 느낌이 들고 민첩성이 떨어진다. 심각한 레이서와 프리 스타일 조종사의 경우 기체가 가벼운 것을 선호하며, 따라서 1300mAh 와 1500mAh 가 가장 인기가 좋다.

C Rating

C Rating is closely related to the maximum current draw. Here I explained what C rating is.
The way I calculate C rating, is by working out what the current draw is at 100% throttle. If I am going for 1300mah battery, and the maximum current draw is 48A (for 4 motors), I can work out what the C-rating I need.

C Rating은 최대 전류 소모량과 관련이 있다. C raiting을 계산하는 방법은 100% throttle에 얼마나 전류가 흐르르냐 하는 것이다. 1300mAh 배터리를 사용하고 최대 전류량이 48A (모터 4개), C rating 은 다음과 같이 계산된다.

C rating = peak current draw / capacity

따라서 48/1.3 = 6.92. 즉, 1300mAh 배터리를 사용할 경우, C rating 이 37 정도이면 좋다.

예를 들어, 이 사례에서는 아래와 같은 배터리가 좋은 후보가 될 것이다.

  • ZIPPY Compact 1300mAh 3s 40c Lipo Pack
  • Turnigy nano-tech 1300mAh 3S 45~90C Lipo Pack

어떤 사람들은 C rating이 작아도 무방하다고 생각하지만, C rating이 요구수준보다 낮으면 레이싱드론의 힘이 떨어지게 된다고 하는 사람도 있다. 확실한 것은 C rating 이 요구수준보다 낮으면 배터리가 열을 받아 온도가 올라가고, 이에 따라 배터리 수명이 짧아진다는 것이다.

참고로 C rating 이 높은 배터리는 더 무거워지는 경향이 있다.

Popular LiPo Brand Names
Turnigy Nano-Tech
Zippy
Drone Lab
Tattu (Gens Ace)
Dinogy
Lumenier
Multistar
SLS
Bonka
Onbo
Acehe

HVLi ?

현재 HVLi (또는 LiHV, High Voltage Lipo battery. 고전압 리포배터리)라는 새로운 배터리 유형이 있다. HVLi는 셀당 4.35V까지 충전할 수 있어, 시작 전압이 높아 용량이 더 크다. LiHV 배터리의 장단점은 여기를 읽어보라.

FPV 카메라

일반 가이드는 여기를 읽어보라.

PZ0420(소니 super HAD)는 한때 가장 뛰어난 FPV 카메라였지만, 현재 많은 사람들은 Runcam Swift 혹은 HS1177 과 같은 케이스를 씌운 카메라를 더 선호한다. 레이싱드론에 설치하기도 쉽고, 성능도 PZ0420과 적어도 비슷한 정도이다. 나는 개인적으로 Swift를 좋아하는데, 적절하게 설정만 하면 거의 모든 상황에서 정말 잘 작동한다.

야간 FPV 비행에서는 Runcam Owl Plus 와 Foxeer Night Woof 와 같은 "Starlight 카메라가 시판되고 있다.

CMOS 카메라가 다시 인기를 얻고 있는 중이다. CCD에 비해 WDR이 훨씬 좋고 빛 처리성능도 뛰어나기 때문이다. Aomway 700TVL 와 Runcam Eagle 이 정말 성능이 좋다.

Camera NamePictureTVLPriceLens Focal Width / FOVInput Voltage
Sony Super HAD PZ04202-sony-600tvl-fpv-ccd-camera-without-case600 TVL$302.1mm, 2.8mm, 3.6mm12V
Sony Super HAD MiniSony-Super-HAD-600TVL-Mini-fpv-camera-quadcopter600 TVL$352.8mm, 3.6mm5V-22V
Sony 960H CCD Effio-VSony-960H-Effio-V-800TVL-fpv-Camera-quadcopter800 TVL$472.8mm, 3.6mm, 6mm6V-16V
Sony Super Had PZ0420Mruncam-pz0420m-fpv-camera-2-8lens600TVL$362.8mm5V-17V
Runcam Sky Plusruncam_sky_fpv-camera600TVL$362.8mm, 3.6mm5V-17V
Aomway 700TVL AOMWAY 1200TVL FPV camera700TVL$25170°3.6-5.5V
Runcam Swiftruncam swift fpv camera front lens logo600TVL$402.8mm5V-17V
HS1177runcam swift fpv camera hs1177 comparison size600TVL$402.8mm5V-17V
Owl PlusRunCam Owl Plus FPV camera lens front700TVL$50150°5-22V
Runcam Eagleruncam eagle fpv camera800TVL$65130°5-17V
Arrow HS1199foxeer arrow hs1199 fpv camera600TVL$402.8mm5-22V
Foxeer Night Wolfnight wolf foxeer fpv camera700TVL$40unknown5-35V

비디오 전송기/수신기 (Video Transmitter/Receiver)

비디오전송기(vTX : video transmitter) 와 비디오수신기(vRX)는 아주 많은 제품이 있다. FPV 용으로 1.2GHz, 1.3GHz, 2.4GHz 등 다른 주파수를 사용하는 것도 있다. 모든 사람들이 5.8GHz 를 선호하는 이유는 주로 안테나와 vTX  가 작기 때문이다. 아울러 레이싱드론은 멀리 날지 않기 때문에 5.8GHz 도 대부분 충분하다.

5.8GHz 비디오 전성에 사용되는 5개의 공통 주파수 대역이 있다는 것을 알아두는 것이 중요하다. A, B, E, F 및 Raceband 대역으로 알려져 있다(ABCEF).  5.8GHz 밴드 테이블은 여기에서 확인할 수 있다. 각 밴드별로 어떤 주파수가 있는지, 브랜드별로 어떤 밴드를 사용하는지 설명되어 있다.

