드론/쿼드콥터2015. 11. 25. 17:43

Copter Wiki 페이지에는 멀티콥터 제작 혹은 조립에 관한 유용한 정보들이 많습니다.


그중에서 제가 제일 도움을 많이 받았던 문서는 멀티콥터 제작방법(Build your own Multicopter) 입니다. 멀티콥터를 어떻게 조립할 수 있는지에 대한 얼개를 알려준 글입니다.


이번 글은 고급 멀티콥터 설계(Advanced Multicopter Design)입니다. 멀티콥터를 제작 혹은 조립하고자할 때 가장 중요한 프레임 선정, 동력계 선정 등을 다루는 글입니다. 글이 상당히 길어서 네 부분으로 나누어 번역합니다. 이 글은 그중 마지막 글입니다.


고급 멀티콥터 설계(1) - 인기있는 멀티콥터 프레임 유형

고급 멀티콥터 설계(2) - 모터, 프로펠러, ESC

고급 멀티콥터 설계(3) - 멀티콥터 프레임

고급 멀티콥터 설계(4) - 제작 사례 및 기법


조립 사례 및 기법


  • 중대형 고효율, 고적재 쿼드콥터 조립을 위한 몇가지 설계상의 고려사항
    • 간단하고 튼튼하고 다재다능하며, 직경 18" 프롭까지 탑재할 수 있는 프레임을 가진 X 쿼드콥터에는 다음과 같은 것들이 포함된다.
    • EBay 혹은 중국으로 부터 고품질 20mm 탄소섬유 튜브 프레임 암과 SteadiDrone 모터 마운트 및 중심 프레임 튜브 클램프
    • 탄소섬유 혹은 유리섬유 바닥/상판 중심부 프레임 플레이트를 자르고 드릴 뚫고, 플레이트에 클램프와 스페이서 설치
    • 자작 혹은 상업용 랜딩기어 시스템
    • 최적의 프로급 설정에는 최고급 $120 짜리 KDE 4014XF-380KF 모터와 30A 3S-6S 4 in 1 ESC정도로 구성할 수도 있다.
    • 모터와 ESC는 약 $540 fhtj, 총 중량 10kg 이상까지 들어올릴 수 있는 콥터를 만들 수 있다.
    • 이 구성으로 사진 비디오 장비를 실은 채로 60분간의 비행시간을 달성할 수 있다.
    • 약간 보수적인 취미급 구성으로는 $40짜리 SunnySky X4108S 380KV 모터와 25A 4 in 1 ESC 정도로 구성할 수 있다.
    • 모터와 ESC는 약 $200 이며, 총 중량 5kg 까지 들어올릴 수 있는 콥터를 제작할 수 있다.
    • 이 정도 구성으로도 중소형 카메라를 탑재하고 30분의 비행시간을 달성할 수 있다.
  • 기타 추가로 고려해야 할 사항 :
    • 두개의 프레임 플레이트 밑에 프레임 플레이트를 추가하여 배터리/ESC/수신기 등을 넣을 수 있다.
    • 진공성형, 가공, 혹은 제작된 상하부 껍데기를 씌우면 방수방진에 강한 콥터를 만들 수 있고, 사고 위험을 줄일 수 있다.
    • 이 프레임은 끝에서 끝으로 27" 이하지만, 운송시 프롭을 제거할 수 있거나 암을 접는 것도 가능하다.
    • 이 프레임은 아주 가볍고 튼튼하며, 설정 방법의 자유도가 많고 쉽게 업그레이드 할 수 있다.
    • 저렴한 동력계통으로도 큰 프롭을 사용할 수 있어서, 평균 비행시간보다 더 낫게 된다.
    • 콥터의 성능은 선택된 동력계, 배터리 그리고 총 중량에 따라 결정된다.
    • 중심부 플레이트 하부에 카메라 짐벌을 달 수 있는데, 랜딩기어가 카메라 뷰를 방해하지 않도록 조심한다.
    • 랜딩기어는 프롭워시에 의한 간섭을 최소화 해햐 하며, 튼튼하고 탄력이 있으며 안정적이어야 한다.
    • 정말 직접 프레임을 만들겠다면, 바로 여기서 부터 출발하면 좋다.

  • 위에 있는 설계는 아주 기능이 좋은 프로급 쿼드콥터로, 성능과 비행시간 범위가 아주 넓다.

고효율 리튬배터리에 최적화된 소형 쿼드콥터


  • 최신 초고효율 리튬 배터리는 일반적으로 사용하는 LiPo 배터리에 비해 무게당 에너지 밀도가 거의 2배에 달한다.
  • 3300 mAh 3.7volt Panasonic NCR18650B 배터리의 무게는 47 그램임에 비해, 동등한 일반 LiPo 의 무게는 100 그램에 달한다.
  • 다만 최대 방출비율(maximum discharge rater)가 2C 즉 6.6 A 뿐이 안된다는 단점이 있다.
  • 아울러 고효율 리튬배터리는 일반 LiPo에 비해 충방전 회수가 몇배 정도 길다.
  • 적절히만 사용한다면 이 배터리를 사용하는 콥터는 비행시간이 거의 2배정도 길어질 수 있다.
  • 이러한 배터리를 사용하는 콥터를 설계할 때 가장 중요한 점은 전류가 충분할 수 있도록 무게를 낮추는 일이다.
  • 이 쿼드콥터 설계에서는 가벼운 탄소섬유 프레임과 함께 잘 선택된 T-Motor MT2206 1200 KV 30 그램 모터와 10" 프롭을 사용한다.
  • 여기에 2S 2P 6600 mAh 리튬배터리와 비행콘트롤러, 리시버, FPV 카메라와 송신기가 포함되어 있다.
  • 무게는 500 그럼 정도. 배터리가 2개를 병렬로 하여 13.2 A를 제공한다 (최대 전류는 10A 이하)
  • Xcalc 사이트에 따르면 호버링 60분, 비행시간 30분 정도가 가능하다고 한다.

이것은 기능이 뛰어나고 비행시간이 2배가 되는 실용적이고 튼튼한 설계이다.


특정 멀티콥터 조립법에 대한 링크




  • 또 여기는 Luke Cook 씨가 제작한 아주 심각하고, 매우 잘 고려하였으며 꼼꼼하게 실행한 옥타콥터 제작법이다.


  • Stuart Dodin씨의 정말 멋진 X8 고하중 옥타콥터에 대한 링크(원본 글에도 링크는 없음)



첨단 설계 개념을 채택한 상용 멀티콥터 


여기는 훌륭한 쿼드콥터 설계의 예이다. : 고급 UAV 임무를 위한 Aeryon SkyRanger



이 콥터는 많은 것이 잘 되어 있고, 설계 및 품질 등의 면에서 매우 강고하다.

  1. 카메라 짐벌을 완전히 감싸는 회전식 공 형태로 날씨 문제를 해결하고 좋은 성능을 발휘한다.
  2. 모터는 암 아래쪽에 달려 있다.
    1. 프롭워쉬 간섭이 없고, 흡입 간섭도 거의 없어 공기역학적으로 효율적이다.
    2. 비행시간이 확실히 증가하고, 적재하중이 커지며 소음도 준다.
  3. 회전력이 크그 KV 가 낮은 팬케이스 형 모터와 낮은 회전 속도, 크기가 크고 고효율의 프롭 사용
    1. 전통적인 설계의 작은 직경의 빠른 모터보다 훨씬 더 효율적이다.
    2. 이로 인해 비행시간과 적재하중을 증가시키고, 소음을 줄인다.
  4. 끝이 가늘어지는 형태의 탄소섬수 암은 공기역학적으로 효율이 높고 가벼우며 튼튼하다.
  5. 완전히 감싼 형태의 방수 프레임에 걸쇠방식으로 조작함으로써 콥터의 유지관리가 쉽다.
  6. 간단한 스프링 방식의 착륙장치를 사용하여 평평하지 않은 곳에도 쉽게 착륙하고, 프롭워시 간섭도 최소화된다.



이 쿼드콥터는 몇가지 뛰어난 설계 개념을 갖고 있어, 예산 제한이 없다면 어디까지 가능한지를 보여준다.


Skyranger 기능은 우리가 설계할 때도 사용할 수 있지만, 모든 설계는 서로 절충적이라는 것을 이해하라.


3DRobotics Iris는 가장 잘 설계된 쿼드콥터중 하나로, 정말 저렴하게 구입할 수 있다.



결론 및 추가 고려사항


  • 나는 3D 프린팅이나 CNC 는 언급하지 않았다.
    • 이 두가지 기술은 모두 프레임 전체 혹은 부품을 만드는데 아주 좋은 기술이다.
    • 하지만, 대부분의 사람들은 장비가 없어가 기술이 부족하여 여기에서 다루지 않았다.
    • 몇백히 이런 기술이 있다면 멀티콥터 프로젝트를 훨씬 더 성공적으로 이끌 수 있다.
  • 또한 레이드 유리섬유 혹은 탄소섬유 혹은 진공성형에 대해 많이 다루지 않았다.
    • 아주 튼튼한 프레임 또는 외형을 만들 수 있지만, 이또한 아주 심각한 기술이 필요하다(특히 탄소섬유)
  • 또한 멀티콥터의 공학적 기준에 대해서도 상세하게 다루지 않았다.
    1. 잘 모른다.
    2. 내 관점에서 볼 때 극히 일부 사람들만 가능하다.
    3. Paul Pounds 박사정도는 가능하며, 이 주제에 대한 논문을 참고하라 : Quadrotors
  • 간단한 설계를 원하고, 프레임암을 간단한 단일 튜브를 프롭 밑에 설치하는 거라면 잘 동작할 것이다.
    • 둥근 튜브는 동일한 크기의 사각 튜브에 비해 flat plate 면적(프롭워시 간섭)이 반이다.
    • 모터 프롭을 프레임 암 아래에 배치하면 효율성이 향상되나, 프레임 설계 및 clearance 문제가 발생한다.
  • 가능한 한 무게를 중심으로 모으도록 하고, 비행콘트롤러를 가능한한 무게 중심에 가깝게 배치하라.
    • 이렇게 하면 무게 중심 및 비행콘트롤러를 중심으로 콥터가 회전하게 된다.
    • 하지만, 사람들이 생각하는 것처럼 중요한 것은 아니다. stablizing throttle이 자동으로 보상해주기 때문이다.
  • 초보적인 힘의 이해만 있어도 많은 것이 해결된다. 좀더 많은 걸 원한다면 취미의 범주를 벗어난다.


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 11. 17. 09:11

Copter Wiki 페이지에는 멀티콥터 제작 혹은 조립에 관한 유용한 정보들이 많습니다.


그중에서 제가 제일 도움을 많이 받았던 문서는 멀티콥터 제작방법(Build your own Multicopter) 입니다. 멀티콥터를 어떻게 조립할 수 있는지에 대한 얼개를 알려준 글입니다.


이번 글은 고급 멀티콥터 설계(Advanced Multicopter Design)입니다. 멀티콥터를 제작 혹은 조립하고자할 때 가장 중요한 프레임 선정, 동력계 선정 등을 다루는 글입니다. 글이 상당히 길어서 네 부분으로 나누어 번역합니다. 이 글은 그중 두번째 글입니다.


고급 멀티콥터 설계(1) - 인기있는 멀티콥터 프레임 유형

고급 멀티콥터 설계(2) - 모터, 프로펠러, ESC

고급 멀티콥터 설계(3) - 멀티콥터 프레임

고급 멀티콥터 설계(4) - 제작 사례 및 기법



모터, 프로펠러, ESC


멀티콥터의 경우, 모터/프로펠러/ESC(전자변속기)는 매우 중요하며, 과거에는 오류가 가장 많이 발생한 부품이었다. 


EClac 기반의 Xcopter: motor – propeller – battery – ESC 계산기를 사용하면, 원하는 콥터를 위한 최적의 조합을 맞출 때 도움이 된다.

  • 여기에서는 쿼드콥터 설계를 예로 든다. 가장 널리 사용되고 있고 가장 다양하기 때문이다.
    • 그러나, Hexa/Y6 나 Octo/X8 설계에도 적용할 수 있다. 
  • 브러시리스 외부회전(out-runner) 방식의 모터는 고속으로 회전하는 가운데 콥터 전체의 무게를 계속적으로 지지해야 한다.
    • 취미용 모터는 부적절한 콘라드(Conrad) 유형의 봉인되지 않은 베어링을 사용하는 경우가 종종 있지만, 축방향으로는 좋아도 추력에는 좋지 않다?
      • 아울러 이런 모터는 대부분 프레임이 개방되어 있어 냉각에는 뛰어나지만 보호에는 취약하다.
      • 이로 인해 불필요하게 오류가 많이 발생하였으며, 특히 습도가 높거나 먼지가 많은 환경에서는 살아남기 힘들다.
      • 저렴한 중국제 모터는 문자 그대로 공중에서 모터에 지지하는 데는 좋은 선택이 아니다.
    • 일부 최고의 모터는 2개 또는 3개의 쉽게 교체 가능한 ABEC-7급 베어링을 사용한다. 예로는 RCTiger-Motor Pro 시리즈와 KDE 가 있다.
      • 최고의 모터는 환기가 잘되고 고온에 견디는 부품을 사용하고 환경적 보호를 위해 코팅과 보호가 잘된 것이다.
      • TMoter와 KDE와 같은 최고의 모터는 성능비교표(performance comparison chart)가 있으므로, 콥터를 설계할 때 이를 검토해야 한다.
      • 최고의 모터-프롭-배터리 조합을 이루면, 50% 추력시 10% 이상의 G/W 효율성을 보이게 된다.??
      • 아울러 최적의 효율성과 비행시간을 얻으려면, 콥터 설계 하중을 약 50%의 추력에 호버링할 수 있도록 설계해야 한다.
      • 최고의 모터는 상당히 비싸지만, 신뢰성, 성능, 효율성을 고려할 때 장기적으로 훨씬 더 좋고 가치가 있다.
      • 낮은 전압에서 큰 프로펠러를 사용하는 KV가 낮은 모터가 가장 효율적이며, 비행 시간이 길다.
    • 최고의 모터/프로펠러/배터리 조합을 이루면 카메라를 포함해서 비행시간이 30분이 되는 콥터를 조립할 수 있다.
      • 8인치 짜리 330 콥터로부터, 18인치 700 콥터까지, 카메라/짐벌 무게에 따라 다르지만, 비행시간 30분은 가능하다.
      • 어떤 "유용한" 멀티콥터도 크기와는 관계없이 30분 이상의 유효 비행시간을 얻는 것은 아주 힘들다.
      • 취미급 부품이라면 최대 20분의 비행시간 정도가 가장 이상적인 목표이다.
  • ESC도 매우 중요하다.
    • 고품질 ESC는 저가의 ESC보다 신뢰성이 높다.
    • 필요 최대 전류를 보장하려면, ESC가 적절한 크기어야 한다.
      • 적절한 범위내에서 사용하는 것이 효율적이기 때문에, 일반적으로 크기를 초과하지 말고 적절한 것을 사용하라. (가볍고)
    • 충분한 냉각이 아주 중요하다. 특히 "대형(Heavy Lift)" 콥터의 경우. ESC는 공기 흐름이 있는 곳에 설치할 필요가 있다.
    • 소형에서 중간 크기의 쿼드콥터에는 20-30 암페어 급의 4 in 1 ESC가 있는데 여러가지 장점이 있다.
      • 배전판이 필요없고 전선처리가 간결하다.
      • 직류 전선이 상당히 줄어들기 때문에 전자나침반에 대한 직류 전자파 방사 간섭도 줄어든다.
      • 주로 콥터 프레임 중앙부에 깔끔하게 설치할 수 있다.
      • 20-25 암페어급 4 in 1 ESC는 3S - 4S LiPo 배터리와 사용가능하며, 30 암페어급은 3S - 6S 배터리와 사용가능하다.
      • ESC는 한쪽면에 알루미늄 방열판이 있다. (Finned 방열판을 사용하면 방열 효율을 높일 수 있다.)
      • Finned 방열판이 필요할 경우, Fujik 실리콘 열전도성 접착체를 얇게 바르면 된다.
      • 각각의 ESC보다 일반적으로 안정성이 높으며, 가격도 저렴하다.
  • 크고 속도가 느린 프로펠러가 일반적으로 작고 속도가 빠른 프로펠러보다 훨씬 더 효율성이 높다. 
    • 하지만, 한계와 단점이 있다. :
      • 용량보다 큰 프로펠러를 달면 과열이 발생할 수 있어, 모터에는 대부분 최대 프롭 크기가 정해져 있다.
      • 아울러 정말 크고 느린 프로펠러는 멀티콥터의 반응성이 떨어지고, 공중에서 진동이 발생할 수 있다.
      • 극단적이지만 않다면 이러한 어려움은 별로 심각하지 않으며, 여러가지 방식으로 보완할 수 있다.
      • 처리 특성이나 모터 스트레스가 생각과 다르다면 그냥 프로펠러의 크기를 조금 줄이면 해결할 수 있다.
    • 프로펠러 디자인은 매우 다양하며, 특히 저속의 대형 프로펠러는 설계가 매우 중요하다.
      • 중심부는 넓고 가장자리는 얇은, cupped blades형 탄소섬유 설계가 14인치 이상의 대형에서는 최고이다.
      • 14인치 이하의 프로펠러의 경우, 날이 넓고 플라스틱이나 탄소섬유로 만들어진 일반적인 설계도 무방하다.
      • 모터중에는 특정 프로펠러와 함께 표시되는데, 최적의 성능을 내기위한 가장 좋은 시작점이다.
      • TMotor 는 프리미엄 프로펠러로 인정받지만, RC-Timer와 Tarot의 대형... 날이 가늘어지는(tapered) 프로펠러를 사용해야 좋은 결과를 얻을 수 있다.
      • APC, DJI, GemFan, RC Drones , Graupner 등은 모두 14인치 이하급에서 좋은 프로펠러를 생산한다.

