공간정보와 인터넷지도

7/25

한화시스템, 드론탐지 레이더 사업진출

FLIR, 열화상 카메라 드론 키트 출시 인스파이어 활용

드론시장 분석. 드론소프트웨어 회사 5.6억 달러 투자받음. 측히 vertical-focused companies.

7/27

두바이, 빠르면 2018년 3월부터 드론 배송 허용 예정

7/28

CICADA, 군집비행 가능한 일회용 초소형 드론 글라이더. 

미해군연구소, 1개당 250 달러. 다양한 센서 장착. 목표지점 5미터 이내 착륙. 기상관측 등에 활용가능. 

SlingStudio - 다중 카메라 저작 솔루션. DJI 드론에 적용가능

모스크바 기술연구소, 심장 제세동기 운송전용드론 개발

7/29

ASPRS, 드론 매핑 인증 10/24 실시예정

7/16

SKT-숨비, 드론 세이프 가드 선 봬 ‘정찰드론(V-100)’과 ‘인명구조드론(S-200)’

中, 첨단 군용드론 CH-5 양산체제 구축···국제시장 진출 본격화

DRL(드론 레이싱 리그) 비행속도 163 mph = 262km/h 기네스 신기록

세계 최소의 FrSky 수신기 IRangex RX803

드론 construction

7/17

일본, 우주드론 인트볼 공개. ISS 사진촬영용. 12개의 마이크로 팬으로 구동

0.5초만에 펴지는 드론용 낙하산.

에스토니아 Eli - the Drone Nest, 10월부터 국경경비대와 함께 테스트 예정

7/19

2026년까지 고도 150m 상공에 ‘드론 전용길’ 만든다 국토교통부 드론산업발전 기본계획

미 해군, 첨단 레이저무기 시스템, 이른바 로스(LaWS) 드론 격추 시범

7/21

미국 FAA, 공항 인근 비행불가공역의 상업용 드론 비행허가 즉시 자동 승인 실시예정

과거에는 최장 90일 소요

이스라엘 GPSdome, 드론용 소형 앤티재밍 GPS 기술 시연. 약 3kg, 0.75와트 

싱가포르 기술디자인 대학교, 새로운방식의 고정익/회전익 겸용 드론 개발

7/22

DIY 안티드론 총

Druiser : 초소형 수중 무선 드론 Kickstarter 모금중 물속인데 무선조종이 가능하다고?

7/3

드로젠, 드론 원천기술 개발에 2년간 60억 투자

스택허니, 소움진동을 통해 드론 상태 확인하는 '드론 스팅' 개발

7/7

드론으로 2-3km 상공 대기변화 관측하여 토네이도를 1시간전 예보  영어기사/비디오

항공법 개정, 드론 야간/비가시 비행등을 특별승인시 허용

모듈식 프로그래머블 드론 Airblock, 일본 소프트뱅크과 파트너십체결, 14일부터 공급시작.

숫자로 보는 드론 : Source : Munich 재보험사 상용드론 보험제품 출시

2020년까지 270만대의 상업용 드론이 사용될 수 있음. (Source : FAA)
2015년-2025년까지 미국 경제에 820억 불 기여
2016년 전세계 상업용 드론 시장 성장률 86%
2025년까지 드론 시장에 의해 10만개의 새로운 일자리 창출
1270억불 상당의 사업/서비스 노동이 드론에 의해 대체될 것

드론 스타트업 엑싯(Exit) 추세

실험용 날다람쥐 드론. - 호버링도 가능

드론 제작사들은 상업용 시장에서 성공가능성 제로 - 하드웨어 소프트웨어 별개가 아닌 새로운 비즈니스 모델임

MIT 의 장기체류 드론 제작에 관한 자세한 인터뷰

Aerospec Technologies, 태양전지 검사 솔루션 발표

구글과 경쟁중인 드론풍력발전 스타트업

7/8

2017년 최고의 드론 사진

Elios, 충돌 가능 1축 드론. 짐벌방식으로 수평유지

7/9

Follow Me 기능이 있는 드론 10가지 비교

드론에 관한 정보를 정리하고 있습니다. 드론이 세상을 바꿀 것은 확실합니다. 드론의 활용처가 계속 넓어지고 있고, 글로벌 기업들의 참여가 많아지고 있으며, 새로운 기술들이 속속 등장하고 있습니다.