Video TransmitterPowerPicturePriceInput VoltageChannelsSupport BandsReview URL
Eachine600mWeachine-et600-video-transmitter-vtx-top$257V-23V32 chABEFOscar
FX795T-225mW
200mW
FX795T-2 5.8G 20 To 200mW 40CH Raceband VTX video transmitter$307V-24V40 chABCEFPending
FX796T200mW
600mW
FX796T-5.8ghz-40-chvideo-transmitter-vtx-mini-quad-back-connector-button-led$337V-20V40 chABCEFOscar
Atas Raceband600mWatas-raceband-600mw-video-transmitter-vtx-top$457V-20V40 chABCEFOscar
ImmersionRC600mWimmersion 600mw$707V-25V8 chFOscar
TS351200mW5.8Ghz 200mW video transmitter$187V-16V8 chEPending
Boscam TS832 600mWboscam-TS832$507V-16V32 chABEFOscar
TS5823 5.8GHz200mWTS5823-200mw-video-transmitter$347V-24V32 chABEFOscar
Aomway 5.8Ghz500mWAomway 5.8Ghz 500mw video transmitter vtx$467V-16V16 chE FPending
Aomway 5.8Ghz200mWAomway 5.8Ghz 200mw video transmitter vtx$207V-24V32 chABEFPending
Hawkeye200mWhawkeye 5.8ghz video transmitter vtx 200mw$316V-24V32 chABEFPending
Foxeer TM25 Switcher25mW/200mW/600mW AdjustableFoxeer TM25 Switcher vtx$337-24V40chABCEFPending
Immersionrc Tramp HV1mW – 600mW linear power controlImmersionRC Tramp HV VTXpending2s-4s (HV)48chABCEF + Race WandPending
RMRC Cricket VTX25mW/200mW/600mWRMRC Cricket v2 VTX$507-20V40chABCEFPending
TBS unify pro 25mW – 800mW AdjustableTBS unify pro vtx$504.5-5.5V40chABCEFPending
DIATONE Stackable SP225mw/200mw AdjustableDIATONE Stackable SP2 vtx$326-30V40chABCEFPending

VRX의 경우, 비디오 송신기와 호환가능한지 반드시 확인해야 한다. (동일한 주파수 밴드를 사용하는지) FPV 고글을 구입할 경우, RX가 내장되어 있으므로, 별도의 수신기는 필요없다.

Video ReceiverPicturePrice US$Support BandsInput VoltageReview
RC305RC305-video-Receiver$16E5VPending
RC832 32ChRC805-32-channel-video-receiver$34A B E F12VPending
Aomway DVR 32chAomway DVR 5-8GHz 32ch Video Receiver with Built in Video Recorder$42A B E F7V-24VPending
FR632 diversityFR632 diversity 5.8GHz 32Ch Auto Scan LCD AV Receiver$56A B E F6V-28VRCG
ImmersionRC UNOimmersionrc-uno-video-receiver$72F6V-16VPending
Quanum RC540RProDrone FullSet Antennah helical cloverleaf quanum diversity receiver$73ABCEF6-18VOscar

FPV 비디오 안테나

VTX와 VRX를 구입하면 대부분 Whip 안테나가 딸려온다. 대부분 잘 동작하지만, 수신범위를 넓히고, 투과성을 올리려면 Circular Polarized 안테나로 교체하는 것이 좋다. circular poloarized 안테나가 무엇이고, 왜 whip 안테나보다 좋은지에 대한 투토리얼은 여기를 참고하라.

수신범위를 더 넓히려면 수신기쪽에 helical 혹은 patch 안테나와 같은 지향성 안테나가 사용된다. 지향성 안테나는 거리는 멀어지지만, 수신 폭이 좁다. 즉, 왼쪽 혹은 오른쪽에선 신호가 약해지고, 뒤에 있다면 더 나빠진다. 지향성안테나는 이득값(gain)이 다른데, 이득이 높을 수록 지향성이 강화된다. 안테나 이득이 수신범위에 미치는 영향은 여기를 참고하라.

Antenna NameTX/RXPictureTypePriceGain
Emax 5.8Ghz CloverleafBothemax-5-8ghz-cloverleaf-antenna-fpvCloverleaf$24na
Boscam 5.8GHz Cloud SpiritBothboscam cloud spirit 5.8 antennaClover-Leaf$26TX1.1dbi,RX1.4dbi
ImmersionRC SpironetBothImmersionRC 5.8GHz SpiroNet AntennaSkew Planar Wheel$40na
IBCrazy BluebeamBothIBCrazy 5.8 GHz Bluebeam Ultra AntennaTX – 3 lobe Airscrew5 lobe Mad Mushorrom$65na
Boscam Patch AntennaRXBoscam 5.8GHz 11dBi patch AntennaPatch$811dBi
Aomway 7 Turn HelicalRXAomway 11dbi 7 Turn 5.8GHz Helical AntennaHelical$1411dbi
Fatshark SpiroNET PatchRXImmersion Fatshark SpiroNET CP Patch 5.8GHz AntennaPatch$6813dbi
TBS TriumphBothtbs-triumph-antennaCircular Polarized$401.26 dbic
Foxeer AntennaBothfoxeer-antennaCircular Polarized$103dBi
ProDrone DiversityVTX/VRXProDrone FullSet Antennah helical cloverleaf diversity outOmni & Directional$43Helical=8dBi
DYS Planar AntennaVRXdys planar antennaDirectional$2114dbi
TrueRC X-Air CrosshairVRXTrueRC X-Air crosshair antennaDirectional$3010dbi

마지막으로, 비디오 송수신기용 안테나를 고를 때, 커넥터의 유형이 호환가능한지 확인해야 한다. 차이점을 알고 싶다면 SMA and PR-SMA connectors 문서를 참고하라.

FPV Goggle / Monitor Display

화면표시 장치가 없이 FPV를 날릴 수 없다. FPV 고글은 비행 경험이 더 좋지만, 작은 LCD 모니터와 같이 저렴한 대안을 선택할 수도 있다.