대형 쿼드콥터용 전문가급 동력계통(28인치 이상)


  • Tigermotor U8 Pro 시리즈는 현재 상업적으로 판매되는 (대형) 콥터 모터 중 최고이다.
    • 환경으로부터 보호되고, 폐쇄형 구조, 쉽게 교체 가능한 베어링

    • 아울러 two piece 27/28/29 인치 탄소섬유 프로펠러도 판매함

    • 이에 맞는 최고급 70 암페어 ESC 도 있음

    • U8 Pro T-Motor는 $300.00, 28″ 탄소섬유 프롭은 한쌍에 $370, 70 A 프로 ESC $110.00. 4개 한세트를 구성하려면 총 $2380
    • 이들은 위에 있는 대형 Steadidrone Quadcopter에 사용되며, 명백히 최고 품질의 전문가용 고가의 제품이다. 
    • 이는 매우 무거운 짐까지 들수 있고, 오래 날수 있는 콥터로 대부분의 사용에서는 극히 과도하고 위험하다.
    • 이 조합은 총중량 12 kg 까지 가능하며 총 40분의 비행시간이 가능하다.
    • 이는 무거운 적재와 오랜 체공시간이 필요한 매우 심각한 사용분야를 위한 콥터로 아마추어용이 아니다.
    • 재난 구조, 검색, 화재 감시, 정찰, 생태/지리적 측량, 지도제작 등에 적합하다.


중형 쿼드콥터(16인치 프로펠러)를 위한 전문가급 동력계통


  • 명백히, 좀더 적당한 크기의 콥터에 비슷한 정도의 품질을 적용하는 것이 훨씬 더 실용적이다.
    • 380KV T-Motor 4008 - $85.00, 16×5" 탄소섬유 프롭 한쌍에 $90, 30 A 프로 ESC $50 - 4개 한세트를 갖추는데 $720.
    • 이 부품은 5kg 내외의 콥터까지 잘 작동하며, 뛰어난 내구성, 효율성, 체공능력을 제공한다.
    • 이는 DSLR급 카메라와 브러시리스 짐벌을 장착한 전문가용 사진/비디오 쿼드콥터를 위한 매우 실용적인 설정이다.
    • 4S 14.8V, 5S 18.8V, 6S 22.2V 배터리까지 선택 가능하며 총 중량에 따라 14″ ~ 17″ 프롭을 장착할 수 있다.
    • 적절하게 설정하면 장비를 완전하게 갖춘 상태로 30분의 비행시간을 확보할 수 있다. 

  • 아래는 매우 뛰어난 ($120.00) KDE 4014XF-380KV 모터로서 3개의 대형 교체가능 ABEC 베어링이 있다. 200시간 가능?
    • 이 모터는 13"에서 18" 프로펠러를 사용할 수 있으며, 3S - 6S 의 다양한 배터리를 사용하여 매우 효율적으로 운영된다.
    • 이 KDE 모터는 작동범위가 매우 놀랄만하여, 3kg 에서 10kg까지의 쿼드콥터에 사용할 수 있다.
    • 모든 부품과 제조 기법은 어떤 타협도 없이 가장 최고의 모터를 생산하는데 최적화되어 있다.
    • 이 모터에는 빗모양의 열방출 케이스와, 고온 캡슐화 부품과 자가 환기형 설계가 있다.
    • 사실 이 제품은 필요하다면 다른 모터들은 즉각 파괴될 수 있는 온도에서도 계속 사용할 수 있다.
    • 다양한 구성으로 카메라까지 포함하여 1시간 정도 이상 날릴 수 있다면 꽤 괜찮은 편이다.
    • 약간의 비용으로 15000 불 짜리 Steadidrone의 성능에 접근하는 쿼드콥터를 생산하는데 알맞다.
    • 18인치 프롭 정도를 장착하면 비슷한 정도의 적재 능력과 거의 40분에 달하는 비행시간을 구현할 수 있다.
    • 아울러 극한적인 설계 및 모터의 튼튼함을 볼때, 비슷한 정도의 신뢰성과 수명도 기대할 수 있다.
    • 나는 다음번 쿼드콥터에 이 모터를 사용할 예정으로, 18인치 프롭까지 설치해볼 것이다.


장시간 체공을 위한 고효율 중소형 전문가급 동력계통



  • $70.00 짜리 T-Motor MN3508 380KV Navigator 시리즈 모터는 장시간 체공형 응용에 이상적이다.
  • 이 크기급중 50 % 쓰로틀에서 G/W 효율이 17 이상이 나오는 유일한 모터이다.
  • 최고의 체공시간이 나오는 2-4kg 급 콥터를 원한다면, 이 모터와 4S Lipo 배터리를 사용하면 된다.
  • 호버링 범위가 극히 고효율이기 때문에, 고효율 리튬배터리의 후보이다.
  • 파나소닉 또는 LG의 고전력 리튬배터리는 우리가 일반적으로 사용하년 LiPo 배터리보다 약 두배의 에너지 밀도를 갖고 있다.
  • 하지만, 최대 출력이 2C 에 불과하므로, "low current draw " 가 필요하다. 이들 모터는 효율성이 높기 때문에 그것이 가능하다.
  • 14″ to 16″ 탄소섬유 프로펠러가 필요하다.


소형 쿼드콥터(10" - 14" 프롭)용 전문가급 동력계통


  • 현재 쿼드콥터에서 가장 큰 시장을 형성하고 있는 것은 10" 에서 14" 프롭의 1.5-3.5kg 급 이다.
    • $65 짜리 650 KV T-Motor MT3506 는 고품질, 소형이나 강력한 팬케이크 모터로, 11" 에서 14" 프롭까지 돌릴 수 있다.
    • 3S LiPo 배터리와 $73짜리 T-Motor 14" 프롭을 함께 사용하면, 3.5kg 까지 들어올릴 수 있고, 체공시간도 상당히 확보할 수 있다.
    • $27.00 짜리 T-Motor 18 Amp ESC 까지 함께 해서 총 4개 = $514.00 이면 최고급 모터/프롭/ESC를 확보할 수 있다.
    • 이 작은 팬케이크 모터는 3S 혹은 4S LiPo 배터리 및 적절한 프롭을 사용할 때 효율성이 높다.
    • 프레임은 14" 프롭까지 수용할 수 있어야 하며, 여러가지 배터리 구성을 받아들일 수 있어야 한다.
    • GoPro 크기의 카메라 와 브러시리스 짐벌, FPV, 텔레메트리 를 탑재하고 20분 이상 비행할 수 있도록 구성될 수 있어야 한다.
    • 이는 매우 성능좋고 튼튼하며, 전문가급 결과와 신뢰성을 거들 수 있는 쿼드콥터가 될 수 있을 것이다.

  • 위의 모터/프롭/ESC 구성은 모두 현재 만날 수 있는 것들 중 전문가급 품질에 근접한다.

중형 쿼드콥터(15"-16")를 위한 소비자급 동력계통


  • 조금 저럼한 부품을 이용하여도 상당히 신뢰성있고 효과적인 쿼드콥터를 구성할 수 있다.
    • $45 짜리 SunnySky 390KV X4112S 모터 또는 진짜 저렴한 $18.00짜리 RCTimer 5010-14 360KV 모터
    • 이러한 모터는 설치하기 쉽고 EMF가 낮은 $40 짜리 Hobbywing 4 in 1 ESC와도 잘 작동한다.

  • 또한 이들 모두 RCTimer 15x5.5" (4개에 $28.00) 또는 16 x 5.5" (4개에 35.00) 탄소섬유 프로펠러와 잘 동작한다.

  • Sunnysky 모터와 프롭을 모두 사용하면 약 $260 으로서, 5kg 까지의 콥터에 매우 효율적이다.
  • RCTimer 모터와 프롭을 모두 사용하면 약 $150 으로서, 약 3kg 까지의 콥터에 대해 상당한 비행시간을 확보할 수 있다.
  • 이들 모터는 모두 실제로는 17" 프롭과, 3S 에서 5S LiPo 배터리를 지원한다.
  • 필요하다면 GoPro와 짐벌을 달고 약 30분간의 비행이 가능한 콥터를 설계할 수 있다.
  • 이들 모터용 프레임은 적어도 16" 인치 프롭을 지원해야 한다. 17"면 더 좋다.
  • 이들은 앞서 언급한 T-Mortor 보다는 내구성과 신뢰성이 떨어지지만, 다양한 용도에 적용가능하다.

소형 쿼드콥터(8″ – 12″ 프롭)용 소비자급 동력계통


  • 여기는 소형의 취미용, 혹은 준 프로급 2.5kg 정도의 쿼드퀍터를 위한 튼튼한 저가의 시스템이다.
    • Flamewheel ARF 쿼드콥터에 포함된 DJI 2212모터는 아주 튼튼하고 하나에 $24 이다.
    • 아울러 DJI의 10인치 플라스틱 프롭 (한쌍에 $8.00)은 균형이 잘 맞고 효율적이며, 튼튼하다.

  • 그리고 사용하기 쉬운 $40짜리 4 in 1 ESC를 사용하면 전력배분 보드가 필요없고 전자파를 줄이고 신뢰성이 높다.

    • $150 이면 소형 2.5kg 급 쿼드콥터용으로 유용하고 튼튼한 동력계를 구성할 수 있다.
  • $40.00짜리 SunnySky X4108S 팬케이크 모터도 5kg 까지의 쿼드콥터를 구성할 수 있다.
    • 평판이 좋고 효율적이며 튼튼하다. 14" 또는 15인치 프롭과 4S 에서 6S LiPo 배터리와 사용하는데 적합하다.

  • 물론 이 이외에도 대안들은 많다.
    • 지속적이고 전문적으로 사용할 콥터가 필요하다면, 처음 3가지 구성 정도가 좋다.
    • 가끔씩 사용하는 취미용 혹은 중요하지 않은 용도이거나, FPV,  개인용 비디오 혹은 사진용이라면 다른 것들도 무방하다.
    • KDE 및 프로 T-Motor 베어링은 다른 값이 싼 것들보다 내구성이 좋고 외부환경에도 잘 견딘다. 
    • 비싼 탄소섬유 프롭이 다른 저가형 프롭보다 훨씬 효율적이고 균형도 좋고, 내구성도 좋다.
    • 그러나 적절한 콥터에 적절하게 설치한다면 저가형 제품도 오랫동안 안정적인 비행이 가능하다.
    • 나는 저속의 팬케이크 모터를 좋아한다. 대형 프로펠러를 사용함으로써 효율성과 비행시간을 높일 수 있기 때문이다.
  • 이상은 그냥 당신의 프로젝트를 위한 적절한 동력계를 찾아내는 가능성을 예시한 것에 불과하다.


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. JEONG PRO

    너무 좋은 글을 보고갑니다 :)

    2016.04.12 00:15 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 여치

    30kg 정도의 헥사 콥터에 사용하기 적당한 모터/프로펠라/배터리는 어떤게 좋을지 추천 부탁 드립니다.
    비행시간은 20분 이내 정도..

    2016.04.29 13:55 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

드론/쿼드콥터2015. 11. 16. 00:18

Copter Wiki 페이지에는 멀티콥터 제작 혹은 조립에 관한 유용한 정보들이 많습니다.


그중에서 제가 제일 도움을 많이 받았던 문서는 멀티콥터 제작방법(Build your own Multicopter) 입니다. 멀티콥터를 어떻게 조립할 수 있는지에 대한 얼개를 알려준 글입니다.


이번 글은 고급 멀티콥터 설계(Advanced Multicopter Design) 입니다. 멀티콥터를 제작 혹은 조립하고자할 때 가장 중요한 프레임 선정, 동력계 선정 등을 다루는 글입니다. 글이 상당히 길어서 네 부분으로 나누어 번역합니다. 이 글은 그중 첫번째 글입니다.


고급 멀티콥터 설계(1) - 인기있는 멀티콥터 프레임 유형

고급 멀티콥터 설계(2) - 모터, 프로펠러, ESC

고급 멀티콥터 설계(3) - 멀티콥터 프레임

고급 멀티콥터 설계(4) - 제작 사례 및 기법



인기있는 멀티콥터 프레임 레이아웃


  • 트라이콥터(Tricopter)는 3개의 모터/프로펠러 추진체를 사용하며, 서보(servo)를 사용하여 회전을 상쇄시킨다.
    • 트라이콥터는 브러시리스 모터 및 프로펠러의 등장 초기, 그다지 흔하지 않았던 시기에 많이 사용되었다.
    • 하지만, 성능은 그다지 뛰어나지 않으며, 큰 크기로 확장하기 힘들다.
    • 하지만, 현재에도 소형 취미용에는 많이 사용되고 있다.
    • 기본적으로 구식이므로, 이 글에서는 자세하게 다루지 않는다.


  • 4개의 모터/프로펠러를 장착한 쿼드콥터가 가장 대중적이며, 크기도 다양하다.
    • 쿼드콥터는 설계가 아주 간단하며, 재론이 필요없이 여러가지 면에서 가장 널리 사용되는 형태이다.
    • 쿼드콥터는 대칭이며, 가장 간단한 방법으로 3차원 이동 및 회전을 제어할 수 있다.
    • 간단히 모터의 속도만 바꾸면 3차원 이동 및 회전, 정지 기능을 구현할 수 있다.
    • 상대적으로 비용이 적게 들고, 대량 생산공정 기술과도 잘 맞는다.
    • 여러가지 크기와 형태가 있어, 단순한 비행 뿐만 아니라 유용한 임무도 수행할 수 있다.
    • 중요한 단점으로는 모터가 하나만 고장이 나도 기체가 추락한다는 것이다.
    • 아주 다양한 재료과 기법을 이용하여 유용한 쿼드콥터를 생산할 수 있다.
    • 대중적인 쿼드콥터 형태는 다음과 같다.
      • X 형 : 앞뒤로 2개씩의 프로펠러가 있고, 그 가운데 X 형태의 프레임이 있는 형태
      • + 형 : 위의 X형과 동일하지만, 전후방 및 좌우에 프로펠러가 배치되어 있는 형태
      • "Dead Cat" 형 : X 형의 변형으로서, 앞-앞 및 뒤-뒤의 프레임 간격이 옆쪽 앞뒤의 프레임 간격보다 넓은 형태
        • "Dead Cat"이란 이름은 자신의 죽은 고양이를 쿼드콥터에 장착한, 네덜란드 예술가 Bart Jansen으로부터 유래되었다. 
      • H 형 : 좌측 및 우측의 모터를 각각 사이드암으로 연결하고, 이를 중심부를 지나는 프레임 암으로 연결하는 형태
      • 사각 형 : 모터와 모터 사이를 프레임으로 연결하는 형태(대부분 중간프레임 암이 중심프레임을 고정)
      • 원(바퀴) 위에 모터를 배열하는 변형된 형태도 있음.
      • 대부분 X 형과 비슷한 방식으로 작동됨. X 형은 카메라 배치가 쉬운 장점이 있음
      • X 형을 추천함. 튼튼하고 간단하고, 대칭이라서 추진력의 균형을 잘 맞출 수 있음
    • 아래는 벌새 크기의 Estes Proto X 임.