하지만 우리나라의 드론 산업은 일부 기업을 제외하면 중국에서 생산된 드론을 가져다가 조립하는 수준이 대부분입니다. 국산기술이라고 자랑하는 기업들중 대부분은 오픈소스 기술을 가져다가 껍데기만 갈아끼운 정도고요.

제가 4차산업혁명이라는 워딩 자체는 싫어하지만, 이래가지고야 드론이 4차산업혁명의 주역이라고 할 수 있을까요? 

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KT-국토부, 드론교통 관리체계 개발

EAGLE EYE, 새로운 형태의 VTOL 드론

호버보드 드론. 포르투갈컵 축구대회에서 축구공 전달

수소엔진 드론 제작자 MMC, 지난 2년동안 500% 성장

NASA, 불시착시 최적착륙장소를 찾는 기술 개발중   로봇신문기사

배트맨 로고 3D 프린터 드론 프레임

러시아 은행, 드론으로 현금 수송 계획

5/31

월마트, 블록체인기반 드론배송. 우리나라도 블록체인을 물류에 적용하는 방안 모색중  Fortune 기사

아마존, 낙하산 배송 드론용 "package label" 특허     전자신문

중국, 우한 마라톤 대회에서 안티드론 총으로 드론 착륙시킴

드론이 트럭보다 온실가스 덜 배출

니산 SUV X-Trail, 비밥 드론을 옵션으로. Follow me 기능으로 자동 촬영기능 제공

6/1

서울대/KAIST 연구진 휘는 연료전지 개발. 드론 1시간 비행가능...

서울대 강기석교수, 리튬공기전지 효율성 향상. 리튬이온전지보다 무게 1/10. 

Edgybees, 실제 드론을 이용한 AR 레이싱 게임 앱슨 스마트 안경 사용?

아틀란타 공항, 드론으로 활주로 관리

수면 부유드론 Splash 3, 킥스타터 모금시작   KickStarter Page 1300달러

일본 2020까지 드론배송, 2022까지 자율운행트럭 실시예정

6/3

DARPA, 수중드론 사용가능한 통신수단 제안 - AMEBA(A Mechanically Based Antenna)

변신가능 드론 - 토쿄대학교

호수에 착륙/태양전지 충전후 수직이륙. 장거리 비행가능 드론

잠자리 드론. 날개에 태양전지 부착해 동력공급

아마존, 머신러닝을 통해 드론 소음 예측하고 줄이는 기술 특허신청

영국의 4만불짜리 나노드론, 독일군 및 노르웨이군 사용

러시아 드론 SKAT 640 4G Terra, 히말라야를 넘어 기네스 세계기록 달성

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DJI 분석글 - 조선 비즈 최근2년간 매출 200%

스위스, 드론으로 병원용 샘플 교환 실험중    영어기사/동영상 스위스 항공청 승인   데일리메일

미국 초강력 레이저 무기 개발 성공 - 안티드론용?

NASA, 화성 탐사용 무인 드론 공개 - 유튜브

AeroVironment 정밀농업용 수직이착륙기 개발

3D Robotics 매핑 사업 인터뷰 

DP14 부상자 수송용 쌍엽 무인헬기

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공중 비행 무선중계기 Martin UAV 꼬리에 동그란 프롭달린 수직이착륙기

런던 1000미터 상공에서 대형드론과 비행기가 충돌직전. 50미터.

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Pedrix - 3D 프린팅으로 출력한 드론 스웜

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Natilus, 화물 운송용 드론 하와이에서 LA까지  

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저렴한 1회용 드론이 지배할 미래의 전장

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캐넌 Canon  Full Frame 카메라 장착한 드론 개발. 2000만원   캐넌 드론에 대한 해부.  DJI 부품 사용

캐나다 DDC(Drone Delievery Canada), BVLOS 시험비행 성공

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미국/멕시코 국경에 안면인식 드론 투입예정

DRL, 가장 빠른 레이싱 드론 Racer 3 발표   여기도 비디오

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디즈니, 야외 공연용 드론 특허 신청

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중국, 스촨성에 드론택배 전용공항 150개 건립 예정   JD.com 2020년까지. 비디오 있음