나는 예전에 7인치 모니터를 사용했는데, 안경낀 사람들에게는 좋다. 비행체 상태와 FPV 상태를 쉼게 바꿀 수 있는 점도 좋다. 하지만, 태양광하에서 스크린이 똑똑하게 보이지 않는 단점이 있다.

FPV 고글 전체 목록은 여기를 참고하라.

아래는 모니터 중 몇가지를 나열한 것이다.

FPV Goggle/Monitor NamePicturePrice
7 inch LCD Monitor7-LCD-Monitor-Screen-fpv-stand$30
Fieldview 888 TFT LCD MonitorFieldview 888 TFT LCD$95
SkyZone Diversity Receiver 7′ MonitorSkyZone 5.8GHz Diversity Receiver 7.0 Inch TFT LCD Monitor for FPV 800x480 LED Backlight$120

일부 FPV 고글은 비디오수순기 내장, DVR(디지털 비디오 레코더), 헤드 트레킹 등 모니터에선 제공하지 않는 여러가지 훌륭한 기능이 들어 있는 것들도 있다.

OSD – On Screen Display

OSD는 화면에 비행정보를 표시해주는 장치로 선택사항이다. 대부분의 레이싱드론의 경우, 배터리 전압이나 타이머와 같은 기본적인 내용만 필요하다. 하지만, 이런 용도라면 텔레메트리 만으로도 충분하다.

2015년 7월 2일 갱신 – OSD 가이드를 참고하라.

OSD NamePicturePriceDisplay DataSupport Voltage Monitor
Hobbyking E-OSDhobbyking-e-osd$14voltage, timer7.2V-12V (2S – 3S)
Super Simple Mini OSDhobbyking-super-simple-osd$9voltage, timer5V-26V (2S – 6S)
MinimOSDMinim OSD v1-1$20Voltage, timer, GPS, etcn/a
MinimOSD with KV ModMINIM-OSD$11Voltage, timer, GPS, etc2S-4S
Micro MinimOSDmicro-minimosd-bottom$15Voltage, timer, GPS, etc2S-4S

나는 Micro MinimOSD를 가장 좋아한다. 저렴하고($7) 강력하기 때문이다. 전압, RSSI, 전류, GPS 정보와 같은 많은 정보를 표시해준다. MWOSD 펌웨어를 사용하면 레이싱드론의 PID/Rate 세팅을 변경할 수도 있다. 하지만, 쉽게 부서지고, 특히 전원쪽에 스파크가 발생하는데 무척 약하다는 이야기도 있다.

전원분배판(PDB and Voltage Regulator)

나는 전압조정기(5V/12V 출력)와 Power filter가 포함된 양질의 PDB를 추천한다.별도로 전압조정기를 사는 방법도 있지만, 결선이 지저분하다.

LC Polwer Filter는 전원에서 잡음을 줄이는 용도로 사용된다. 주 배터리로부터 비디오송신기와 FPV 카메라에 전원을 연결하면 비행시 화면에 걸쳐 흰선들이 날뛰는 게 보일텐데, 이것이 LC 필터가 필요한 이유이다. 구입해도 되고, 직접 만들 수도 있다.

Voltage RegulatorImageInput RangeOutputPrice
3A Mini Voltage Regulator3A-mini24.5V-28V0.8V-20V @ 3A$3
RMRC Dual5V-12V Dual Step Down Regulator2S-6S Lipo5V, 12V @ 1.5A$20
Micro 12Vgetfpv-12v-step-down-voltage-regulator14V-42V12V @ 0.6A$6
Atas Mini PDBAtas_Mini_PDB_Pro_power_distribution_board3S-6S5V, 12V @ 3A$25
Matek Mini PDBMatek Mini PDB-power-distribution-board-mini-quad2S-6S5V, 12V @ 2A-3A$5
OSDogeosdoge_pdb_power_distribution_board3S-4S5V, 12V$70
RMRC 12V Step-UpRMRC 12V Step-Up voltage regulator2.5V-12V12V @ 1.4A$3.5
DemonRC CoreDemon-Core-v2.3 pdb3S-8S5V @ 0.6A
12V @ 1.0A
$26.5
Matek 5in1 Matek 5in1 v3 pdb3S-6S5V @ 3A
12V @ 0.5A
$9
Matek Mini Power HubMatek 5v 3a power hub pdb3S-6S5V, 12V @ 3A$7.5
RROSD Pro MiniRROSD PRO MINI PDB3S – 6S$35$35

FPV 저장 카메라

레이싱드론에 두개의 카메라를 설치하곤한다. 하나는 위에서 말한 것처럼, 실제 비행에 사용되는 FPV 카메라이다. 다른 카메라는 HD 영상(예: 1080p)를 저장하는 데 사용된다. 유튜브나 Vimeo에 올라온 고품질 비디오는 대부분 이런 HD 카메라로 촬영된 것이다.

가장 좋은 것은 아마도 GoPro일 것이다. Runcam HD와 Mobius는 대중적인 저급 카메라이다. 고프로와 비교해 가격은 1/7이고 가볍고 왠만한 영상이 촬영된다. 샤오미 Yi 액션캠도 유명하다. 특히 맞춤형 Superview Script와 함께 쓸 경우, 고프로급에 필적하는 멋진 영상을 얻을 수 있다.

FPV Recording CameraPicturePriceWeightMax ResolutionMax FPS
808 #16 KeyChain808-16-camera$4017g720p30fps
Mobius (Wide Angle)mobius-camera-button-functions$7339g1080p@30fps720p@60fps
Turnigy HD ActionCamTurnigy HD ActionCam fpv camera$8358g1080p@30fps720p@60fps
JS5000js4000-fpv-recording-camera-quadcopter$10874g1080p@30fps720p@60fps
GoProgopro hero4 black fpv camera$200-$50074g-88g4K@30fpsWVGA@240fps
RunCam HDRuncam-hd-camera-3$5040g1080p@30fps720p@60fps
Xiaomi Yixiaomi-yi-action-camera-feature$10072g1080p@60fps480p@240fps
Runcam 2runcam2-camera-fpv$9949g1080p@60fps
Legend 1legend 1 hd camera$9049g1080p@60fps
Xiaomi Yi 4KXiaomi-yi-4k HD camera testing$22090g4K@25fps
1080p@100fps
GoPro Sessiongopro session hd camera$21074g1080p@60fps

기타 잡다한 물품

.드론 레이싱을 조립하려면 필요한 기타 부품들이 많다. 아래는 그 목록을 만들어 본 것인다, 장래에 주제를 확장할 예정이다.