    • 잘 만들어졌으며 실용적이며 다재다능한 3DR Iris 쿼드콥터는 GoPro 카메라를 사용하여 사진/비디오 촬영 가능
      • 설계가 뛰어나며, 고강도 Zytel 프레임 암 및 충격 흡수 덮개 등의 고품질 부품을 사용하여 장기간 사용을 보장

    • 1500불 수준의 SteadyDrone Q4D-X는 28인치 프로펠러를 장착하여, 적재하중 8kg, 및 60분 비행이 가능하다고 한다.

  • 전문가용으로는 6개 및 8개의 모터/프로펠러 추진체를 장착한 헥사콥터와 옥토콥터가 널리 사용됨
    • 헥사, 옥토, Y6 및 X8은 무거운 중량도 안정적으로 들어올릴 수 있어 사진촬영 및 기타 여러가지 용도에 적합하다. 
    • 헥사와 옥토콥터는 하나의 모터가 고장나더라도 계속 날릴 수 있는 장점이 있다.
    • 하지만 쿼드콥터에 비해 복잡성이 증가하여 오류 가능성이 더 높다.
    • 프롭의 크기를 줄이고 속도가 빠른 프롭을 사용할 경우, 동등한 성능의 크기가 큰 프롭을 사용하는 쿼드로터에 비해 부드러운 비행이 가능하다.
    • 하지만, 다른 모든 요소가 같다는 가정하에, 어느 정도 비행 효율과 지구력이 떨어진다.


  • 헥사 Y6와 옥토 X8는 하나의 암에 모터/프로펠러가 아래위로 달려있는 형태로, 점점 더 널리 사용되고 있다.
    • 하나의 축에 push/pull 모터/프롭이 있어, 작은 면적에서 가장 높은 추력을 만들어 낼 수 있지만, 효율성은 희생된다.


    • 이들 Y6와 X8 설계는 간단하고 크기에 비해 탑재 용량이 크고 모터 하나가 고장 나도 견뎌낼 수 있다.

  • 싱글콥터(Singlecopter)와 동축콥터(Coax copter)는 아주 새로운 형태로, 특별한 응용에 잇점이 있다.
    • 하나 또는 두 개의 모터/프로펠러를 원통 형태의 몸체에 넣는 형태라서, 실내에서도 보호되는 경향이 있다.
    • 원통형 구조의 특성상 바람에 취약하여, 보상하는데 더 많은 노력이 필요하다.
    • 일반적으로 호버링과 위치조정 능력은 좋지만, 속도와 성능 면에서는 다른 멀티콥터에 비해 제한된다.
    • 싱글콥터는 특히 체공시간을 늘리기 위하여 가솔린 엔진용으로 개조하기에 좋다.
    • 대형 프로펠러 하나로 운영할 수 있어, 전자식에서도 높은 효율성을 실현할 수 있다.
    • 싱글콥터는 하나의 모터/프로펠러와 함께, 서보를 사용하여 날개를 조절함으로써, 회전을 통제한다.


  • 동축콥터(oaxcopter)는 두 개의 모터/프로펠러를 사용하여 추력과 Yaw 회전을 통제하고, 두개의 날개(서보를 이용)를 사용하여 roll 과 pitch를 조절한다.



  • 또한 엄청난 곡예 성능을 내는 가변형 피치 멀티콥터도 있다.
    • 가변형 피치 멀티콥터는 아래에 있는 Curtis Youngblood Stingray 500과 같이 재미있는 잠재적 가능성이 있다.
    • 프롭을 서버로 제어하여 3축방향 회전을 만들 수 있어, 하나의 모터만으로 구동축/벨트로 모터를 제어하는 방식이 많이 사용된다.
    • 하나의 모터를 사용할 경우, 가솔린 엔진도 적용할 수 있어서, 상당한 지구력과 장거리 사용성도 만족시킬 수 있다.
    • 이 방식은 성능이 매우 좋고 거꾸로도 날 수 있으며, 기계적으로는 좀더 복잡하지만 견고하게 제작할 수 있다.


  • 8개 이상의 모터/프로펠러를 탑재한 콥터는 특별하고 극단적인(정신나간) 응용에 사용될 수 있다.



Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 11. 8. 00:35

쿼드콥터에는 대부분 Brushless 모터가 사용됩니다. Brushless 모터는 반드시 전자변속기(ESC : Electronic Speed Controller)가 필요합니다.


ESC에는 두가지 종류가 있습니다. OPTO Type와 BEC Type 입니다. 솔직히 제가 전공한 분야가 아니라서 잘 모르다보니, 배터리 - 모터/ESC - Flight Controller 를 연결하는 게 이해가 힘들었습니다. 특히 ESC의 종류에 따라 연결방법이 달라진다고 하니 더 그랬죠. 


제가 조립했던 DJI F450에는 OPTO 형 ESC가 달려 있었습니다. 얼마전 조립한 3DR 의 DIY Quad Kit은 BEC 형 ESC가 달려있었구요. 이번에 새로 조립할 때는 이 두가지를 조합해서 조립할 예정으로 있습니다. 제가 왜 어려워하는지 이해하시겠죠. :)


그래서... 구글링을 해서 자료를 찾아 정리해봤습니다. 이글은 Black Tie Aerial의 글을 필요에 따라 정리한 것입니다.


  • ESC : Electronic Speed Controller. 전자변속기. 그냥 변속기라고도 합니다.
  • Opto : Optoisolator 의 약어. Aotpisolator라는 전자 신호를 전기로 연결하지 않고 전달할 수 있는 전자 회로 이다. (아주 간략하게 말해서) Optoisolator 안에는 약간의 간격이 있고, 한쪽엔 LED, 다른쪽엔 광검출기(photodetector)가 달려있다. 입력 전자신호(예를 들어 비행콘트롤로에서 들어오는 신호)는 일련의 빛(flash)으로 변환된다. 이 빛을 반대편에 있는 광검출기가 감지를 한다. 마치 어떤 사람이 후레시를 켰다 껏다하면서 모르스 부호를 통신하는 것이라고 생각할 수 있다. 따라서 신호가 전기가 아닌 빛으로 전송된다.
  • BEC/UBEC : 배터리 제거회로(Battery Eliminator Circuit/Universal Battery Eliminator Circuit) BEC와 UBEC는 기본적으로 동일한 회로로서, 몸집이 큰 전압조정기(voltage regulator)라고 생각하면된다. 목적은 멀티로터 배터리(일반적으로 11.1V)의 고전압전기를 저전압(일반적으로 5V)로 변환하는 것으로서, 비행콘트롤러나 서보와 같는 저전압 장치를 구동시키는 데 사용된다. 만약 비행콘트롤러를 배터리와 직접 연결하면 비행콘트롤러가 타버리게 된다. 따라서 배터리와 비행콘트롤러 사이에 BEC/UBEC를 두어 적절한 수준으로 전압을 떨어뜨려야 한다.

전자변속기를 무엇인가?


Brush 모터와 Brushless 모터의 근본적인 차이로, Brushless 모터는 반드시 제어 회로가 필요하다. ESC가 바로 Brushless 모터의 제어기이다. ESC는 모터속에 있는 전자기 코일에 들어가는 전기 흐름을 제어하여 모터를 돌아가도록 한다. ESC는 Brushless 모터의 회전 속도를 제어하는데 사용된다.

ESC에는 두가지 종류가 있다. opto ESC와 BEC ESC이다. 멀티로터를 조립할 때 어떤 ESC를 사용하느냐하는 것은 매우 중요하다. 종류에 따라 전원체계가 완전히 다르기 때문이다. 불행히도 이 두가지 ESC는 라벨만 다를 뿐 형태는 거의 비슷하다.


BEC형 ESC는?


BEC 혹은 UBEC 형 ESC 에는 기본적으로 두개의 전자회로가 한꺼번에 들어있다. 첫번째는 ESC 회로로서, 비행콘트롤러로부터 신호를 받아서 그 강도에 따라 연결된 모터의 속도를 제어한다. 두번째 회로는 BEC 회로로서, 배터리로부터 고전압을 받아, 비행콘트롤러에 필요한 수준으로 전압을 떨어뜨린다.


ESC와 BEC를 결합하면 편리하다. ESC를 비행콘트롤러에 꽂아주기만 하면 되기 때문이다. 한편으로는 모터의 속도를 제어하면서 비행콘트롤러에 전원을 넣어줄 수 이싿. 따라서 BEC ESC를 사용하면 전원부 설정이 간단해진다. 배터리 - ESC - 비행콘트롤러 순으로 연결만 하면 된다.


BEC ESC의 단점은 배터리 전압을 떨어뜨리는 과정에서 잉여 에너지를 열로 바꾼다는 점이다. 이때문에 BEC ESC를 탑재한 멀티로터를 조금 날리다보면 뜨거워지는 것을 느낄 수 있다. 열이 너무 많이나면 ESC를 망가뜨리게 되고 멀티로터를 추락시킬 수 있다.


Opto형 ESC는?


Opto ESC에는 배터리제거회로가 없다. 따라서 Opto ESC는 비행콘트롤러로부터 신호를 받아 모터의 속도를 제어하지만, 비행콘트롤러에 전원을 공급하는 기능은 없다. 이 사실을 모르고 Opto ESC를 주문했다가는 별도의 BEC 회로가 필요하게 된다. BEC/UBEC는 배터리와 비행콘트롤러 사이에 연결하여 비행콘트롤러에 적절한 전압을 공급한다.



Opto ESC는 별도로 UBEC를 구입해야 한다는 단점이 있다 아울러 전원설정이 약간 더 복잡해지고, 선도 더 많아진다.


하지만 Opto ESC는 BEC 회로가 없기 때문에 BEC ESC에 비해 약 20% 정도 저렴하다. 따라서 UBEC를 별도로 구입하더라도 비용을 절약할 수 있다. 


또한 BEC ESC를 사용하여 멀티로터를 만들경우, ESC가 잘못되면 (예를 들어 과열로 인해) 비행콘트롤러로 가는 전원까지 망가짐으로써 멀티콥터가 추락하게 된다. Opto ESC를 사용하면 ESC가 잘못되더라도 비행콘트롤러는 영향을 받지 않아, 나머지 모터들을 사용하여 안전하게 착륙시킬 기회가 생길 수 있다.


Opto ESC와 UBEC을 사용하여 결선하는 방법



  • Opto ESC를 모터에 연결
  • Opto ESC를 비행콘트롤러에 연결
  • Opto ESC와 배터리를 연결
  • 외부 UBEC를 배터리에 연결
  • UBEC를 비행콘트롤러에 연결.
===

이상입니다~


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 비밀댓글입니다

    2016.11.19 17:17 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 레이싱 드론이라면 달아야 하는 부품이 한정적이고... 대부분 PMU에서 전원을 공급받을 수 있어서 별도의 BEC는 필요하지 않을 것 같습니다. 물론 구성에 따라 다를 수는 있습니다.

      2016.11.22 10:27 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. esc 사용관련

    Esc고장으로 30암페어짜리를 다시주문했는데 사양이 달라도 같이사용가능한가여 ??

    2018.05.11 16:11 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  3. esc 사용관련

    Esc 고상으로 30암페어짜리 를 다시주문했는데 사양이다르면 어떻하조 ? 지금쓰는것도 3ㅔ암페어긴한데 같이사용해도 상관없나요??

    2018.05.11 16:12 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 흠... 자세히 모르지만, ESC에 여러가지 모드가 있는 걸로 압니다. 좀 유명한 제품들은 여러가지 모드를 지원하고 설정할 수 있을 겁니다. 저라면 그냥 같은 걸 주문 할 것 같습니다.

      2018.05.15 19:11 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 11. 5. 11:00

Pixhawk 비행콘트롤러를 프레임에 조립한 후 가장 먼저 해야 할 일이 펌웨어(Frimware)를 설치하는 일입니다. 


사실 프레임을 조립하지 않고 바로 펌웨어부터 설치할 수도 있습니다. Pixhawk의 경우 USB에서도 전원을 받아서 USB에 연결하자마자 부팅?하기 때문입니다. 제가 이번에 Pixhawk만 먼저 구입한 것도 조립하지 않고도 테스트할 수 있을 것 같았기 때문입니다. (아마도 잘 안될 것 같습니다.... ㅠㅠ)


우선 아래는 Pixhawk 관련 부품을 연결하고 PC에 연결한 모습입니다. 연결하면 자동적으로 드라이버가 설치됩니다. 보시는 것처럼 여러가지 불이 들어와 있습니다. "Safety Switch Button"에도 빨간색 불이 깜박이고 있습니다. 여기를 보면 시스템 체크중이라는 뜻이랍니다. 



다음으로 Mission Planner를 실행합니다. 설치하지 않았다면 여기에서 다운로드 받으면 됩니다. Mission Planner를 실행시킨 뒤 먼저 Pixhawk와 연결합니다. Mission Planner와 Pixhawk 드라이버가 정상적으로 설치된 상태라면 아래 그림과 같이 PX4 FUM 라고 되어 있는 COM 포트가 나올텐데 이걸로 지정하면 됩니다. (COM 뒤에 붙어있는 번호는 PC마다 다를 수 있습니다.) 맨오른쪽 위에 있는 CONNECT는 아직 누르면 안되고요.



다음으로 어떤 Firmware를 설치할 지 선택해야 합니다. 아래처럼 APM:Copter Quad를 선택하면 됩니다. 물론 기체의 종류에 따라 다르겠죠.



확실히 이것이 맞는지 확인하는 창이 뜨고 잠시 기다리면 메인화면 아래로 여러가지 문장들이 나타나고 아래와 같은 창이 뜹니다. 그러면 USB 코드를 뽑고 OK버튼을 누른 뒤 잠시 후 다시 연결해주면 됩니다. 30초 이내면 됩니다.



그러면 잠시 후 아래와 같이 erase.... Program.... verify... Upload Done 등의 문장이 나타나고 초록색 막대가 늘어나면서 펌웨어가 설치됩니다. 



마지막으로 완료되면 아래와 같은 창이 뜨면서 음악소리가 들립니다. 이 소리가 끝나면 OK를 눌러주면 됩니다. 혹시 에러가 발생하면 제가 예전에 써둔 글을 참고하세요.



다음으로 AC3.1 부터는 시동준비(Arming)을 하면 모터가 돌아간다고 주의하라는 메시지가 뜹니다. MOT_SPIN_ARMED 파라미터로 변경할 수 있다고 하고요.



이 과정이 완료되면 Mission Planner에서 Fight Data 화면으로 바꿔준 후, 오른쪽 위에 있는 CONNECT 버튼을 누르고... (다이얼로그가 나타납니다.) 잠시 기다리면 화면에 여러가지 내용이 표시됩니다. 좌측 위에 있는 화면이 HUD (Head Up Display) 화면으로... 비행기 조종하는 화면과 비슷합니다. 



여기에서 Pixhawk를 이리저리 돌려보면 지평선의 기울기가 달라지게 됩니다. 이렇게 되면 Firmware 가 정상적으로 설치된 것입니다.


이상입니다.

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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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

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드론/쿼드콥터2015. 9. 3. 10:07

이 글은 3DR에서 판매하고 있는 픽스호크(Pixhawk) 퀵가이드를 번역하고, 기타 정보를 취합한 것입니다.


픽스호크 비행콘트롤러는 쿼드콥터와 같은 멀티콥터 외에도 고정익, 모형헬기, 심지어는 모형배나 자동차까지도 조종이 가능한 자동운항 가능 콘트롤러입니다. 


