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  1. 2015.09.25 3DR DIY Quad Kit 조립 과정
  2. 2015.09.02 3DR DIY Quad 조립방법
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. 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)


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Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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