Mini Quad Kit | RTF | BNF | ARTF

Some mini quads are pre-built with majority of the parts that you need, e.g. motors, ESCs, FC, etc. Although i do recommend reading up and choose each part yourself, some beginners might find this option easier. Here are some nice RTF/ARTF Mini Quads:

일부 레이싱드론은 모터, ESC, FC 등과 같은 부품들 대부분이 미리 결합되어 있다. 나는 물론 위 글을 읽고 따로따로 선택하는 것을 추천하지만, 초보자라면 여기 있는 게 더 나을 수도 있다. 아래는 몇가지 RTF/ARTF 레이승드론이다.

끝!!

이 글이 레이싱 드론을 조립할 때 약간의 영감과 아이디어를 주었기를 바란다. 아직 벙벙할 수도 있지만, 염려할 필요는 없다. 포럼(IntroFPV.com)에 가입하면 많은 분들이 도와줄 것이다.

레이싱드론 프레임의 역사

많은 레이싱드론 프레임이 파도처럼 왔다가 물결처럼 사라졌다. figgoat 님이 작성한 목록에는 한때 정말 사랑을 받았던 모든 프레임을 볼 수 있다.

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원문 : https://oscarliang.com/250-mini-quad-part-list-fpv/

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2016. 9. 1. 00:31

자주 묻는 질문중의 하나가 F1, F3, F4 는 어떤 차이가 있고, 어느것이 성능이 좋느냐 하는 것이다.

이 글은 Betaflight 혹은 Cleanflight를 사용하고 있는 사람들에게만 의미가 있고 유용할 것이다. 이 글은 F1 및 F3만 집중적으로 다룬다. 현재의 비행컨트롤러 중 대다수가 이 프로세서를 사용하고 있기 때문이다.

F1, F3, F4의 의미?

기본적으로 F1, F3는 비행콘트롤러의 두뇌인 STM32 프로세서의 다른 시리즈이다. STM32 시리즈는 현재 F7, F4, F3, F2, F1, F0, L4, L1, L0, W 등 10가지가 있다. 

F1 비행 콘트롤러의 좋은 예가 Naze32 와 CC3D이며, F3 보드로는 X-Racer, Motolab Tornado, Seriously Pro Racing F3, RMRC Dodo 등이 있다. 자세한 사항은 레이싱 드론용 비행 콘트롤러를 확인하라.

또한 이미 F4 비행콘트롤러도 나와 있다. OpenPilot Revolution, Sparky V2 등이 그 예이다.

Seriously Pro Racing F3Seriously Pro Racing F3

F1과 F3 의 차이

간단히 말해 F3는 F1에 비해 다음과 같은 장점이 있다.

  • 클럭속도는 동일하지만, 부동소숫점연산(floating point calculation)이 빠르다.
  • UART 포트가 하나 더 있다.
  • 일부 새로운 F3 FC는 F1 FC 보다 설계/기능이 더 좋다.

XRacer F303 flight controller topXRacer F303 flight controller top

처리 성능(속도)

F1 과 F3는 최대 클럭 속도가 72 MHz로 동일하다. 반면 F4의 최대 클럭 속도는 180 MHz 이다.

F1 과 F3의 속도가 동일하지만, 수치 코프로세서가 있어 부동소숫점 연산을 더 빠르게 수행할 수 있다. F3는 PID controller 2 (Luxfloat)에서 상당히 빠르게 작동한다. Luxfloat가 부동소숫점을 기반으로 한 알고리듬이기 때문이다. 하지만, PID contoller 1 (Rewrite)의 경우 정수 기반 알고리듬으로써, 성능향상은 없다.

많은 사람들이 이미 아는 바와 같이 Betaflight에서 현재의 최적 looptime 은 1000 이다. 자이로 샘플속도(1kHz)에 동기화 되어 있다. (약간의 배경 설명. 이 1kHz 샘플 제한은 자이로셑서와 프로세서를 연결하는 I2C 연결 때문이다. 예를 들어 CC3D의 경우 더빠른 통신이 사용된다. SPI라고 하는데 8 kHz로 작동된다. 따라서 이론상 looptime은 125까지 내려갈 수 있다. 그러나, 널리 적용하기전에 그처럼 낮은 looptime이 가능한지는 좀더 테스트해봐야 할 것으로 생각한다.)

F3 보드는 가속도계, LED 줄, Soft-serial 과 같이 CPU-intensive 작업을 돌릴 때에도 PID controller 1 및 2에서 1000 looptime까지 쉽게 내릴 수 있다. 그러나, F1 보드의 경우, 이러한 기능을 먼저 비활성화시켜야 한다. 예를 들어 1000 looptime을 달성하려면 가속도계를 꺼야 한다. 다행히 F1에 여러가지 조치나 해킹, 오버클록 등을 하여 ACC 가 활성화된 상태에서 조차 Luxfloat에서 1000 looptime을 돌릴 수 있게 되었다.

betaflight 펌웨어가 아니라면 F3 보드에서 FPU가 있다는 건 엄청난 이득이다. 가속도계 계산은 상당한 양의 부동소수점 계산이 필요하다. Cleanflight 1.10 공식발매버전의 경우 우리가 아는 바와 같이 F1 비행콘트롤러에서 1200 looptime 이해로 내릴 수 없고, 가속도계를 끄면 600 looptime을 얻을 수 있지만, autolevel은 포기해야 한다. 하지만, F3의 경우엔 가속도계를 켠상태에서도 600 looptime을 획득할 수 있다.