픽스호크는 기본적으로 하드웨어만 있습니다. 여기에 여러가지 종류의 Firmware를 올릴 수 있는데, 어떤 것을 올리느냐에 관계없이 거의 비슷하다고 합니다. (조금 더 알아봐야 합니다.)


픽스호크의 구성품


  • Pixhawk 콘트롤로
  • GPS with compass
  • Telemetry radio
  • 별도로 RC transmitter/reciever 가 필요함. 
  • ArduPilot 펌웨어는 Mission Planner 또는 APM Planner를 통해 업로드 해야 합


픽스호크 설치 방법


진동 완충용 Foam 을 사용하여 고정. 이때 가능한 한 무게 중심에 설치. 화살표가 전방을 향하도록 설치.
화살표가 전방을 향할 수 없을 경우에는 여기에 다른 방향으로 설치하는 방법이 있음.


픽스호크 선연결

  • 버저와 안전스위치는 반드시 연결해야 함.
  • 텔레메트리 연결... 3DR Radio kit, 6선으로 연결. 비행상태 전송. 비행중에도 오토파일럿 경로 수정 가능.
  • GPS+전자나침반... 반드시 연결. 3DR GPS kit. 6선으로 GPS 포트에 연결. MAG 는 4선으로 I2C에 연결. 
  • 전력선... 3DR Power module 에서 나오는 6선으로 연결. 
  • I2C Splitter ... 주변장치를 추가하여 연결할 때. 별도의 compass/외부 LED/속도 센서 등.
  • micro SD 카드를 삽입... 여기에는 비행기록이 담김



  • 라디오 수신기 연결
    • PPM PC 수신기 혹은 Futaba의 S.Bus 수신기의 경우.  (SB는 사용하지 않음)
    • SPECTRUM SATELLITE 리시버는 별도의 단자가 있음 (좌측 위)
    • 일반 PWM 수신기의 경우
      • PPM Encoder를 별도로 구매하여 연결해야 함.
  • Pixhawk 와 ESC 연결
    • Quad의 경우 1-4까지만 연결하면 됨. 모터 번호와 일치해야 함


Firmware 올리기

  • Mission Planner 또는 APM Planner 를 설치하고 이를 통해 올릴 수 있음
  • 모두 설치가 끝나면 어플을 실행하고, Pixhawk 를 mico-USD로 연결.
  • 연결하면 자동으로 드라이버를 설치함. 이때는 "Connect"를 클릭하지 말 것.
  • Initial Setup, Install Firmware를 선택하고 기체의 종류를 선택


  • 상태줄에 다운로드가 완료되었다고 뜨면, USB를 끊었다가 다시 연결. 
  • 이때 음악소리가 들리면 완료. 삑삑 소리가 들리면 USB를 끊고선 안전버튼을 누른 상태에서 USB를 연결. 이때 삑소리가 여러번 들리고 마지막으로 삑삑 하면 정상적으로 설치된 것임.

캘리브레이션


이 부분은 http://copter.ardupilot.com/wiki/configuring-hardware/ 참조

  • Pixhawk를 PC에 연결. communication option에서 PX4 FMU, 115200 으로 설정. 
  • Connect 를 누름. -> Initial Setup 과 Mandatory Hardware를 선택
  • Frame Type 선택
  • Compass 캘리브레이션
    • compass 를 Enable. Allow Dec Calculation 두개모두 On으로 설정
    • Pixhawk를 선택
    • 그 다음 Live Calibration 을 선택하면 Wizard가 뜸. 
  • 가속도계 캘리브레이션
    • Accel Calibarion 선택. AC 3.0+를 선택후 Calibrate를 누름. 
    • 기체 위치를 바꿀 경우에는 몇초쯤 대기후 실행할 것
  • RC 캘리브레이션
    • Radio Calibration 선택. 
    • 송신시 전원. Calibrate Radio 누름. 모든 스틱과 스위치를 끝까지 보냄. 
    • 모든 채널에 대해, 빨강 막대가 설정되면... Click when Done을 누를 것


  • Flight Mode 선택
    • 송신기 스위치를 조작하여 (비어있는 위치로) 옮김. 녹색이 현재 설정된 위치임. 
    • 각각의 위치에 대해 모드를 설정함. 
    • 다 끝나면 Save Modes를 누름.
    • 자세한 내용은 Copter wiki  확인
  • ESC 캘리브레이션
    • 아마도 필요하지 않을 것 같지만, 모터가 잘 안돌아간다면 여기에 있는 비디오를 참고로하여 실시
  • Pre-armSafety check
    • 캘리브레이션 잘못, 센서데이터 오류 등이 발생을 하면 비행이 불가능하도록 막음.
    • 이 경우 미션 플래너에 연결하여 오류를 체크하고 필요하다면 수정. 
    • 자세한 내용은 http://copter.ardupilot.com/wiki/prearm_safety_check/ 참조

기타 정보


  • LED의 의미


  • Safety Switch의 의미



  • Port




Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 이주영

    픽스호크 세팅관련 정말 좋은 정보입니다. 감사합니다

    2017.08.01 08:49 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 김근영

    한가지 여쭈어 보고 싶은게 있는데요
    GPS 기능 제거하고 Lidar 센서 2개를 가지고 고도 제어 및 위치 제어를 하고 싶은데 어찌 해야 할까요?

    2017.12.25 23:48 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • Lidar는 정확히 한 방향만 데이터를 수집합니다. 대부분은 수직방향으로 놓아서 지면까지의 높이를 측정하죠. Lidar만 두개 아니 몇개를 추가해도 절대적 좌표를 알 수 있는 방법은 없다고 봐야 합니다. 적어도 이걸 물어보시는 분이라면요.

      2017.12.29 17:00 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  3. 박종운

    안녕하세요 문의드릴게 있는데, 헥사타입인데 모터번호순서를 몰라서 조립을 못하는데,혹시 도움주시면 감사하겠습니다.

    2018.08.26 08:52 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 김동우

      firmware가 px4이시면 https://docs.px4.io/v1.9.0/en/airframes/airframe_reference.html
      아두콥터를 사용하시면 http://ardupilot.org/copter/docs/connect-escs-and-motors.html#connect-escs-and-motors
      를 참고하세요

      2019.08.28 11:12 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
    • 감사합니다. 김동우님~~

      2019.09.10 11:21 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  4. 이진희

    안녕하세요
    윗분과 같은 질문인데요...
    GPS 빼고 here Flow sensor 써서 Loiter 모드로 띄워서 호버링을 잡아볼려고 합니다
    헌데 지금 호버링이 되지않고 계속 흐르는데 조취를 취할수 있을가요???
    전에 GPS 달고 here flow sensor 달고 Loiter 모드에서 호버링이 잘 됬었습니다.

    2020.12.09 14:16 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 제가 손을 안댄지가 한참 지나서 답을 드릴 수 없네요. 죄송합니다~

      2020.12.20 00:44 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 9. 2. 14:27

이번엔 3DRobotics의 DIY Quad kit을 조립할 예정입니다. 이 문서는 조립을 위한 사전 준비용입니다.


이 제품은 멀티콥터 조립방법의 분류에 따르면 완전 조립 키트(All Inclusive Kit) 입니다. 말그대로 모든 부품이 다 포함되어 있어 그냥 키트만 구입한 후 조립만 하면 됩니다. 물론 이것만 조립할 것은 아니고, Tarrot Gimbal kit 그리고 LiveView Kit도 함께 조립할 예정입니다. 사진/비디오를 촬영하지 않는다면 의미가 없을테니까요.


아래가 DIY Quad kit 입니다. DJI F450 Flamewheel 에 비해 썩 예뻐보이지는 않네요. ㅎㅎ


왜 이걸 조립하느냐... 몇가지 이유가 있습니다.


우선 저는 Pixhawk 비행콘트롤러에 관심이 많습니다. 오픈소스이기도 하고, 자동운항을 비롯해 아주 많은 기능이 들어 있기 때문입니다. (DJI NAZA 쪽은 건드릴 수 있는 게 아무 것도 없거든요) 항공사진촬영 및 3D 매핑쪽으로 응용하려면 이 콘트롤러가 필수적입니다. 


이 기종은 물론 GoPro 용입니다. 그러니까 항측용으로는 조금 부적절합니다. 하지만, 처음부터 대형기종을 조립하는 건 부담스러워서 이걸로 우선 테스트 해볼 생각입니다.


이 글은 http://3drobotics.com/kb/diy-quad-kit/ 에 있는 조립 설명서를 정리한 것입니다. 제가 필요한 것을 위주로 정리했기 때문에 약간 빠진 것도 있을 수 있습니다. 그리고 그림은 거의 없습니다. 원 소스를 참고해서 보셔야 합니다.


부품


Frame : 프레임 부속품. 암/플레이트/다리/기타 나사 와 벨크로

          PDB(전력배분판), 4줄전선(15cm), 6줄전선(15cm), 서보케이블...


전자부품 : 모터, ESC, 프로펠러, GPS 키트, Pixhawk


기타 필요한 부품 : 스크류 드라이버,  양면테이프, 납땜 도구 등


모터 조립


- 모터를 암에 결합

  • mortor plate를 암 끝에 올림. 좁은쪽이 바깥쪽. 그 위에 모터. 
  • 모터에 있는 구멍 2개를 정렬한 후, 아래쪽 큰 구멍을 통해 5mm 로 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. 

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

본체 플레이트 결합


- base plate에 벨크로를 감는다

  • 맨질맨질한 면이 바닥으로 가야함
  • 배터리 고정용 벨크로 strap을 아래쪽 긴 구멍을 통해 끼워줌.
  • 긴 벨크로 테이프를 보슬보슬한 쪽을 base plate 아래에 붙여주고, 꺼칠꺼질한 쪽을 배터리에 붙여줌
  • *** 이 작업은 base plate 아래쪽임. 즉 배터리는 아래에 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


- Top plate 결합

  • 암 위에 Top plate를 올림. 암 고정부는 현재 금속너트로 고정되어 있는데, 여기에 나일론 너트를 하나더
  • 검은색 암은 30mm 볼트 + thumb nuts.
  • 파란색 암은 25mm 볼트 
  • 마지막으로 윗판과 아래판사이에 19mm spacer를 끼우고 25mm 볼트와 너트로 결합
- cable을 top plate 구멍위로 뽑아냄.
PDB의 2선, PDB 4선, 파워모듈 6선 등. 이 선들은 Pixhawk에 연결해야 함.

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.

-  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
  *********************** 따로 정리함

- 플레이트 결합
  • Pixhawk plate위에 30mm 스페이서를 두고 그 위에 Accessory plate
  • 위쪽에서 나일론 bolt, 아래쪽은 금속 너트
  • 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


다리 조립


- 다리 조립

다리판 배열. 구멍 3개. 18mm 스페이서를 넣고 5mm 나사로 결합. 

다리 위쪽에는 leg support plate를 끼워 넣음


- 25mm 나사로 결합


캘리브레이션


- Mission Planner 혹은 APM Planner 를 다운로드 받음


- Wizard 실행

  • mission planner를 실행시키고 Pixhawk 를 USB로 연결. copter의 배터리 연결. *** 프로펠러는 꽂지 말것
  • 메뉴에서 "Initial Setup" 
    • Firmware 설치 - 완료되면 음악들림. 삑삑 소리가 들리면 비상스위치를 누름
    • Wizard 실행 - 그 다음부터는 순서대로. 
      • Frame type 은 대칭형 쿼드콥터
      • 가속도계 캘리브레이션
      • 전자나침반 캘리브레이션
      • 배터리 모니터... 전압과 전류 조정. 이 비디오 확인 (다른 장비가 필요하네... ㅠㅠ)
      • 소나 - 통과
      • 송수신기 캘리브레이션. 이전에 미리 바운딩 되어 있어야 함. RC 송신기를 켜고 Calibrate Radio를 선택함. Calibrate를 누르면 시작함. 스틱과 스위치들을 끝까지 돌릴 것. 각각의 빨간색 막대가 콘트롤 끝까지 가는지 확인할 것. 각각의 채널에는 최대/최소를 조정할 수 있음. 다 끝나면 "Click when Done"을 누를 것
      • Flight Mode를 선택 : 송신기에서 스위치를 이동시켜서... Flight mode를 각 스위치의 초록색부분에 할당시킬 것.???? ******* Flight mode는 별도 정리
      • Fale Safe : throttle failsafe, battery failsafe, GPS and ground station failsafe 등.
      • Geofence : geofence를 설정하면 Autopilot 이 정해진 구역에는 들어가지 못하도록 막아줌. 설정방법
- ESC 캘리브레이션
이 비디오를 확인할 것:::: All at once ESC calibration.... 
  • 시작전 확인사항 : PC와 연결되어 있으면 안됨. Battery 꺼져있고, 프로펠러도 빼고 시작
  • #1 - 송신기 전원 켜고, Throttle을 최대로 올려줌. 
  • #2 - 배터리 전원 연결 - LED가 파랑-노랑-빨강이 순환함. (다음번 전원에서 ESC 캘리브레이션 하겠다는 뜻)
  • #3 - 배터리를 뺐다가 다시 연결. (Throttle은 그대로)
  • #4 - 삑 3개(3S 배터리), 삑 2개 (throttle이 최고라는 것 감지했음) - throttle 내릴 것, 긴 삑(완료). 이상태에서 throttle을 올리면 모터가 돌아감. - LED는 빨강/파랑이 순환됨. 
  • #5 - throttle을 내린 상태에서 배터리를 해제했다가 다시 연결해주면 정상상태로 돌아감
- 모터 회전 테스트
올바로 따라만 하면 문제가 없을 것. 만약 방향이 맞지 않으면 ESC/모터 연결부를 확인할 것

프로펠러 결합


- 프로펠러 조립

프로펠러 패키지에서 링을 제거. 링보다 작은 구멍을 찾아서, propeller hub 뒤쪽에서 삽입


- 프로펠러 어댑터 조립

프로펠러 어댑터와 긴 스크류 드라이버. 프로펠러 어댑터에 포함된 3개의 작은 나사에 threadlocker 발라줌. 어댑터를 모터 위에 결합


- 프로펠러를 모터에 결합할 때 방향을 잘 확인할 것 (글씨가 위로 가는 방향으로 결합)


====


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 8. 18. 14:38

이 문서는 APM Copter 를 사용한 멀티 곱터를 사용하여 3D 매핑에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 내용을 다루고 있습니다.

원문은 http://copter.ardupilot.com/wiki/common-3d-mapping/ 입니다. 그냥 쉽게 생각해서... 한 3-400 만원 정도면 3D 매핑까지 가능한 시스템을 구성할 수 있을 것 같네요.


개요


이 페이지는 Copter/Plane 과 적당한 장비를 사용하여 3D 지도를 제작하는 방법을 소개하는 내용입니다. 


위 영상은 Sylvain 씨가 제작한 "the fallen blockhouse" 로서, 2014년 T3 경진대회 당선작입니다. 여기를 누르시면 3D 모델을 볼 수 있습니다.


필요한 장비


고정익 비행기 또는 멀티콥터

디지털 카메라

S100, S110, Elph 110 HS and SX230HS 등의 CHDK가 가능한 캐논 카메라

Canon ELPH 520 HS 등, CHDK는 지원하지 않지만 카메라 셔터를 처리하는 방법이 있는 카메라

GoPro의 경우 어안렌즈를 사용하므로 비추

하방향 짐벌 또는 기체에 카메라를 장착할 수 있는 마운트


샘플 작업



60~100 장의 사진이 있으면 좋은 3D 렌더링이 가능하다. 인접한 사진간에는 최소한 65% 이상 중복되어야 하는데, 80% 이상 을 목표로 촬영하는 것이 좋다. 항공사진에 지상에서 촬영한 사진을 추가할 수도 있다.


촬영고도는 주제에 따라 달라진다. 넓고 평평한 지역의 경우, 고도 40m - 80m 정도로 촬영하면 아주 상세한 영상 (따라서 상세한 최종결과물)을 얻을 수 있다. 하지만, 건물의 경우에는 고도를 더 높여야만 (건물로부터 100미터 이상) 왜곡을 줄일 수 있다.