DJI 매빅 Mavic 후속작 Spark. 사진 유출. 크기가 절반

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Lego 그룹, 사탕을 내리는 구름 드론

DroneDeply, AgX와 합병. 정밀농업

FAA 133개의 군 시설에서 드론 비행 금지

구글에서도 비행/운전 하는 드론로봇 특허 신청

한국 세계최초 드론 시구. 김민찬

독일 경찰 드론으로 일광욕 촬영한 변태성욕자 체포

드론 글래스, EPSON의 스마트글래스 Moverio에 드론을 연결. 두개 한꺼번에 관찰하는 건 무리

SkyX VTOL 드론    Oil, Gas 분야  한글 기사

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우리나라 공군 무인기 투입 예정

DJI 선전지역 창업 인터뷰

미국 전년에 비해 드론 판매 2배

버지니아테크, 드론 인체 충돌 시험

Yuneec Breeze FPV 드론, 라이브 스트리밍 지원. Facebook 중계 가능

콜로라도 주립대학 뇌우 예측 연구에 드론 사용 **

미 해군, 65g 짜리 글라이더형 Swam 드론 테스트중

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아이디어(eyedea), 액션캠 겸용 팔로잉 드론

영국 애니멀 다이나믹스, 잠자리형 드론 개발

미 공군,  로키드마틴 F16기를 무인기로 개조 실험

팬텀 3로 번개 테스트. 배터리만 살아남았다.  유튜브 보기

드론, 채석장 효율 증대

미국 군용 제트기 드론 Kratos Defense's BQM-167A 제작중

공기튜브 드론. 인명구조용?     공기팽창식 드론 한글

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플라이브릭스 레고 드론

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이스라엘 루스터, 하이브리드 드론 +로봇

DJI 팬텀4 새 시리즈 발표.

스위스, 교도소에 드론 감시 시스템 설치  여기도

드론 스포츠 멋진 장면 연출 유튜브

미 국방성 벌떼 공격 드론 실험 유튜브

드론으로 20마일 밖에서 라디오 신호 검출

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미 해병대, 재보급용 1회용 글라이더 드론

360 Desgins, 방송급 6K VR 드론    DJI Matrix 600 기반

소방 감시용 전선 연결 고정형 드론

KDDI & Terra Drone, 4G LTE 통신제어

버지니아 공대에서 드론 인체 충돌시험을 진행중이라는 뉴스입니다. 이 연구의 목적은 드론이 인체에 충돌할 때 신체에 얼마나 영향을 미치는지 알고자 하는 것입니다 물론 진짜 사람에게 충돌시키는 건 아니고, 교통사고 실험에 사용되는 더미와 비슷한 걸로 시험중입니다.

현재까지는 완전 통제되어 있고 바람도 없는 풋볼 경기장에서 충돌시험을 한번 정도 해본 것 같은데, 앞으로 여러가지 드론을 사용하여 (대형/소형, 고정익/회전익) 시험해야 하고, 실제 야외에서도 테스트를 할 예정이랍니다.

내용과는 별도로 본문의 유튜브를 보시면 드론으로 부르또를 배달하는 업체 이야기가 나오는데, 쌍발기 형태이면서 수직이착륙이 가능하도록 개조한 형태의 드론을 사용하네요. 저도 한번 만들어 보고 싶네요.

민, 푸른하늘

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드론이 일상생활의 일부가 되면서 안전문제에 대한 의문이 켜져가고 있다. 버지니아 공대의 연구자들이 드론이 착륙장소에서 사람들과 충돌할 때 신체적 손상 위험에 대해 연구중이다.

드론은 다양한 서비스에 사용될 수 있다. 예를 들어 Chipotle에서는 버지니아 공대 학생들에게 부리토를 배달하는데 사용해오고 있다.(아래 비디오 참조) 드론은 레크레이션용으로도 많이 사용되고 있다. 

버지니아공대의 생의학공학 및 기계과의 연구조교수인 스티븐 로손 교수는 이 연구의 부상에 대한 생-기체적 측면의 연구를 주도하고 있는데, 이 연구의 주요한 목적은 드론이 사람들 위로 비행할 때 지상에 있는 사람들과 부딛쳤을 때의 위험성을 이해하기 위한 것이라고 한다. 시험 결과로 연구자들은 생명을 위협할 수 있는 사건의 가능성을 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있다.

로손 교수는 "드론은 일상생활의 일부가 되어가고 있다... 따라서 우리에게 필요한 것은 드론이 사람위로 비행할 때와 드론이 고장날 경우의 위험성을 이해할 필요가 있다. 드론이 사람들과 어떻게 부딛치는지 이해하게 되면, 부상의 가능성을 줄일 수 있도록 설계를 변경할 수 있을 것이다."라고 말한다.