Betaflight를 돌릴 경우, 나는 사실 F3 보드를 꼭써야 할 필요가 없다는 데 동의하지만, 모든사람이 Betaflight를 원하는 것은 아니다.

MotoLab Tornado F3MotoLab Tornado F3

UART 포트의 수

F1은 F3와 마찬가지로 최적 looptime이 1000이기 때문에 내 생각에 F3의 가장 큰 장점은 시리얼포트(UART)가 하나 더 있다는 점일 것이다.

MiniOSD, SBUS SmartPort telemetry, Blackbox(Openlog 와 SD카드를 이용한), 컴퓨터와의 연결, GPS 등 이 모든 것들이 시리얼 포트를 사용한다.

Naze32와 같은 F1 비행콘트롤러의 경우 UART가 2개 뿐이다. 나의 경우 보통 blackbox, SBUS, MIniOSD를 동시에 다는데, F1의 경우에는 불가능하다. F3보드에는 UART가 하나 더 있어 편리하다.

F3 의 또다른 장점

어떤 F3 보드의 경우 5v 레귤레이터 또는 Pololu backpack 용 핀을 가지고 있다. 따라서, 이론적으로는 비행콘트롤러를 직접 LiPo 배터리에 연결할 수 있다.

F3보드는 또한 UART에 내장 hardware inversion 이 있어서 SBUS와 SmartPort를 연결하기 위해 X4B-SB 수신기를 해킹할 필요가 없다. F1 보드는 추가 하드웨어나 해킹이 필요하다.

F3는 거의 STM32 F1 시리즈와 pin-to-pin으로 호환가능하여, 어떤 사람의 댓글에 따르면 CC3D에서 F1 칩을 F3으로 성공적으로 교체하여 125 looptime으로 돌리고 있다고 한다.

참고로 F3는 플래시 데이터 용량과 직접적인 관계는 없다. 실제로는 보드에 사용되는 메모리가 어떤 메모리칩인가에 의해 결정된다.

RMRC Dodo F3RMRC Dodo F3

그래서, 어떤 걸 사용할까?

나는 아직 모든 드론에 F1 보드를 사용하고 있다. betaflight를 사용중으로 그것만 필요하다면 구지 F1 비행콘트롤러를 차버릴 필요는 없다.

그러나 언급한 바와 같이 Luxfloat와 가속도계를 사용하게 되면 F1 보드는 거의 한계에 근접하게 된다. soft-serial과 같이 다른 기능을 켜야 한다면 looptime을 1000에 맞추는데 문제가 생길 수 있다. 아울러 Cleanflight/Betaflight는 계속 진화하고 있어, F1 보드는 좀더 높은 처리능력이 필요할 기능을 사용하지 못할 수도 있다.

만약 내일 새로운 FC를 사야한다면 나는 아마도 F3를 구입할 것 같다. 하지만, 예산이 부족하다면 F1도 나쁘지 않다.

이글은 2015년 10월 15일에 올린 글임

원본 : https://oscarliang.com/f1-f3-f4-flight-controller/

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2016. 8. 30. 16:07

비행콘트롤러(flight controller)는 쿼드콥터의 균형을 유지하고 조정하기 위하여 센서 데이터, 사용자 명령 등을 읽어 모터 속도 등을 조절하는 회로판이다. 요즘의 모든 멀티콥터 비행 콘트롤러는 자이로(Gyroscopes)와 가속도계(Accelerometer)가 탑재되어 있으며, 고급 비행콘트롤러 중에는 기압계(barometer)와 전자나침반(magnetometer), GPS 등을 탑재하는 경우도 있다. 예를 들어 자이로스코프는 방향을 유지하고 기압계는 고도를 유지하며, GPS는 자동 운항이나 Fail-safe 목적으로 사용될 수 있다.

많은 비행콘트롤러는 비슷한 하드웨어 혹은 센서를 사용하지만, 소프트웨어와 계산 알고리듬은 달라서 비행 특성과 사용자 인터페이스가 다르다. 이때문에 다른 비행콘트롤러를 설치하면 느낌과 비행 형태가 달라지게 된다.

현재 시장에는 수많은 비행콘트롤러가 판매중이다. 비싼 것도 있고, 기능이 더 많은 것도 있다. 오래전에 만들어진 것도 있고, 값싼 짝퉁도 있다. 이 글은 비교가 아니며 단지 몇몇 비행콘트롤러에 대한 간략한 느낌 정도와, 어떤 비행콘트롤러를 선택해야 하는 가에 대한 몇가지 조언이 있다.

비행콘트롤러 선택방법

멋진 비행을 위해서는 좋은 비행 콘트롤러가 필요하지만, 어떤 FC가 다른 FC보다 항상 좋은 것은 아니다. 좋고 나쁨은 어떤 비행을 할 것인지, 어떤 멀티콥터를 날리고자 하는지 등등 여러가지 요인에 따라 달라진다. 예를 들어 설정이 편한 콘트롤러도 있고, 작은 비행체에 좋은 것도 있고, GPS를 지원하는 것도, 없는 것도 있다.

또한 많은 짝퉁이 나와 있다. 저급한 부품을 사용하기 때문에 기능과 외양은 비슷하지만, 저렴하다. 신뢰할 수 없는 FC를 사용할 경우, 쿼드콥터 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있다.

마지막으로 항상 질문을 하고, 인터넷에 올려진 정보만 신뢰하지 말라.

비교표

아래는 널리 사용되고 있는 비행콘트롤러 목록이다.