트랙간의 간격은 25미터 에서 100미터 간격으로 촬영하는 것이 좋다. 기체 고도가 높을 수록 트랙간 간격은 더 멀어지게 된다. 일반적으로 트랙간 간격은 65% 정도 중복되도록 설정하면 좋다. 


작업도중에 카메라 셔터가 자동으로 작동되어야 한다.(2초간격 5초간격 혹은 10미터 간격 등) 많은 카메라에는 일정한 시간 간격으로 사진을 촬영하는 기능이 있다. CHDK를 탑재한 캐논 카메라의 경우 이러한 기능을 수행하는 script를 실행시킬 수 있다. 또다른 방법으로, Copter/Plane/Rover 가 CHDK를 탑재한 캐논 카메라에 대해 시간기준/거리기준 으로 셔터를 터트리도록 설정할 수도 있다.


이러한 작업에는 다음과 같은 명령어가 사용된다.

  • TAKEOFF - "Alt" 열에 주어진 목표 높이(통상 meter)로 기체를 띄워 올림
  • WAYPOINT - 촬영지역을 나르는데 필요한 지점을 가능한 한 많이 격자형태로 만들어줌. 고도는 "Alt" 열에 입력해야 함. Delay 열에 "1"을 추가하면 각 지점에 도착할 때 기체가 1초간 정지한다. 
  • DO_DIGICAM_CONTROL - APM/Pixhawk 가 CHDK 혹은 servo를 사용하여 연결되었을 경우, 카메라 셔터가 즉시 눌러지도록 함.
  • DO_TRIGG_DISTANCE - 카메라 셔터가 일정간격(미터)마다 터지는 것 외에는 DO_DIGICAM_CONTROL과 동일함. 여기에서 거리는 "Dist (m)" 이라는 첫번째 열에 정의된다. 참고: AC3.1.2에서는 이 명령을 정지시키는 명령이 없으므로, 기체가 AUTO 모드에서 빠져 나올때까지 계속해서 셔터가 눌러지게 된다.
  • RETURN_TO_LAUNCH - 작업에서의 마지막 명령으로 기체가 원위치로 돌아옴.
  • DO_SET_ROI - 기체의 앞방향 및 짐벌의 방향을 지도상의 특정한 한점을 가르키는데 사용됨. 참고; AC3.1.2에서는 기체가 Waypoint를 지나면 다음 Waypoint를 가르키게 되므로, 한 점을 계속해서 가르키도록 하고자 할 경우에는 각각의 Waypoint 마다 DO_SET_ROI 명령을 반복하여 사용하여야 한다. AC3.2에서는 이러한 작업이 필요하지 않도록 기능이 수정되었다.


추천하는 Desktop용 3D 매핑 소프트웨어

  • MicMac 기반의 toolchain. ImageJ/Fiji, QGIS, SAGA GIS 등과 함께 사용). 오픈소스. 무료
  • VisualSFM : 상업용이 아닌 경우 무료
  • Photoscan : 표준 버전 $179. 지오레퍼런싱, 정사사진 제작등을 포함한 프로 버전은 $3,499
  • Pix4D : 6500 유로 혹은 매월 260 유로
  • OpenDroneMap : 오픈소스, 무료

이 모든 소프트웨어들은 작동방법이 상당히 비슷하다. 즉, 기체에서 촬영한 사진 (지상에서 손으로 촬영한 사진도 추가할 수 있음)을 입력하면 3D 영상을 생성한다. 그 모든 영상을 자동으로 매칭하는데, 사진이 촬영된 실제위치는 필요없다.

모델의 공유

  • Sketchfeb : 완성된 3D 모델을 올릴 수 있으며, 다른 사람들은 웹브라우저를 통해 대화식으로 모델을 볼 수 있다. 이 글 맨위에 있는 이미지가 그 예이다.
  • Three.js : 사용자의 웹페이지에 3D 모델을 올릴 수 있다.
  • Blender : 3D 모델을 사용하여 가상 fly-through 비디오를 생성할 수 있으며, 유튜브에 올릴 수 있다. Richard 의 작품이 그 예이다.
  • Dronemapper : 원시 영상을 올리고 관리할 수 있다.


기타 문서 및 예제


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 길가다주웠어

    볼수록 정말 잘만든 것 같습니다. 좋은 자료 잘봤습니다.

    2015.11.30 11:00 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 도와주세요

    안녕하세요. 학교에서 연구 프로젝트로 ardupilot mission planner와 cannon chdk를 이용해서 survey tool을 사용해서 오버랩된 사진을 촬영하려고 하고 있습니다. 그런데 chdk 작동과 pixhawk를 통해 remote trigger를 servo를 통해 작동하는 것은 성공하였는데, mission planner를 통해 계획한 "Do_set_cam_trigg_dist" command에 따라 쿼드콥터가 사진을 찍지를 않네요. 여러가지 방법을 다 동원해 보고 있는 중입니다. 혹시 지상 점검에서 mission plan의 way point를 통한 사진을 찍으려면 드론을 arm상태에서만 점검이 가능한가요?

    2017.05.12 10:57 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 시동을 건 상태에서만 되는 건 아닌 것 같고요... 어차피 지정한 거리만큼 이동하면 Pixhawk에서 촬영 명령이 나오거든요.

      Do_SET_CAM_TRIGG_DIST를 1 정도로 작은 값으로 설정하신 후, 돌아다녀 보시면 카메라가 자동으로 터져야 합니다.

      2017.05.12 14:17 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  3. 도와주세요

    네.Do_SET_CAM_TRIGG_DIST는 잘 작동 됩니다. 그런데 survey mission으로 계획한 자료를 write하고 지상에서 계획한 way point를 돌아다녀도 카메라가 작동이 안되네요. 이건 왜 그런걸까요? 비행전에 확인해야 테스트 비행을 할텐데...

    2017.05.15 21:58 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  4. 도와주세요

    그러게 말입니다. 일단 비행전 지상에서 Do_SET_TRIGG_DIST를 10m로 셋하고 돌아다니니 자동으로 10m간격으로 촬영하는 것 같아서, 비행 테스트에서 survey로 플랜하고 올렸더니 아무것도 촬영하지 않았더라구요. 그래서 다시 지상에서 Way point 밑에 DO_DIGICAM_CANOTROL을 WRITE해서 돌아다녀보니 전혀 작동을 하지 않더군요. 지금 미국에서 유학중이라 미국 community site와 푸른하늘이 님께 동시에 자문을 구하고 있습니다. 분명히 제가 쓰는 CHDK script는 정상적으로 작동하고, 지상에서 거리에 따른 촬영도 되는데 왜 survey tool에서 계획한 촬영은 안될까요...2주째 펌웨어 엎어가며 고생중입니다. 혹시 parameter의 CAM_TRIGG_DIST를 0으로 셋하고, survey tool로 계획해서 촬영 지점간 간격이 10m로 나왔다면, 자동으로 10m 간격 촬영 명령이 오버라이드하는 건지요?

    2017.05.16 11:37 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  5. 파란이

    1.혹시 toolchain 사용해보신적 있나요?
    2.기존 픽스호크에 있는 펌웨어를 다운로드 어떻게 하나요?

    2017.09.27 00:18 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • - toolchain은 사용한 경험이 없습니다.
      - 픽스호크에 올려져 있는 펌웨어를 다운로드 받는 방법은 없는 것 같고요, 대신 파라미터를 다운로드 받을 수는 있습니다.

      2017.10.07 21:37 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 8. 10. 17:39

드디어 조립을 완료했습니다. 첫번째 글은 부품소개 이고요, 두번째 글은 조립방법에 관한 자료, 세번째 글은 실제로 조립했던 과정, 네번째 글은 F450과 송신기의 세팅에 관한 글이었습니다. 이번엔 맨 마지막으로 FPV... 그러니까 F450에 비디오 촬영장비를 설치하고, 이 영상을 별도의 소형 TV에서 볼 수 있도록 구성하는 것입니다. 


사실 조립이 2개월 전이었으니... 참 시간이 많이 걸린 편입니다. 맨 처음에는 F450 기체를 날려보면서 테스트를 했었고요, 좀 익숙해져서 FPV를 조립하려다보니 짐벌(gimbal)을 F450에 부착하는 부분에서 형태가 다르다보니 어쩔 수 없이 3D 프린터를 동원해야 했는데, 3D 프린터가 고장나서 A/S까지 받느라 계속 시간이 늦어진 탓이었습니다.


어쨌든 여러가지 마음 고생 끝에 완성을 하고나니 너무 기분이 좋습니다. ㅎㅎㅎ


제가 쿼드콥터 조립하는 과정은 아래 글들에서 볼 수 있습니다.


먼저 참고문서들입니다. 


주 참고문서 - http://callmealan.uk/flamewheel/fpv.htm

공식비디오 : https://www.youtube.com/watch?v=6hwd87gZQ1s

  • H3-2D 를 연결하는 방법으로서, Damping unit의 형태가 다름.


비디오 : https://www.youtube.com/watch?v=9sePtxSgjBM

  • 이 비디오에서는 F550에 Zenmuse 연결하는 방법. 단, 별도의 Landing gear에다 장착함. 다음에 한다면 이 Landing gear를 사용하는 게 제일 나을 것 같음. 가격도 $20 정도로 저렴.
  • 고프로 렌즈 보호용 렌즈
  • 맨 마지막에 균형을 잡는 방법에 대해 나옴. 참고할 것

https://www.youtube.com/watch?v=MREoKngFi68

  • 이 비디오에서는 F550에 Zenmuze H3-3D 연결. 단 DJI에서 판매하는 별도의 bracket을 사용하여 연결.


아래 그림은 주 참고문서에 들어 있는 그림입니다. F450을 날릴 수 있도록 조립한 후, FPV가 가능해지려면 아래와 같이 Gimbal, GCU, iOSD, AVL58 Transmitter 등 여러가지 부품이 붙는데, 이걸 FPV Hub 하나로 모두 통합해서 간단히!!! 한방에!!! 연결할 수 있다는 것입니다. 


사실 이 문서를 발견하지 못했더라면 조립에 엄청난 어려움을 겪었을 겁니다. 반대로 이 그림 하나만으로 아주 쉽게 결합할 수 있었다는 것이고요.



여기에 사용된 부품을 간략하게 설명하면 다음과 같습니다. (부품에 관한 문서도 참고하세요)

  • Gimbal : Zenmuse H4-3D : 드론이 조금 흔들리더라도 비디오는 흔들리지 않도록 해주는 장비입니다. 쿼드곱터는 기본적으로 헬리콥터처럼 진동이 많습니다. 그래서 비디오를 보면 많이 짜증스러운데, 이게 있으면 정말 고품질의 영상을 제작할 수 있습니다. 이 장비에 GoPro 를 결합했습니다. 아래그림처럼요.
  • Zenmuse GCU : 이게 실질적으로 Gimbal을 제어하는 기기입니다. 기체가 오른쪽으로 움직이는 걸 감지하면 Gimbal이 왼쪽으로 움직이도록 모터를 구동시키는 것이죠. 
  • iOSD mini : F450의 비행정보 즉, 비행콘트롤러인 Naza M V2에서 취득한 각종 비행관련 정보... 현재의 고도, GPS 신호 상태, 자세정보 등등을 비디오에 덧 쓰워주는 장비입니다. 그러니까... GoPro에서 나오는 영상에 글씨를 덧붙이는 거라고 보면 됩니다.
  • AVL 58 Transmitter : 이렇게 생성된 영상을 무선으로 송출하는 장비입니다. 5.8 GHz 대역을 사용합니다. 여기에 버섯모양 안테나(Mushroom Antenna) 가 붙어 있습니다.
  • 마지막으로 7인치 TV : Transmitter에서 나오는 영상이 보여지는 TV입니다. 원래 여기에 수신기용 Mushroom Antenna 를 부착해야 하지만, 자체 안테나로 충분하여 따로 붙이지 않았습니다.

실제 연결은 아래와 같습니다. 아래 그림에서 가운데에 있는 작은 네모난게 FPV Hub 입니다. 다시한번 말씀드리지만, 이게 없었다면 거의 불가능에 가까웠을 겁니다. ㅎㅎ



아래는 이 그림을 기초로 조립한 결과입니다. 보시면 알겠지만, FPV 부품은 거의 F450 하단에 붙였습니다. 부품이 떨어지면 어쩌나 하는 걱정이 없는 건 아니지만, 3M 양면테이프로 단단하게 붙여두었고, 몇군데 케이블타이로 좀더 보강하면 크게 문제는 없을 것이라고 생각합니다.



아래는 좀더 확대 사진



제일 까다로웠던 것은 사실 Gimbal을 붙이는 것이었습니다. 본체 기판에 결합하려고 올려봤더니, 아래 사진처럼 삐쭉히 튀어나와서 도저히 결합할 수 있는 상태가 되지 않아서 였습니다.



결국 고민끝에... 브래킷을 새로 제작하기로 했습니다. 마침 3D 프린터가 있으니, 스케치업으로 대충 설계를 해서 제작하면 되겠다고 생각했죠. 그런데 막상 3D 프린터를 돌리려 했더니 노즐이 막혀서 움직이질 않는 것이었습니다. 거의 6개월 이상 세워뒀더니 막힌 게 아닌가 싶었습니다. 


A/S 를 불러서 수리하고(휴가철이라 일주일이나 걸렸습니다.) 다시 출력하고... 맞춰보니 부족해서 수정하고 수정해서 아래처럼 세가지 버전이 생겼습니다. 당연히 맨 오른쪽에 있는 것이 최종버전입니다. 가운데 동그랗게 구멍을 판 것은 Gimbal의 구동축이 움직일 수 있는 공간때문입니다.



아래는... (첫버전 사진뿐이 없군요) 뚜껑을 열고 다시 전원선을 납땜으로 연결한 겁니다. 유일한 납땜 추가부분이었습니다.



자... 어쨌든 완성!!! 아래는 처음 결합한 후 촬영이 잘 되었는지 테스트한 영상입니다. 전원을 켜고 한바퀴 돌아올때까지의 과정을 기록한 겁니다. 보시다시피 아주 잘 작동되었습니다. 한번에 성공하면 기분 정말 최고죠~!!! ㅎㅎㅎ



아래는 GoPro에 녹화된 영상입니다. 위 영상에서의 TV 모니터 영상과는 조금 다릅니다.  영상 위와 좌우측에 있는 여러가지 숫자(F450 비행상태 정보입니다.)도 빠져있을 뿐 더러... 녹화를 하지 않더라도 TV 모니터에는 화면이 전송되더군요. (위 비디오 첫부분을 보시면 알겁니다.)



GoPro 비디오 성능도 꽤 괜찮고... 짐벌 성능도 꽤 쓸만하네요. 이정도면 왠만한 건 다 촬영할 수 있을 것 같습니다. ㅎㅎ


마지막으로 한가지. 다른 비디오를 보다보니, F450이나 F550에 별도의 랜딩기어를 달고 거기에 짐벌을 다는 경우가 많더군요. 저도 자세히 보다보니 그런 방식이 제일 나은 것 같다는 느낌이 들었습니다.  아래 뒷편에 구멍 뚫어진 부분이 짐벌을 붙이는 부분이고... 앞쪽에도 다른 장비를 붙일 수 있는 브래킷이 있어 좋을 것 같습니다. 가격도 20불 내외로 아주 쌉니다. 무게는 330그램... 이건 좀 부담스럽지만 그래도 참을만 하고요. 그래서 일단 주문을 넣습니다. ㅎㅎ



민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 7. 21. 12:44

우리나라에서는 (특히 서울에서는) 드론을 날리는 게 쉽지 않습니다. 드론 날리기가 무서울 정도입니다. 특히 신경쓰이는 것이 있습니다. 항공법에 비행금지구역, 비행제한구역 등이 규정되어 있는데, 제가 가진 쿼드콥터(항공법에 따르면 무인비행장치)를 날려도 괜찮느냐는 겁니다.


원래 저는 비행금지구역에서는 날릴 수 없지만... 비행제한구역에서는 12kg 이내의 무인비행기를 높이 150미터 이내라면 아무런 제한없이 날릴 수 있는 걸로 알고 있었습니다. 강북은 대부분 비행금지구역이니 이 마저도 힘들지만, 제가 일부러 그쪽에 가서 날릴 일이 없으니 그냥 그러려니 했고요.