이미 연구팀은 사람들 위로 드론이 비행하는 위험성을 계산하는 것을 포함하여 몇가지 분석작업을 완료하였다고 한다. 연구팀은 충돌시험 더미를 사용하여 드론이 사람의 머리에 부딛쳤을 때, 신체의 작용하는 힘에 대해 연구중이다.

이들 연구를 통해 연구자들은 심각한 부상의 정도를 예측할 수 있을 것이다. 로손 교수는 자동차 사고나 스포츠 중 발생하는 뇌진탕 위험을 분석하는 것과 동일한 원리라고 하였다.

로손은 훈련받은 조종사가 충돌 시험을 위해 드론을 조종하는 방식이 인상깊었다고 말했다. 다른 각도와 고도에서 충돌할 때의 힘들 이해할 필요가 있었다. "우리는 신체에 작용하는 힘을 이해할 수 있었다. 힘이 어디에 작용하는지 안다면 부상의 심각성 정도를 평가할 수 있다" 고 말했다.

시험 목적상 넓고 제어가 가능한 환경이 필요헀으므로, 로손 교수 팀은 최초의 시험 장소로 풋볼 훈련시설을 선택했다. 넓은 공간을 사용할 수 있어 연구자들은 성공적으로 드론을 머리에 충돌시키면서도 바람의 영향을 최소화시킬 수 있었다.

로손 교수는 풋볼 경기장은 최초의 실험 설정에 불과하다고 주장했다. 미래에는 실제 환경에서 여러가지 다른 종류의 드론을 이용해 시험할 예정이라고 한다.

"우리는 여전히 무든 다른 종류의 드론을 이해한다는 큰 크림하에 작업중이다. 큰 드론도 있고 작은 드론도 있으며, 고정익과 회전익 방식도 있다. 이들 드론은 모두 다른 방식으로 사람에 영향을 준다. 따라서 이러한 관점에서 더 많은 시험이 필요하다. 이 목적을 위해 첫발자욱을 떼었다고 생각하며, 장래에도  다양한 드론 유형별로 위험을 알수 있도록 계속 진행해 갈 것이다."라고 로손교수는 말했다.

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원문 : http://www.collegiatetimes.com/news/virginia-tech-team-studies-drone-human-collision-safety/article_d7ddcd22-e65e-11e6-8494-5bb6cbfd2ca4.html

이제 프레임을 선택 또는 제작하였다면, 다음 단계는 적절한 추진 시스템을 선택하는 것이다. 완전한 추진계는 모터, 프롭, ESC와 배터리가 포함된다. 모든 소형 멀티로터 드론, UAV는 모두 전기식으로, 동력식은 전혀 없다. 따라서 브러시리스 DC 모터를 사용하는 전기식 추진계를 구현하는 방법에 초점을 맞춘다.

1. 모터

사용하는 모터는 적재(총 적재량) 및 비행시간에 커다란 영향을 미친다. 모든 곳에 동일한 모터를 사용하는 것이 좋다. 모터가 동일한 브랜드에 동일한 모델이고 동일한 생산라인에서 나왔더라도 속도는 약간씩 다르다. 이 차이는 비행 콘트롤러가 처리한다.

브러쉬/브러쉬리스

브러쉬 모터는 영구자석이 케이스에 고정되어 있고, 그 내부에 코일이 회전하는 형태이다. 브러시리스 모터는 반대로 코일이 안쪽 혹은 바깥쪽에 고정되어 있고 자석이 회전한다. 대부분의 경우, 브러쉬리스 DC 모터만 고려한다. 브러시리스 모터는 헬리콥터, 비행기로 부터 RC 카나 보트까지 다양한 취미용 RC 산업에서 널리 사용되고 있다. "팬케이크" 브러시리스 모터는 지름이 크고 기본적으로 납작한 형태로, KV 는 낮고 회전력(torque)이 강하다. 초소형 UAV(손바닥 크기)의 경우 작은 브러시 모터를 사용하는 경향이 많다. 가격이 저렴하고 선이 두개만 필요하기 때문이다. 브러시리스 모터가 크기와 사양이 매우 다양하지만, 작은 브러시리스 모터가 반드시 저렴한는 것은 아니다.

내부회전식과 외부회전식

브러시리스 DC 모터의 종류는 다음과 같다.