FC NamePriceRX ModesBaro/CompassGPSMicroController
APM 2.6$50PWM, PPMExternalYes8-bit, 16MHz
BrainFPV$130PWM, PPM, S.Bus, DSM, HoTTInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
CC3D$14PWM, PPM, S.Bus, DSMNoLimited32-bit, 72MHz
Crius AIO$48PWM, PPMInternal/ExternalYes8-bit, 16MHz
Flip32$24PWM, PPM, S.BusNoLimited32-bit, 72MHz
KK2.1.5$22PWM, PPMNoNo8-bit, 16MHz
Multiwii SE 2.5$15PWM, PPMInternalYes8-bit, 16MHz
Naza M Lite$170PWM, PPM, S.BusExternalYesunknown
Naza M V2$300PWM, PPM, S.BusExternalYesunknown
Naze32 Acro$25PWM, PPM, S.BusNoLimited32-bit, 72MHz
Naze32 Full$53PWM, PPM, S.BusYesYes32-bit, 72MHz
Quanton$66PWM, PPM, S.Bus, DSM, HoTTInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
Revo$130PWM, PPM, S.Bus, DSMInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
Sparky$60PPM, S.Bus, DSMInternalYes32-bit, 72MHz
Sparky 2$35PPM, SBUS, DSM32-bit,
SPRacing F3$65PPM, SBUS, DSM32-bit,
Tornado F3$29PPM, SBUS, DSM32-bit,
DoDo F3$50PPM, SBUS, DSM32-bit,

나의 첫 비행콘트롤러 -KK2

KK2 는 저자가 사용한 첫 비행콘트롤러로서, 초보자에게 첫 FC로 추천할 수 있다. 현재 가장 대중적인 보드로, 상당히 저렴하다. 32비트 FC보다 잘 날지는 못하지만, KK2보드는 보드에 스크린과 메뉴가 있다는 장점이 있다. 따라서 컴퓨터가 없이도 쿼드콥터를 설정하거나 변경할 수 있다. 사용자 친화적으로 초보자에게 유용하다. KK2를 생략하고 다른 FC를 사용해도 큰 문제는 없다.

KK 보드는 Rolf R. Bakke(KapteinKuk)가 설계하였다. 작은 그래픽 LCD와 4개의 버튼이 있어 파라미터를 변경할 수 있다. KK2는 P와 I 만 사용하며, D는 없다. 이처럼 간단하므로, KK 보드는 일반적인 드론에 좋은 성능을 발휘할 수 없다. 하지만, 그냥 가지고 나가서 날려보고 싶다면 이것으로도 충분하다.

KK2 보드에 대한 상세 정보는 여기를 참조할 것

멀티위(MultiWii) 기반의 비행콘트롤러

많은 대중적인 FC가 멀티위 기반(혹은 멀티위 코드로 부터 개발한)이다. CC3D, Naze32, Sparky, Brain FPV, Quanton 등이 그 예이다. 대부분은 이 범주에 속한다.

CC3D

이 계열의 FC는 32비트 콘트롤러의 선구자격이다. CC3D FC는 과거에는 아주 비쌌고 사용하기 쉽지 않아 많은 사람들이 멀리하였다. 그러나 현재 가격이 착해지면서 점점 더 널리 사용되고 있다. 일부 사용자들은 CC3D가 조종하기 힘들다고 불평하지만, CleanFlight와 같이 이 FC를 다룰 수 있는 펌웨어/소프트웨어가 점점 더 많아지고 있어 이러한 문제도 극복될 것이다.

Naze32

Naze32는 예전에 다루었다. Naze32는 미니급 쿼드쿱터 용으로는 가장 대중적인 FC 중 하나이며, 마케팅이 아주 잘 된 듯 하다. :D

그러나, 이 작은 보드가 성능만은 뛰어나다는 걸 부정하긴 힘들다. 나를 비롯해 많은 사람들이 이 보드가 그냥 딱 달라붙는듯 하다고 느낀다. BaseFlight GUI 역시 사용하기 매우 편리하다. 물론 CleanFlight 과같은 다른 소프트웨어도 사용할 수 있다. CleanFlight를 이용한 설정방법은 여기를 참고하라.

Naze32 Acro는 CC3D와 같이 32bit 이지만, CC3D가 제공하지 않는 전자나침판과 기압계 센서를 포함한 Naze32 Full Version 도 있다. Naze32와 CC3D와의 비교는 여기를 참고하라.

Flip32

Flip32는 Naze32 Acro의 짝퉁이다. Naze와 외형이 유사하며 동일한 소프트웨어를 사용한다.

MultiWii 보드

MultiwiiPro와 같이 다양한 종류의 Multiwii 보드가 있다. 멀티위는 수년전에 시작된 오픈소스 프로젝트이다. 이 프로젝트는 닌텐도 Wii Nunchuck 하드웨어(자이로 및 가속도계)를 사용하다. 그 당시에 널리 사용되었던 센서였기 때문이다. 그당시 오픈소스 멀티콥터 프로젝트는 거의 없었기 때문에 이 프로젝트의 코드가 복사되어 많은 다른 프로젝트 및 플랫폼에 사용되었다. 


좋은 예가 MultiWii Pro(MWP)이다. 이 보드는 아두이노를 기반으로 ATmega2560 프로세서를 사용한다. 이 보드는 자이로 가속도계, 기압계 및 전자나침반이 있다. 그외에도 GPS나 음파측심기(sonar)등의 센서도 지원한다. MultiWii는 RC 비행기 및 멀티콥터를 제외할 수 있다. 소프트웨어 인터페이스는 APM 에 비해 떨어지지만, 기능은 충분하며 비용도 저렴하다.

NAZA

Naza는 DJI 팬텀 시리즈로 인해 유명하다. Naza에 대한 정보는 여기를 참고하라.

APM2.6


신뢰성있는 GPS를 제공하는 몇 안되는 FC 이다. 최근에는 좀더 낮은 가격의 APM Mini 도 나왔다. 하지만, 나라면 이 FC를 Acro 비행에는 사용하지 않는다. :) APM2에 대한 정보는 여기를 참고하라.