그런데, 엊그제 서울대학교에서 F450 비행연습을 했다는 글을 올렸더니, 페친 한분이 비행제한구역이면 문제가 될 수 있으니 꼭 확인하라고 하셨습니다. 서울대학교는 비행제한구역의 경계선에 위치해서... 확실히는 잘 모르겠습니다만, 어쨌든 일단 말이 나온 김에 한번 더 짚고 넘어가자 싶어졌습니다.


일단 요즘 돌아다니는 경고사항입니다. 군쪽에서 만들어 배포한 것입니다. (아래 비행제한구역선 제일 아랫쪽을 보면 서울대학교가 들어 있습니다. ㅎㅎ)



이 내용에 따르면, 비행제한구역에서도 드론을 날리려면 4일전에 수도방위사령부로 신고를 해야만 날릴 수 있는 걸로 되어 있습니다. 최대 200만원 이하의 벌금 또는 과태료라고 되어 있네요.


즉, 요즘 카드에 가입하면 공짜로 나눠주는 장난감 드론도 서울시내에서 날리려면 미리 신고을 해야 한다는 겁니다. 광화문 앞에서 주먹만한 장난감을 날리면 벌금 200만원까지 처해질 수 있다니... 정말 우습기 짝이 없습니다. 거의 전국민을 범죄자로 만드는 수준이라고 뿐이 안보입니다.


어쨌든... 이 내용에 대해 좀더 확인해 보고 싶었습니다. 다음은 국토교통부에서 배포한 보도자료입니다. 제목은 "무인비행장치(드론), "이것만 지키면 모두가 안전해요!" 입니다. 일단 항공법에는 아주 복잡한 내용들이 많은데, 12kg 이내의 "무인비행장치"의 경우 "무인비행장치 조종자 준수사항" (항공법 제23조, 시행규칙 제68조) 만 지키면 된다는 내용입니다.


△ 비행금지 시간대 : 야간비행 (* 야간 : 일몰 후부터 일출 전까지)
△ 비행금지 장소
    (1) 비행장으로부터 반경 9.3km 이내인 곳
        → “관제권”이라고 불리는 곳으로 이착륙하는 항공기와 충돌위험 있음
    (2) 비행금지구역 (휴전선 인근, 서울도심 상공 일부)
        → 국방, 보안상의 이유로 비행이 금지된 곳
    (3) 150m 이상의 고도
        → 항공기 비행항로가 설치된 공역임
    (4) 인구밀집지역 또는 사람이 많이 모인 곳의 상공 (* 예 : 스포츠 경기장,각종 페스티벌 등 인파가            많이 모인 곳)
        → 기체가 떨어질 경우 인명피해 위험이 높음

    → 비행금지 장소에서 비행하려는 경우 지방항공청 또는 국방부의 허가 필요(타 항공기 비행계획 등과 비교하여 가능할 경우에는 허가)

△ 비행금지 행위
    - 비행 중 낙하물 투하 금지, 조종자 음주 상태에서 비행 금지
    - 조종자가 육안으로 장치를 직접 볼 수 없을 때 비행 금지
    (* 예 : 안개·황사 등으로 시야가 좋지 않은 경우, 눈으로 직접 볼 수 없는 곳까지 멀리 날리는 경우)


여기에서 야간비행금지나, 낙하물투하금지, 육안으로 볼수 없을때 비행금지 등은 제 생각에 12kg 이하의 무인비행기의 경우, 금지사항이 아니라 권고사항이 되어야 할 것이라고 생각합니다. 이러한 상황이 위험을 초래할 수 있는 건 사실이고, 그래서 저 개인적으로는 이런 상황에서 드론을 띄울 생각은 없습니다. 


하지만, 이런 상황에도 꼭 촬영을 해야 하는 경우도 있을 수 있습니다. 촬영의 목적상 야간 촬영이 꼭 필요할 수도 있고요, 시야가 안좋더라도 화재 발생현황을 촬영하려면 띄울 수 밖에 없죠. 또한 인구 밀집지역이나 사람이 많이 모인 곳에서도, 행사 촬영등을 목적으로 드론을 활용하고 싶은 경우는 많습니다.


이런 경우에도 요즘 왠만한 기체들은 자동주행이 가능하고 최악의 경우 원점회귀 기능도 있어 위험도가 그다지 높지 않습니다. 또 요즘엔 카메라나 초음파 기능을 이용한 충돌회피 기능을 탑재한 기체도 나온 것처럼, 기술은 점점 발전하기 때문입니다. 아울러 사고가 혹시 발생하더라도 이건 보험이나 개인적으로 충분히 처리가능하다고 보여집니다. 그래도 위험하기 때문에 막아야 한다고 주장하고 싶으실 수 있으나, 그렇다면 모든 물놀이를 금지시키는 게 맞겠죠. 등산도 금지시키고 캠핑도 금지시키고 말이죠. "12kg 이하의 무인비행기"는 레저활동에 가깝기 때문에 그에 준하는 규정이 필요할 거라고 봅니다.


사실 이러한 비행금지는 초경량 비행장치(약 150 kg 이하의 1인승 탑재 가능한 정도의 비행장치)를 위해 만들어진 것입니다. 조종자가 탑승한 경우라면 야간비행이나 육안으로 직접 볼수 없을때의 비행이 매우 위험하므로 금지시킨 것이지만, 무인비행기는 다르다고 봅니다. 그래도 위험하기 때문에 막아야 한다고 주장하고 싶으실 수 있으나, 그렇다면 모든 물놀이를 금지시키는 게 맞겠죠. 등산도 금지시키고 캠핑도 금지시키고 말이죠. "12kg 이하의 무인비행기"는 레저활동에 가깝기 때문에 그에 준하는 규정이 필요할 거라고 봅니다.


===

무인비행기의 비행금지 장소를 다시 정리하면 아래와 같습니다.

(1) 비행장으로부터 반경 9.3km 이내인 곳 

→ “관제권”이라고 불리는 곳으로 이착륙하는 항공기와 충돌위험 있음 

(2) 비행금지구역 (휴전선 인근, 서울도심 상공 일부) 

→ 국방, 보안상의 이유로 비행이 금지된 곳 

(3) 150m 이상의 고도 → 항공기 비행항로가 설치된 공역임


이중 비행장이 가까운 곳이나 150미터 이상의 고도에 대해서는 반드시 지켜야 할 사항이라고 생각합니다. 항공기와 관련된 문제는 아주 심각하니까요.


문제는 비행금지구역입니다. 특히 서울시민에게는 이게 아주 큰 문제가 되고 있습니다. 아래가 중부지방의 비행금지구역과 비행제한구역을 표시한 것입니다. 휴전선 인근지역과 서울 강북 거의 전체가 비행금지구역입니다.



이 비행금지구역에서는 12kg 이하의 무인비행기도 띄울 수 없도록 되어 있습니다. 심지어는 장난감 드론도 못날립니다. 주로 항공사진 촬영에 관한 군사 보안 문제때문이라고 생각됩니다.(저는 이것에 대해서는 매우 회의적입니다) 드론을 이용한 주요시설 공격 가능성도 염두에 두어야겠죠. 


하지만, 적어도 일정 범위까지는 허용해주는 게 맞지 않을까 싶습니다. 그 범위가 어느 정도까지인지는 협의가 필요하겠지만, 무조건 막아서 선량한 국민들까지 범죄자로 만드는 건 좀 아니죠. 아래는 국토교통부 보도자료 맨처음에 제시된 범법 사례입니다. 적어도 이런 것까지 범죄취급하는 건 막아야 한다고 봅니다.


[사례 1] ◇ 서울시 중구에 사는 홍길동(32세, 男)씨는 휴일을 맞아 초등학생인 아들 길남 군(10세)과 집 앞 공터에서 중량 1kg 짜리 드론을 날리며 즐거운 한 때를 보내고 있었다. 그러던 중 현장에 출동한 군 관계자로부터 법규위반으로 조사를 받아야 한다며 잠시 동행해 줄 것을 요구 받았다. → 사유 : 비행금지구역에서 허가없이 비행


====

그런데... 맨 앞에 올렸던 군부대의 지침에 따르면 서울 강북쪽 비행금지 구역 뿐 만 아니라, 나머지 거의 모든 지역이 포함된 "비행제한" 구역도 사전 허가가 필요하다고 되어 있습니다. 일반 개인에게 4일전에 군부대에 허가를 받으라는 것은 날리지 말라는 뜻이나 다름없으니... 비행금지구역이나 다름 없습니다.


원래 항공법에 따르면 무인비행기의 경우 비행제한 구역에서 150미터 이하에 대해서는 자유롭게 날릴 수 있도록 되어있습니다. 항공법 시행규칙 제68조(초경량비행장치 조종자의 준수사항) 1항 3호에는 "3. 법 제38조제2항에 따른 관제공역·통제공역·주의공역에서 비행하는 행위"가 금지되어 있는데, 나목에서는 12kg 이하의 기체를 관제권 또는 비행금지구역이 아닌 곳에서 최저비행고도(150미터) 미만의 고도에서 비행하는 행위는 제외한다고 되어 있기 때문입니다.


그런데도 군쪽에서 서울시 인근의 비행제한구역에 대해 촬영허가를 받도록한 근거를 알고 싶어 안내서에 나와있는 수방사 전화번호로 직접 전화를 하여 확인하였습니다. 담당자께서는 서울시 강북 도심쪽에 해당하는 P73 공역과 그를 둘러싸고 있는 R75공역에 대해서는 비행허가를 국방부장관에게 위임하였고, 국방부장관은 다시 수방사) 비행승인을 받도록 위탁하였다고 하네요. 관련 규정은 아래와 같습니다. 


행정권한의 위임 및 위탁에 관한 규정[대통령령 제26201호, 2015.4.20] 제41조(국토교통부 소관) ⑥ 국토교통부장관은 「항공법」(이하 이 항에서 "법"이라 한다)에 따른 권한 중 국방부장관이 관할하는 공역(空域)에서의 다음 각 호의 사항에 관한 권한을 국방부장관에게 위탁한다. <개정 2013.3.23.> 

1. 법 제23조제2항에 따른 초경량비행장치 비행계획의 승인 

2. 법 제38조의2제2항에 따른 통제공역에서의 비행 허가 

3. 법 제55조 각 호 외의 부분 단서에 따른 같은 조 제1호부터 제3호까지 및 제5호의 행위에 대한 허가 

4. 법 제70조제1항에 따른 항공교통업무에 관한 지시 및 같은 조 제5항에 따른 항공교통의 안전을 위한 지시


보다 자세한 사항은 "P-73 인근지역 비행지침(2014.3.6)" 에 있다고 하는데, 아무리 검색을 해도 나오지 않아서 그냥 포기했습니다. 


아무튼... 여기까지 조사하니 참 허탈합니다. 국방부의 규정은 법령에 의해 정해진 것이 아님에도 불구하고, 12kg 이하의 개인용 초소형 기체에 대해서 제한을 풀어놓은 항공법 규정을 완전히 무력화시키고 있으니 말입니다.


현재 국방부의 입장은 수도서울 P-73 공역 및 완충구역 비행통제 관련 협조사항을 읽어보시면 됩니다. 검색해보시면... 아마 2년쯤 전에 이 문서를 교육기관/행정기관 등 여기저기 엄청 뿌린 모양입니다.


아래는 전국의 비행금지구역/비행제한구역/RC비행장/초경량비행장치전용공역 등을 표시한 지도입니다. 원본은 여기입니다. 서울지역 인근에 있는 RC 비행장 정보만 조금 편집했습니다. 참고하세요.




결론적으로... 12kg 이내인 무인비행기라고 하더라도 서울 시내에서는 (허가를 받지 못하면) 날릴 수 없습니다. 예외로 현재는 가양대교 북단의 RC 비행장은 평일 포함 일주일 내내(야간 불가능) 날릴 수 있고, 신정교 RC 비행장의 경우 주말에는 날릴 수 있답니다. 


====

이와는 별도로 항공사진 촬영에 대해서는 국방부 장관에게 별도의 허가가 필요합니다. 자세한 내용은 여기를 참고하시기 바랍니다. 간략히 이야기하자면 영리목적으로 항공촬영을 하기 위해서는 초경량비행장치용 사업자로 등록해야 하며, 영리, 보도 목적의 촬영은 국방정보본부 보안정책과에 촬영허가신청을 하여 허가를 받아야합니다. 


또한 개인 취미로서의 촬영의 경우, 국방부 홈페이지에 게시된 ‘항공사진 촬영허가관련 주요 관심사항’에 따르면 ‘명백히 주요 국가/군사시설이 없는 곳이며, 비행금지구역이 아닌 곳을 저고도로 본인 책임 하에 촬영하는 경우 국방부가 규제하지 않는다’라고 되어 있습니다. 


====

마지막으로 제가 이 글을 정리하면서 관계규정에서 개선이 필요한 점을 정리해보겠습니다.

  1. 항공법에서 12 kg이하의 초소형 무인비행기(드론)에 대해서는 초경량비행장치에서 분리하여 별도로 규정할 필요가 있다. 
  2. 비행금지구역에서도 일정한도 내에서는(예 : 카메라가 없는 초소형 무인비행기 혹은 1kg 이하의 무인비행기)는 자유롭게 날릴 수 있도록 해야 한다.
  3. 비행제한구역에대한 신고/허가 는 폐지되어야 한다.
  4. 야간비행금지나, 낙하물투하금지, 육안으로 볼수 없을때 비행금지, 사람이 많은 곳에서의 비행금지 등은 권고사항으로 바꿔야 한다.
이러한 내용은 법령의 개정 뿐만 아니라, 국방부와의 협의까지 필요하기 때문에 아주 시간이 많이 걸릴 겁니다. 그 전까지는 먼저 서울시에서 앞장서서 한강공원 등 누구나 쉽게 드론을 날릴 수 있는 공간을 확보해주면 좋겠다 싶네요.

민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 6. 12. 09:03

이 글은 DJI NAZA 와 Futaba 14SG, 그리고 14SG에 함께 오는 SBUS2 모드를 지원하는 RX7008SB를, SBUS 모드로 설정하는 방법입니다.


F450 하드웨어 구매, 관련 조립방법 정리, 실제 조립을 통해 하드웨어는 결합했지만, 그렇다고 바로 날릴 수 있는 것은 물론 아닙니다. 송신기(조종기)인 Futaba 14SG와 F450 + NAZA 를 서로 연결하고, 자신의 필요에 따라 설정해야 하기 때문입니다.


이 글은 RCGroups에 있는 DJI Naza and Futaba 14SG/RX7008 in SBUS2 mode 를 기본으로 보면서 유튜브 비디오도 참고로 하여, 계속 테스트하면서 나름대로 수정한 내용을 담고 있습니다. 


제가 쿼드콥터 조립하는 과정은 아래 글들에서 볼 수 있습니다.


먼저 사용되는 장비입니다.

  • Futaba 14SG 송신기
    • Futaba SBUS2 수신기 - RX7008SB (RX2008SB 나 기타 SBUS를 지원하는 수신기도 가능하다고 함)
  • DJI NAZA M V2 비행콘트롤러 - (V1 도 가능)
  • 멀티곱터 - DJI Flame Wheel F450 (물론 다른 기체도 무방)


원문에서는 모드1으로 설정하였으나, 이 글에서는 모드2로 설정하였습니다. 모드1은 비행기나 헬기 등 전통적으로 많이 사용했던 방식이고 특히 우리나라와 일본에서 많이 사용한다고 하는데, 멀티곱터의 경우 우측 핸들에 전후방/좌우이동이 함께 배치되어 있어 사용하기 편하여, 현재 기본으로 사용되고 있습니다. 특히 저처럼 처음부터 드론으로 입문한다면 모드2로 사용하는 게 나을 것 같다는 조언도 받았습니다.



여기에서 멀티콥터를 기준으로 할 경우, Throttle은 상하 이동, Rudder는 좌우 회전, Elevator 는 전후방이동, Aileron은 좌우방향 이동입니다. 원래의 의미는 아래 그림을 참조하시면 됩니다.