Crius AIO Pro

값비싼 APM에 대한 좋은 대안. 이것도 멀티위 소프트에어를 돌릴 수 있다. 자세한 내용은 여기 참조

Brain FPV


Brain FPV는 OSD 하드웨어가 통합되어 있어 편리하다. 최근에 발매되어 나는 아직 사용해보지 않아 성능은 잘 모른다.

이 FC를 테스트중이므로 자세한 사항을 올릴 예정이다. 자세한 리뷰는 여기

Sparky, Quanton

Sparky, Quanton 및 Brain FPV는 모두 OpenPilot 프로젝트에 기반을 두고 있다. Sparky(약 40불)은 그림에 보다시피 형태가 독특하여 설치하기가 까다롭다. 하지만, 기본적인 GPS 기능을 지원한다. Quanton은 반대로 GPS 기능이 다양하며 좋은 CPU를 사용하지만 가격이 거의 두배정도이다.

==== 아래는 2015년 10월 갱신

지난 몇달동안 많은 새로운 비행콘트롤러가 개발.발매되었다. 이중 많은 FC가 Cleanflight 펌웨어 전용으로 설계되어 주로 아크로 FPV 비행으로 사용된다. 이들은 사용하는 프로세서에 따라 F3 비행콘트롤러로 불린다. 참고로 Naze32나 CC3D는 F1 프로세서를 사용한다.

F1 과 F3의 차이는 여기를 참조할 것

Seriously Pro Racing F3 (aka SPRacing)

CleanFlight의 개발자가 개발한 FC이다. 

Sparky v1과 동일한 프로세서(STM32F3)를 사용한다. 멋진 FC이며 이를 NAZE32 Full 보드의 후계자로 생각할 수 있다. 

STM32F1 보드는 그 한계에 접근하고 있다. UART 포트가 부족한 것은 물론 너무 기능은 맣고 메모리는 부족하며, 프로세서 성능은 딸린다.... 등등 예를 들어 OpenPilot은 CC3D(STM32F1기반)의 개발을 중지하였다.

Sparky2

Sparky2도 출시되었다. 이것은 OpenPilot Revo와 같이 더 최신의 STM32F4프로세서를 채택하였으며, 가격은 $57로서 기능에 비해 상당히 저렴하다.

Tornado F3

그리고 물론 Tornado F3도 방금 발매되었다. Tornado F3는 impulserc.com에서 주최한 Drone Nationals에서 우승한 쿼드콥터(조종사 FinalFlideAUS)에 사용되었다.

RMRC Seriously DoDo F3

OpenPilot Revo (Revolution)

결론

비행콘트롤러 전체 리스트 및 기능은 이 표를 참고하라. 아직 완벽한 것은 아니며, 앞으로도 계속 추가될 것이다.

원문 : https://oscarliang.com/best-flight-controller-quad-hex-copter/

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2016. 8. 22. 12:42

레이싱드론을 날리고 싶다면 먼저 시뮬레이터부터 날려보셔야 합니다. 천부적인 소질이 있다면 몰라도 아크로(ACRO) 모드로 띄워보면 불과 몇초도 띄우기가 힘들거든요. 시뮬레이션 프로그램을 통해 충분히 연습을 해야만 비용을 줄일 수 있습니다.

시뮬레이션 프로그램도 여러가지가 있습니다. 저는 아는 분이 추천해준 FPV Freerider를 사용하기로 했습니다. 가격도 4.99달러. 참 착합니다.  확장버전 FPV Freerider Recharged도 있습니다. ㅎㅎ 이것도 아까우면 그냥 데모 버전을 사용하시면 됩니다. 장소가 한군데 뿐이라는 것 뿐 동일합니다.

FPV Freerider는 키보드, 터치스크린, USB 콘트롤러를 통해 조종할 수 있습니다. 키보드나 터치스크린을 사용하면 그냥 게임이라고 생각하면 될겁니다. 하지만, 레이싱드론 시뮬레이터가 되려면 무선조종기를 연결해서 사용해야 합니다.

FPV Freerider는 다음과 같은 기기를 지원합니다.

  • Realflight and Esky USB Controllers
  • Xbox, PS3 and Logitech gamepads
  • FrSKY Taranis, Spektrum, Flysky, Graupner and Futaba RC radios.

무선조종기를 FPV Freerider에서 사용하려면 먼저 물리적으로 연결해야 합니다.  아래는 FPV Freerider 매뉴얼인데,  FAQ 부분을 보면 세가지 연결방법을 제시하고 있습니다.
FPVFreerider_manual.pdf

1. USB 직접연결

FrSKY Taranis 나 Walkera Devo 송신기 중 일부는 USB를 직접 연결할 수 있답니다.

2. USB 동글을 이용하여 연결

FPV Freerider에서 추천하는 방법입니다. USB 콘트롤러는 대략 다음과 같이 생겼습니다. 한쪽은 PC의 USB에 꽂고, 다른 한쪽은 송신기에 연결하면 됩니다. 대충... ebay에서 판매하는 제품, HobbyKing에서 판매하는 제품 같은 걸 구입하면 됩니다. 우리나라에서 구입하려면 좀 가격이 비쌉니다.

제가 가진 Futaba 송신기의 경우 아래처럼 생긴 단자를 사용하여 연결하면 됩니다.

Futaba 쪽은 아래와 같은 Trainer Port에 연결하면 되고요.

이렇게 연결한 후, FPV FreeRider 를 실행하면 오른쪽 아래에 Calibrate Controller 메뉴가 있습니다. 여기에서 송신기를 설정할 수 있습니다. 송신기 모드는 기본적으로 Mode 2로 되어 있습니다. 설정을 할 때 모든 스틱을 중간에 두어야 한답니다. Throttle도 중앙에 두어야 한다네요.

3. 오디오 케이블로 연결

Futaba처럼 포트형태가 특이하지 않다면 그냥 이어폰 단자를 통해 연결하는 방법도 있습니다. Spektrum 송신기 사용자는 이렇게 많이 사용한다고 하네요. 이는 기본적으로 "SmartPropoPlus" 라는 유틸을 사용합니다. 송신기에 3.5mm 오디오케이블(모노)를 꽂고 컴퓨터의 Line in/마이크에 꽂아준 뒤 SmartPropoPlus를 실행하면 PPM 신호를 받아서 조이스틱 드라이버로 변환해주는 방식입니다.

아래글을 읽어보면 Devo7 송신기에 오디오용 모노 케이블을 사용하는 방법이 나와 있습니다. 

http://cafe.naver.com/dronplay/97113

참고로 Futaba를 이어폰에 연결하려면 다음 문서를 참고하면 됩니다. 

http://www.smartpropoplus.com/site/index.php/14-cables/28-smartpropoplus-cable-for-futaba-rectangular-trainer-socket

아래는 제가 가진 Futaba 로 연결하는 방법입니다.

먼저 케이블입니다. 위에 보인 방법처럼 Futaba Trainer port에서 모노케이블로 연결해주는 케이블입니다. 

우선 smartPropoPlus를 실행시키면 아래와 같이 연결이 되지 않았다는 메시지부터 보입니다. 

이제 케이블을 사용하여 Futaba 송신기와 PC를 연결(마이크 또는 Line in)하면 아래와 같이 SmartPropoPlus is fully operational 이라고 뜹니다.

만약 이렇게 안뜬다면, Transmitter 탭으로 들어가서 윗부분에 Scan을 눌러주면 됩니다.

여기까지 하면 송신기가 연결된 겁니다. 이제 FPV FreeRider를 실행시킵니다. Input 은 USB Controller로 지정하면 사용할 수 있습니다. 다음으로 Calibrate Controller에 들어가서 화면에서 지시하는대로 조종간을 조정하면 사용할 수 있습니다.

===

이상입니다. 

민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2016. 8. 17. 11:01

며칠전 레이싱드론을 조립했습니다. 정확히 말하자면 저는 알려준 대로 부품을 구입해서, 조립하는 걸 지켜보면서 배운 것 뿐입니다. 그래도 다음번을 위해서라도 조립했던 과정을 정리하려고 합니다. 누군가에게는 도움이 되리라 생각하면서요.

일단 구입 부품입니다. 

맥스드론에서 구입한 목록. 총 248,000원. 여기에서 중요한 건 Vector Black Frame 과 ESC 그리고 Flight Controller 입니다.

다음 하비존에서 구입한 목록 : 총 96,800원

마지막으로 드론프렌즈에서 구매한 부품. 총 233,800원


총 비용은 578,600원 정도입니다. 생각보다 많이 나왔습니다. 제일 중요한 부품인 프레임+모터+ESC+FC 만해도 32만원정도 되네요. 직구를 하고 싼 부품을 사용하면 15-20만원정도에도 가능하다고 하는데, 다음에는 좀 싸게 맞춰봐야겠습니다. 어차피 부서질 수 밖에 없는 소모품이니까요.

사실 여기 사용된 제품은 프레임을 빼면 거의 모두 중국제입니다. 따라서 시간만 있다면 Aliexpress에서 구입하면 20-30% 정도 저렴하게 구할 수 있습니다. 예를 들어 모터 (Emax RS2205 2600K)는 60달러에 구입할 수 있습니다.

===

아래는 이렇게 구매한 부품들입니다.

먼저 프레임. VQ220 카본 프레임입니다. 크기는 220mm. 5 인치 프롭을 사용합니다.

조립하면 다음과 같은 모양이됩니다. 흠... 다른 분의 이야기로는 저런식으로 각진형태로 가공을 하면 충격에 약하다더군요. 다음엔 참고해서 다른 걸 주문하는 걸로.

아래 왼쪽은 4S 1300mAH짜리 배터리3개와 EMAX 모터입니다. 조립해주신 분은 배터리를 25개 보유중이라고 하던데... 저도 나중에 더 구매해야 할 것 같습니다. ㅠㅠ

아래는 SPIDER Pro 30A ESC 입니다. 하나는 예비. 30A라는 건 전류를 최대 30A까지 사용할 수 있다는 건데... 제가 예전에 조립했던 DJI F450 기체는 15A 짜리였고, Pixhawk용 4in1 ESC는 25A 였던 걸로 봤을 때, 레이싱드론은 훨씬 전기를 많이 사용하는 것 같습니다.

아래는 SP racing F3 비행콘트롤러

아래는 수신기입니다. 제가 원래 Futaba 14SG 송신기가 있어서 이에 맞는 호환 수신기를 구매했습니다.

프롭은 여유있게 구매했습니다. 많이 망가질 수 밖에 없으니까요.

아래는 배선용 소모품들입니다.

====

레이싱드론도 완제품을 구입할 수도 있고, 반제품을 사다가 그냥 조립만 할 수 있기도 하고, 저처럼 여러 부품을 각기 구매해서 조립하는 방법도 있습니다. 난이도와 원하는 성능에 따라 아주 다양한 선택이 가능합니다.

완전 조립하려는 이유는 조금이라도 나은 성능의 기체를 조금이나마 낮은 가격에 갖추려는 마음 때문입니다. 하지만, 이를 위해서는 어떤 부품들을 어떻게 조합하느냐가 가장 중요합니다. 그중에서도 가장 중요한 게 프레임 + 모터 + ESC + 프롭 의 조합이고요. 

하지만, 이에 대해서는 저는 아무것도 모르는 상태로, 그냥 추천해준대로만 구입한 상태입니다. 정말 좋은 조합인지에 대해서는 좀더 공부를 해봐야겠지만, 쉽지는 않을 것 같습니다. 모든 데이타가 나와 있는 것도 아니고, 대부분의 경우 이렇게 하면 좋더라 수준인데, 수많은 변수가 있어서 전부 믿을 수 있는 것도 아니기 때문입니다.

하여튼... 이 부품들로 조립에 들어갔습니다.

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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