나머지 키는 아래와 같이 할당합니다. 참고로 가능한 한 자세모드(GPS/ATTi/FS) 설정키는 Throttle과 반대쪽에 두는 게 좋다고 합니다. 자세모드를 변경할 때 기체가 흔들릴 수 있으므로, Throttle을 확실히 콘트롤 할 수 있어야 하기 때문이라고 합니다.


모든 스위치는 전원을 넣었을 때 스위치가 윗쪽 방향(조종자에게서 멀어지는 방향)으로 가도록 설정하였습니다. 취향에 따라서는 모두 아래쪽 방향으로 설정할 수도 있습니다. 적어도 일부는 윗쪽, 일부는 아래쪽으로 설정하면 좋지 않습니다. 만약을 대비해서요.



위는 제가 최종적으로 설정한 상태입니다. 왼쪽에 있는 SA 스위치에는 IOC(Intelligent Orientation Control)를 설정하였고, 오른쪽에 있는 SD 스위치에는 자세제어 옵션을 넣었습니다.


스위치는 설정을 요약하면 다음과 같습니다. 원래는 다른 설정도 있는 것 같지만, 최초 설정은 이 정도면 무방합니다.

  • 송신기 스위치 - 채널 - NAZA - 기능
  • SA             -  6   - X2     - IOC 설정(Off - CL - HL)
  • SD             -  7   - U      - Flight mode(GPS - ATTi - FS)
이 상태에서 전원을 넣으면 모든 스위치가 윗쪽 방향이므로 IOC 는 Off, Flight Mode 는 GPS로 시작하게 됩니다. 또 송신기 스위치를 끄면 FailSafe가 작동하도록 설정하였습니다.

아래는 설정순서입니다. 제가 임의로 수정한 것이기 때문에 최선이라고는 할 수 없으며, 순서가 바뀌어도 무방한 것들도 있습니다. 참고만 하세요.

**** 쿼드콥터에서 프로펠러 제거 

  • 의도치 않은 사고 방지를 위해서는 먼저 프로펠러를 제거하는 게 좋습니다.

**** 14SG 송신기와  수신기(RX7008) Binding (Futaba 한글매뉴얼 참조)

  • 먼저 송신기(조종기)와 무선수신기를 연결해야 합니다. 송신기에서 보내는 신호를 수신기가 받도록 하는 것입니다. 맨처음 구매를 했을 때에는 바인딩이 되어 있습니다. 그런데 저는 새로운 Model을 생성했기 때문에 바인딩이 필요했습니다.
  1. 수신기가 50cm 이내에 있는 상태에서 송신기 전원을 넣는다.
  2. LNK를 두번 클릭하여 Linkage 메뉴로 들어감. System을 선택하고 RTN을 클릭함
  3. LINK로 옮겨간후 RTN을 클릭함. LINK 모드로 들어가면서 삐리릭 소리가 들림.
  4. 즉시 수신기의 전원을 넣음.
  5. 잠시 기다리면 수신기 LED가 빨간색 깜빡임 상태에서 녹색으로 전환됨. 바인딩이 완료된 것임. 다시 System에 들어가보면 아래와 같이 id 가 표시됨.


*** 수신기와 NAZA 콘트롤러 결선

  • DJI PMU를 Naza X3 포트에 연결함 : +5V 전원공급 및 Naza-to-USB 신호를 전달
  • Naza X2 포트와 RX7008의 8번(SBUS) 포트를 연결 (주의 : SBUS-2 아님)
  • 기타 1번부터 7번까지 연결한 선이 있다면 모두 제거함.
  • 이 두개 선만 연결되어 있으면 됨
**** 수신기를 Mode 2로 변경 (S.BUS 모드로 사용하기 위함)
  1. Link/Mode 스위치를 누른 상태에서 수신기의 전원을 켬. 적색과 녹색 LED가 동시에 점멸하면 버튼에서 손을 뗀다.
  2. Link/Mode 스위치를 누를 때마다 1/2/3/4모드 가 순서대로 바뀜. 2번 모드로 설정(적색 LED 가 두번씩 반짝임) - 2번모드는 1-7번은 일반 채널로 사용하고, 8번은 S.BUS채널로 사용하는 모드임
  3. 원하는 모드로 변환했으면 버튼을 길게 누름(2초 이상). 적색과 녹색 LED가 동시에 점멸하면 모드변환이 완료. 
  4. 다른 모드로 바꾸려면 전원을 껐다가 다시 시도.
**** DJI Assistant S/W 실행
  • DJI 사이트에서 최신 S/W를 다운로드 받아 설치.
  • PC가 인터넷이 연결된 상태에서 R/C 송신기 전원 -> 쿼드콥터 전원 -> USB 포트 연결
  • DJI 사이트에서 드라이버를 받아 설치.
  • Assistant S/W 실행하고 Register 혹은 로그인
  • 왼쪽 아래 단추 2개가 각각 초록색(연결) /파란색 깜박임(통신)하면 작동 가능상태임
**** 펌웨어 업그레이드
  • 업그레이드를 눌러서 모두 "No updates"로 표시되지 않으면 업그레이드 실시
**** 기본(Basic) 세팅
  • Quadcopter로 설정
    • 설정 후, 아래에 있는 모터테스트를 하여 모터 방향 확인 (1/3은 반시계, 2/4는 시계)
    • 모터 방향이 맞지 않을 경우, ESC 선 3개중 아무거나 2개를 서로 바꿔주면 됨.
  • GPS 위치 설정. 
    • 무게중심과 안테나 중심간의 거리를 측정. 가능한 한 정확하게
    • 장비를 설치하는 등 무게중심이 바뀌면 새로 고쳐줘야 함.
    • 특히, NAZA M V2와 안테나의 방향을 주의할 것
  • RC 설정. 
    • Receiver Type은 DBUS로 설정 (위에서 Naza X2 포트와 RX7008의 8번(SBUS) 포트를 연결한 것)
    • 이 상태에서 조종기(송신기)의 조이스틱을 움직이면 이 화면에서도 움직여야 함
      • 저의 경우엔 "TX stick(s) mid point error too big" 이라는 에러가 발생해서 고생했는데, 그냥 아래에 있는 것처럼 Calibration만 해주면 해결됩니다.
      • 모두 전원을 끈 후, 송신기 전원 -> 드론 전원 -> USB 연결 -> Assistant 실행 -> RC 탭에서 A/E/T/R 밑에 있는 Calibration [Start]를 누르고 조이스틱을 여기저기 끝까지 계속 왔다갔다 한 후 Finish.
    • E/T는 Rev로 설정 : 조이스틱 움직이는 방향과 화면에서 움직이는 방향이 일치하지 않을 경우에 조종기에서 REVERSE로 설정할 수도 있지만, 그냥 여기서 설정하는 게 편함.
    • 조종기의 LNK 세팅
      • 7번 채널에 SD를 할당. GPS-Atti-FS로 설정
      • 이때 7번 채널의 ENDPOINT를 78(중간지점) 로 변경.
      • 7번채널의 방향을 바꾸기 위해 REVERSE에서 설정
    • NAZA Assistant S/W의 상태 
      • SD를 위아래로 움직이면, 위(GPS)/중간(Atti)/아래(FS)로 각각 움직여야 함
    • 현재상태에서 스위치를 켜면 자동으로 FailSafe로 이동해야 하며, 스위치를 켜면 즉히 SD의 상태로 표시되어야 함. (이 유튜브 비디오의 13:50 ~14:53확인. 단, 이 비디오에서는 SD가 아니라, SE에 모드를 설정했음에 유의)
    • Assistant S/W에서 Receiver Advanced Protection(자동으로 FS로 들어가는 조건)을 ON으로 설정
  • Gain은 건드리지 않음.
**** Advanced 설정
  • Motor Idle Speed : 변경하지 않음
    • Cut Off Type : Intelligent 로 세팅
  • FailSafe 는 Go-Home and Landing 으로 설정
  • IOC는 설정
    • 아래와 같이 켜준다
    • X2는 channel 6 SA에 할당되어 있는데 방향이 반대라서 REVERSE 시킴
  • Gimbal 은 생략
  • Votage Setting 은 배터리 종류만 설정
  • Limits은 아래처럼 설정. (필요에 따라)
**** Tools 설정
  • Check IMU Status 단추를 누름.
  • 맨 처음이기 때문에 캘리브레이션이 필요. 아래에 있는 Basic Cali를 수행
    • 수평상태로 가만히 두기만 하면 Basic Calibration은 통과됨
**** View...
  • 이제 설정은 완료된 상태임.
  • View 탭에 들어가면 현재까지 설정된 상태를 한꺼번에 체크 가능
  • 설정완료!!!
========================

이상입니다. 한번도 안해본 상태라 조금 걱정이 되었는데, 해보니 그다지 까다로운 것도 아니네요. 일단 초기 설정은 완료되었으니, 내일은 최초로 시험비행을 나가볼까 합니다. 잘 되어야 할텐데요... ㅎㅎ

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 드론

    송수신기 대신에 아두이노를 연결하려고 하는데 어플을 통해서 아두이노로 컨트롤러 제어할수있을까요??
    꼭 조종기로 세팅해야하나요?

    2015.08.02 19:02 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 수신기 쪽을 아두이노로 놓고... 송신기쪽은 스마트폰 어플로 조종하시겠다는 뜻이네요. 저는... 실력이 안되고 페이스북 드론매니아 그룹에 들어오시면 고민을 해결해 드릴 분이 계실 것 같습니다 https://www.facebook.com/groups/dr.mania/

      2015.08.04 08:42 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

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

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      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.


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      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.


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      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.

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      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

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      드론/쿼드콥터2015. 4. 22. 14:47

      멀티콥터를 조립해볼까 싶어 여기저기 뒤적거리는 중에, 좋은 문서를 발견해서 번역해봤습니다. 이 글의 제목인 Build your own Multicopter 라는 글입니다. 멀티콥터를 구하는 방법은 단순 완제품 구입하는 것부터 프레임부터 제작하는 방법까지 아주 다양한데, 어떻게 시작하면 좋은지를 비교하고 있습니다.


      며칠전 우연히 읽었던 "Build My Own Quadcopter ? 나의 쿼드콥터 제작기" 라는 글에서 저자가 주로 참고했다는 사이트입니다. 


      이번엔 꽤 공을 들여 번역했습니다. 멀틱콥터 조립에 관심이 있으시다면 많이 도움이 될 것 같습니다.


      멀티콥터를 제작하는 방법은 아주 다양하다.


      1. 사려깊게 천천히 나아가는 것이 두발로 한꺼번에 뛰는 것보다 낫다. 너무 빨리 하려다보면 실망하기 쉽다.
      2. 처음에는 Ready to Fly(완제품) 또는 All Inclusive Kit(완전 조립 키트) 방식의 간단하고 작은 쿼드콥터로 부터 시작하면 좋은 경험을 쌓을 수 있다.
      3. DIY 경험이 많은 사람이라면 아래에서 언급하는 F450 FlameWheel 과 같은 Almost Ready to Fly(반 완제품) 제작법도 좋다.
      4. 멀티콥터를 처음 만진다면, 처음부터 사진/비디오/ FPV(First Person View) 등은 시도하지 말고 그냥 좋은 쿼드콥터만 만들라.
      5. 자신이 원하는 걸 잘 아는 사람일지라도, 멀티콥터와 비행조종장치(Flight Controllers)에 익숙해지려면 시간이 필요하다.
      6. 조금 맛만 보고 즐기려면, 작고 싸고, 튼튼하고, 안전한 마이크로 쿼드콥터 완제품을 사는 것이 좋다.
      7. 정말 진지하다면 FlameWheel 기반 ARF(반완제품) 조립을 해보거나, 그냥 단순히 날려보고 싶고 자금이 풍부하다면 고급형 Iris 쿼드콥터를 구입하라.
      8. Iris에는 최고급 Pixhawk 콘트롤러가 포함되어 있으며, Iris와 FlameWheel 은 모두 필요시 FPV 또는 Video 를 달 수 있다.
      9. Flip Sport 와 같이 정말 괜찮고 간단한 쿼드콥터 제작법에 관한 완벽한 문서가 없다면, Frame Up Build(프레임기반 수제작)는 하지 말라.
      10. 절대로 Build your own Frame(완전 수제작)은 피하라. 설령 경험많은 제작자들이라 할지라도 성공보다 실패확률이 높다.
      11. 처음부터 여러가지 사진/비디오 장비를 장착한 큰(위험한) 멀티콥터부터 시도하는 것은 절대로 하지 말라. 반드시 후회하게 된다.
      12. 어떤 경우에도, 작고 빠른 쿼드콥터를 날리는 것이, 크고 무겁고 느린 헥사/옥토 콥터보다 훨씬 재미있다.
      13. 최고급 전문가용 HD 비디오나 사진을 달아야 하는 경우를 제외하면, 작고 가볍고 빠른 콥터가 항상 좋다.
      14. 멀티콥터에서 가장 중요한 것은 안전이다. 생명체나 비싼 물건과는 충분한 거리를 확보하라. 안전매뉴얼을 참고할 것.


      중국 직수입의 장단점


      1. 단지 싸다는 이유로 중국에서 여러가지 물건을 직수입하려는 유혹이 생기기 마련이지만, 별로 좋은 생각은 아니다.
      2. 경험이 쌓이면 어떤 수입물품이 서비스가 가능한지 알게되지만, 처음부터 시도하는 것은 실패하기 쉽다.
      3. 주요 전자기기(콘트롤러 등)은 생산자로부터 구입하는 것을 추천한다. 예를 들어 Pixhawk는 3DRobotics로 부터. 
      4. 부속 전자기기(GPS, 전자나침반, telemetry, 필요시 OSD 등) 도 3DRobotics에서 구하는 것도 좋다.
      5. FPV 가 필요할 경우, 3DRobotics의 FPV 키트나, FatShark의 Altitude 비디오 고글과 전송기를 구하라.
      6. 카메라의 경우, GoPro Hero 3(특히 Black)가 좋다. 널리 사용되고 작동도 잘된다.
      7. DJI의 FlameWheel ARF(반완제품) 키트도 중국산이기는 하지만, 품질이 좋으므로 어디에서 구입하든 무방하다.
      8. 초보자용 미니 쿼드콥터로 추천되는 Traxxas, Hubsan, Helimax 도 중국산이기는 하지만, 초보자에게 적당하다.
      9. 모터, 배터리, ESC, 프레임, 혹은 FRSky 또는 Turnigy의 RC 전송/수신기 등은 중국에서 직접 수입하면 저렴하게 구할 수 있다.
      10. 국내에서 구할 수 있는 많은 제품들이 사실은 중국산이며, 물론, 어느나라 제품이냐에 관계없이 품질은 많은 차이가 있다.
      11. 25달러짜리 RC-Timer 모터가 동급의 100불짜리 Tiger 모터와 품질이 비슷할 가능성은 거의 없다. 그래도 25달러니까.
      12. 중국 직수입시 배송은 대부분 믿을 만 하지만, 사후 지원이나 반송 등은 문제를 일으킬 공산이 크다.
      13. 중국 직수입시 10% - 20% 정도는 깨지거나 망가졌거나, 일부가 빠졌을 거라고 생각해두면 크게 실망하지 않을 것이다.
      14. 어떠한 경우에도, 먼저 아래에 있는 두세가지 추천 제작법으로 시작하면, 성공의 기쁨을 누리고 조종법을 익힐 수 있을 것이다.


      저렴한 RTF(완제품) 마이크로/소형 쿼드콥터


      멀티콥터 초보자라면, 아래에 서술하는 몇가지 저렴한 마이크로 쿼드콥터로부터 시작해보길 강력하게 추천한다.

      1. 이들은 무전기, 배터리 등 모두 갖추어져 있어 조립이 필요치 않으며, 견고하고 조종법 배우기에 좋다.
      2. 또한 아주 재미있고, 실내에서도 쉽게 안전하게 날려볼 수 있다. 가격은 대략 10만원 안쪽
      3. 중요한 점으로서, 작동원리에 대해서 잘 이해할 수 있게 되며, 앞으로 무엇을 해야할 지 파악할 수 있다.
      4. Traxxas QR1 Quadcopter는 저렴한 완제품 쿼드콥터로서, 최초 경험시 좋다. 
      5. 45달러짜리 Hubsan X4는 Traxxas와 거의 동일하며, $70 짜리는 사진과 720p 비디오를 촬영할 수 있다.
      6. 200달러짜리 Hubsan은 진짜 쉬운 FPV 가 가능하며, RC 전송기와 뛰어난 LCD 디스플레이가 포함되어 있다.
      7. Hubsan 은 부품도 별도로 구매할 수 있다. Hobby Flip
      8. Helimax 1SQ 도 저렴한 손바닥 크기의 쿼드콥터.
      9. 정말로 정말로 쪼그만 40달러짜리 Estates Proto X는 원래 Hubsan H111 으로서, 정말 잘 난다.

      10. 아래는 아주 튼튼한 드론으로, Amazon Prime에서 제작한 88달러 짜리 UDI U818A 2.4GHz Quadcopter with Camera 이다.
      11. 처음으로 멀티콥터를 구입하려는 분은 반드시 RockLandUSA의 글을 참고할 것
      12. 아래 90 달러짜리 Blade Nano QX는 추천작으로, 아주 가볍고 날리기 쉬우며 매우 튼튼하다.
      13. 지금 시작한다면, 이상과 같은 여러가지 중 하나를 선택해서 조종법부터 익히길 바란다. 엄청난 돈을 절약하는 길이다.


      All Inclusive Kit(완전 조립 키트)


      1. 가장 쉬운 조립법은 박스에 모든 부품과 단계별 조립방법이 다 포함된 키트를 구입하는 것이다.
      2. RTF(완제품)을 제외하면, 괜찮은 멀티콥터를 조립할 수 있는 가장 신뢰할 수 있고 간단한 방법이다.
      3. 대부분 모든 부품이 균형이 잘 맞으므로, 전체 제품이 잘 동작할 가능성이 높다.
      4. 완전 조립 키트의 경우, 볼트 너트, 혹은 약간의 납땜작업만으로 조립이 완료된다.
      5. 조립 절차는 딸려 오는 매뉴얼에 잘 설명이 되어 있다.
      6. 단점이라면, 품질이 좋은 키트의 경우 다른 대안보다 약간 비싸며, 업그레이드가 필요할 수 있다는 것이다.
      7. DIY에 익숙하지 않다면, All Inclusive Kit(완전 조립 키트)로 시작하는게 좋다.
      8. 3DR의 3DR DIY Quad Kit3DR DIY Y6 Kit는 진정한 의미의 DIY 키트로, Pixhawk 콘트롤러를 탑재하고 있다.
      9. 최신의 혁신적인 Iris QuadCopter는 사실 완제품(Ready to Fly)로서 최고급 Pixhawk 콘트롤러가 탑재되어 있다.
        • 완전 자동 운항이 가능하며 RC 송수신기, 배터리, 텔레메트리가 모두 포함되어 있는데, 750 달러면 정말 싼거다.
        • Iris는 구조적으로 튼튼하고 탄성이 있고, GoPRO 또는 FPV(First Person View)를 지원하도록 설정되어 있다.



      Almost Ready to Fly(반완제품)


      1. 모든 것을 원하고, 가장 다재 다능한 멀티콥터를 원한다면, 가장 좋은 솔루션은 바로 위에 있는 Iris 이다. 
      2. 기존에 RC 송수신기를 보유하고 있다면, 예산을 절약함과 동시에  고품질의 자동운항 쿼드콥터를 제작할 수있다.
      3. 처음 시작하는 사람도 시도해볼 수 있는 괜찮은 선택지가 몇 개 있다.
        1. DJI F450 FlameWheel 쿼드콥터 ARF(반완제품) 키트가 현시점에서 유일하고도 가장 최선의 선택이다.
        2. 이 키트는 프레임, 전기회로가 내장된 보드, 4개의 ESC(전자변속기) 및 모터, 8개의 프로펠러로 구성된다.
        3. 여기에 Pixhawx 콘트롤러와 배터리, 전파 송수신기를 별도로 구입해야 한다.
        4. 키트에 포함된 부품은 모두 품질이 뛰어나며, 진짜 DJI FlameWheel 프레임은 아주 견고하고 튼튼하다.
        5. 가격: F450 ARF(반완제품) 키트 $180, Pixhawk with GPS/Compass $280, 배터리 $35.00 = ($495.00) 여기에PPM-Sum 송수신기 추가 필요.
      4. 대안으로 F450보다는 약간 작은 DJI F330 FlameWheel 쿼드콥터도 좋다. 좁은 장소에서 사용할 경우에는 더 좋을 수도 있다.
        1. F330을 기반으로한 조립법은 위키페이지를 참조. F450에도 동일하게 적용가능하다.
      5. 이보다 저렴한 대부분의 ARF(반완제품) 키트는 전혀 튼튼하지 않고 부품들이 자주 망가진다.
      6. F450 ARF(반완제품) 키트는 여기에서 살 수 있다. F350 키트도 있다.
      7. 모양이 비슷한 모조품 키트는 절대 사지마라. 진짜 DJI 모터와 ESC는 품질이 아주 좋고 프레임이 튼튼 하지만 모조품은 그렇지 않다.
      8. 더 비싸고 고품질의 ARF(반완제품) 키트도 있지만, FlameWheel는 잘 작동하며 성능이 우수하다.
      9. 초기투자 비용을 가능한 한 낮추려면 간단한 콘트롤러로 시작한 후, 나중에 Pixhawk로 바꾸는 방법도 있다.
      10. F450 도 GoPro와 Gimbal 을 채택한 사진/비디오 콥터로 구축하거나, FPV 플랫폼으로 사용할 수 있다.
      11. DJI F550 ARF(반완제품) 헥사콥터는 더 고급 용도로 좋지만, 첫 멀티콥터로서는 과하다.


      프레임 기반 수제작(Frame Kit)


      1. 프레임 키트를 기반으로한 멀티콥터 수제작에 발을 딛는 것은 큰 도전을 의미한다. 초보자에겐 전혀 해당되지 않는다.
      2. 특정한 모델에 대한 자세한 제작법을 따라하는 것이라면 예외이다.
      3. 나는 현재 Flip 380 Sport 쿼드콥터와 Tarot 650 Carbon Fiber 쿼드콥터 등 두가지를 제작중이다.
      4. 각각의 제작 이유와 제작방법은 다음과 같다.
      5. Hoverthings의 Flip 380 Sport 프레임은 현재까지 가장 튼튼한 프레임 이다.
        1. 이 프레임 키트에는 놀라울 정도로 하고 강한, CNC 절삭 1/4 인치 유리섬유 암(arm)과, G10 유리섬유 중앙 플레이트가 있다.
        2. DJI FlameWheel 에서 사용하는 모터와 ESC 를 사용할 수 있다. 10인치 프로펠러까지 사용가능.
        3. 나는 Flip Sport 키트 외에 "tab" 타입 중심부와 추가로 7/8" 기둥(spacer)을 구입하였다.
        4. 기존 플레이트 위에 7/8" 기둥을 사용하여 별도의 중앙 플레이트를 추가하고 배터리와 비행장비를 넣었다.
        5. 나는 보유중이던 DJI FlameWheel 모터 4개와 특별한 4 in 1 ESC 를 중앙 플레이트 사이에 설차하였다.
        1. 4 in 1 ESC는 RF 및 DC 간섭이 훨씬 적고 4개 ESC와  전력배분보드를 사용하는 것보다 훨씬 깔끔하다.
        2. 프로펠러는 GemFan DJI hub compatible 10" 탄소충전 프로펠러 를 사용한다. 아주 튼튼하고 효율적이다.
        3. 내 목표는 DJI F450 FlameWheel 보다 훨씬 강하고 고성능인 콥터를 저렴하게 제작하는 것이다.
        4. Flip 이 작기는 하지만 강력하고 빠르며 FPV 비디오나 GoPro 카메라, 브러시리스 짐벌(gimbal) 까지 장착할 수있다.
        5. Hoverthings Flip Sport Quadcopter Wiki Build Page에는 Pixhawk 와 PX4 콘트롤러를 사용한 제작방법이 들어 있다.

      6. Tarot 650 은 탄소섬유 프레임으로 대형 쿼드콥터를 제작할 수 있으며, 17인치 프로펠러까지 장착할 수 있다.
        1. 나는 360kv 짜리 저속 대구경 Pancake 모터를 사용한다. Pancake 모터는 대형프로펠러를 낮은 속도에서 효율적으로 회전시킬 수 있도록 설계되어 있다.
        2. 나는 프로펠러 직경에 따른 성능과 효율을 알아보기위해 14" ~ 17" 여러가지 프로펠러를 테스트할 예정이다.
        3. 위에서 언급한 Flip Sport는 첫 쿼드콥터로도 가능하지만, 이 Tarot 650 은 절대 아니다.
        4. 이 쿼드콥터는 무거운 짐을 오래 견디거나 대형 비디오 카메라를 탑재하는 등에 충분하지만, 
          1. payload(유효탑재량) 2kg 을 들어올려면 상당한 모터와 프로펠러가 필요하다.
          2. Four Togermotor MN4010 475 kV 모터는 개당 86 달러이며. 추가로 15×5 또는 16×5 프러펠러 4개. 고품질 30A ESC 4개가 필요하다.
          3. 총중량 4kg 에 약 10분간 비행하려면 4cell Lipo 배터리 10,000 mAh(5,000 두개)가 필요하다.
          4. 유효탑재량 2kg 포함 총중량 4kg을 들어 올릴수 있어야 하며 50% 예비 출력(reserve thrust) (최소) 를 남겨 두어야 한다. 총 6kg
          5. 어느 정도의 비행시간을 확보하면서 4kg을 들어올리는데 필요한 추력과 효율성을 달성하려면, 16×5" 프로펠러가 필요하다.
          6. 그래서 kV 가 낮으면서 큰 모터가 필요한 것이다. 반드시 고품질로 일정한 고출력을 견딜 수 있어야한다.
          7. 절대로 이를 최초의 쿼드콥터로 시도하지 말라.
      7. 여러 멀티콥터별 부품을 기준으로 성능 요구사항을 계산할수 있는 사이트 : eCalc


      완전 수제작(Scratch build)


      1. 멀티콥터에 경험이 없는 사람도 종종 시도하나, 대부분 실패한다.
      2. 가장 간단한 수준이라면 막대기나 나무조각, 합판 등으로도  제작할 수 있다.
      3. 그러나, 이런 것들은 잘 날기 힘들고 사용성도 떨어지며 완벽하게 착륙하는 것조차 견뎌내기 힘들다.
      4. 아울러 돈도 절약되지 않는다. RTF(완제품), 완전 조립키트, ARF(반완제품) 등이 고품질의 잘 균형이 맞는 부품들로 구성되어 있어 오히려 비용이 싸다.
      5. 아주 경험이 많은 모델설계자, 공학자, 기계공학자일지라도 처음부터 이 방법부터 시도하는 것은 절대 피하라. 
      6. 멀티콥터는 나름의 비행동역학에 따라 동작하며, 나름의 구조적 요구사항이 있다.
      7. 이러한 분야에 경험이 없다면, 멋진 멀티콥터를 설계하고 제작할 가능성은 거의 없다.
      8. 이 사이트에는 bent(구부러지는) 알루미늄 판을 사용해 만든, 초보자가 설계한 멋진 쿼드콥터 설계가 올라와 있다.
      9. 불행히도 Bent 알루미늄은 부드러운데, 콥터는 무거우며 경착륙이 흔하여, 찌그러지는 것을 피할수 없다.
      10. 경험이 많다고 해도 콥터를 여러대 만들어본 후에야, 쓸만한 설계가 가능할 것이다.
      11. 전문가만이 할수 있다는 것은 아니지만 완전 수제작을 해보겠다고 생각이라도 해보려면 적어도 서너개의 상업적 쿼드콥터를 철저히 연구해 보아야 할 것이다.
      12. 나는 현재 콥터를 10개이상 설계했지만 하나도 제작하지 않았다. 언젠가 제작하겠지만 아직까지 준비되지 않았다는 것을 알고 있다.


      RTF(완제품) 브랜드


      완제품(RTF) 쿼드콥터중에서 유명한 브랜드로는 Parrot, DJI Phantom, Blade 350QX 등이 있다.

      1. 이들은 각기 능력의 범주내에서 잘 만들어져 있으며 가격도 적절하다.
      2. 그러나 개조나 개선이 힘들고, Pixhwk 와 같은 강력한 콘트롤러로 업그레이드하기 힘들다.
      3. 따라서 이들은 적당한 기능을 가진 원스톱 솔루션이나, 다른 한편으로는 높은 비용으로 더이상 갈 곳 없는 막다른길이다.
      4. 같은 금액으로 FlameWheel ARF 키트에 최고급 Pixhawk 를 결합하면, 훨씬 뛰어난 콥터를 제작 할 수 있다.

      나에게 어떤 방법이 좋을까


      1. 자신의 능력에 맞는 접근법을 잘 선택하는 것이 중요하다. 과도하게 욕심을 부리면 안좋은 경험으로 끝난다.
      2. 특히 한번에 모든 걸 해보기 보다, 건실하고 보수적으로 접근하는 것이 매우 중요하다.
        1. 가장 간단한 것은 RTF(완제품)이나 All Inclusive Kit(완전 조립 키트)이다.
        2. 하지만 좋은 ARF(반완제품) 키트에 잘 선택한 부품을 추가하면 아주 뛰어난 콥터를 제작할 수 있다.
        3. ARF(반완제품) 접근법은 종종 저렴한 투자로 자신의 목적에 맞는 콥터를 제작할 수 있다.
        4. 프레임 기반 수제작(Frame Kit)법은 제작자가 서로 잘 맞는 부품을 선정할수 있는 능력이 있다는 것을 가정한다.
        5. 하지만 자신의 요구나 희망에 최적화 된 콥터를 제작할 수 있다.
        6. 특정한 프레임 키트에 맞는 상세한 제작법을 따라하는게 아닌 이상, 최초의 쿼드콥터를 프레임기반 수제작 방식으로 제작해서는 안된다.
        7. 완전 수제작(Scratch build)은 프레임 기반 수제작 방식보다 배 이상 어렵다. 사실 멀티콥터 프레임을 제작하는 것이 어렵지 않다.
        8. 하지만 전반적인 절차와 잘 맞는 부품을 찾는것은 정말 경험이 많은 멀티콥터 운영자나 제작자의 영역이다.
      3. 상업적 사진이나 비디오를 촬영하기 위한 정말 비싸고 고급 멀티콥터는 이 문서의 범위 밖이다.
      4. 내가 현재 가지고 있고 앞으로 제작할 콥터는 3DR APM, PX4 혹은 Pixwhark 콘트롤러를 사용한다.
        1. 이들은 현재 사용가능한 콘트롤러중 성능이 좋고 최고로서, DIYdrone 커뮤니티의 지원을 받고 있다.
        2. 복제품이나 유사품을 조심하라. 약간의 차이가 전체를 못쓰게 할 수 있다.
        3. 마지막 경고 : "매수자 위험부담". "투자한 만큼 얻는다"


      이상입니다.

      민, 푸른하늘



      Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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      1. 안녕하세요 좋은글감사합니다
        ARF로 제작을 고려중인 초보인데요.
        Pixhawk2가 나오는 시점이라서 망설이고 있습니다. 3DR을 떠나고 다른업체로 계약한다는 글을 메일링리스트에서 봤는데요(틀렸으면 정정해주세요). 이경우 Pixhawk2를 이용한 완제품을 기다려보는게 나을런지..반제품으로 조립할거라면 컨트롤러를 제외한 나머지를 구입해도관계없을지..
        하드웨어가 바뀌면 Pixhawk로 구현불가한 기능이 추가될수있지않을까싶어서요.

        2016.07.24 15:15 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
        • Pixhawk2는 나온다 한지 꽤 되었는데 안나오고 있네요. 3DR이 SOLO 파느라 정신이 없나봅니다. 다른 업체 계약한다는 건 별로 말이 안됩니다. 어차피 오픈하드웨어이고... 다른데서도 제작하고 있거든요.

          2016.07.25 08:48 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]