• 내부회전식(Inrunner) - 코일이 바깥쪽 통에 고정되고, 영구자석이 내부 전기자 축에 설치되어, 축이 통 내부에서 회전하는 방식. (KV가 높아 RC 카에 많이 사용됨)
• 외부회전식(Outrunner) – 자석이 외부 통에 고정되어 있으며, 모터 축 중심에 코일이 고정되어 있고 통이 회전하는 방식 (모터의 바닥은 고정됨)
• 하이브리드 외부회전식(Hybrid Outrunner) - 기술적으로는 외부회전식이지만, 외부 통이 고정되어 있어, 내부회전식처럼 보이는 형태

내부회전식 브러시리스 DC 모터는 RC 카, 항공기, 헬리콥터 등에 많이 사용된다. KV가 빠르기 때문이다. 기어를 사용해 회전력을 높이는 경우도 있다. 외부회전식이 회전력이 높은 경향이 있다.

"KV"

KV rating 혹은 KV 값은 주어진 전압에 대해 얼마나 빨리 회전하는가와 관계가 있다. 대부분의 멀티로터 기체는 KV가 낮은 것이 좋다. (예를 들어 500에서 1000 사이) 안정성이 좋기 때문이다. 하지만 아크로바틱 비행의 경우 KV가 1000에서 1500 사이에 있고 프롭 지름이 작은 것을 고려하는 게 좋다. KV 값이 650 rpm/V 라면, 11.1V 에서 모터는 11.1V x 650 = 7215rpm으로 회전한다. 낮은 속도에서 회전시키면 (예 7.4V) RPM은 7.4V x 650rpm/V = 4810rpm 가 된다. 참고로 낮은 전압에서  동일한 출력을 내려면 전류 유입량이 더 높아지게 된다. (power = current x voltage).

추력(Thrust)

일부 브러시리스 모터 제작사는 여러 프로펠러별 모터의 추력 정보를 제시한다. (대부분 테이블 형태로) 추력의 단위는 kg, lbs 또는 N 이다. 예를 들어 쿼드콥터를 조립중으로 11인치 프롭으로 0.5kg 추력을 제공하는 특정 모터를 찾았을 경우, 이 모터와 프롭 4쌍은 최대추력으로 0.5kg * 4 = 2kg 을 들어올릴 수 있다. 따라서 쿼드콥터의 무게가 2kg 보다 약간 작다면, 최대추력으로 이륙만 가능하다. 따라서 추력이 더 큰 모터+프롭 쌍을 선택하거나, 기체의 무게를 줄여야 한다. 

추진력 시스템(모든 모터와 프롬)이 최대 2kg 추력을 제공한다면, 전체 콥터는 최대 이 무게의 절반(모터 등 모든 부품을 포함한 무게)인 1kg 이하여야 한다. 이러한 방식으로 어떠한 구성도 계산할 수 있다. 예를 들어 헥사콥터의 무게(프레임, 모터, 전자부품, 배터리, 액세서리 등)가 2.5kg이라고 하자. 각각의 모터는 따라서 2.5 kg / 6 / 2 = 0.83 (또는 그이상)의 추력을 제공할 수 있어야 한다. 이제 모터의 사양을 계산할 수 있게 되었지만, 결정을 내리기 전에 아래쪽 글을 모두 읽어보길 바란다.

기타 고려사항

• 커넥터 : 브러시 DC 모터는 두개의 커넥터가 있다. 하나는 양극 다른 하나는 음극. 선을 바꾸면 모터의 회전이 반대로 바뀐다.
• 커넥터 : 브러시리스 DC 모터는 세개의 커넥터가 있다. 결선하는 방법이나 회전 방향을 바꾸는 방법은 아래 ESC 부분을 참고할 것 
• 와인딩(Windings) : 와인딩은 모터의 KV에 영향을 미친다. KV는 낮추되 회전력을 유지하려면 대형 팬케이크 형 브러시리스 DC 모터를 고려할 수 있다.
• 마운팅 : 대부분의 제조사들은 브러시리스 DC 모터를 위한 일반적인 마운팅 패턴이 있어, 프레임을 생산하는 업체들이 별도의 어댑터를 설계할 필요가 없다. 이 패턴은 일반적으로 미터법에 따라 두개의 구멍이 16mm 떨어진 두개의 구멍과 19mm 떨어진 또다른 두개의 구멍 (앞의 구멍과는 수직방향)으로 구성된다.
• 나사 : 브러시리스 모터를 프레임에 결합하는데 사용되는 마운팅 나사는 여러가지가 있다. 일반적인 미터법 방식의 스크류는 M1, M2, M3 등이 사용되고, imperial 단위의 경우 2-56, 4-40 등이 사용된다.

2. 프로펠러

멀티콥터 프로펠러는 RC 비행기에서 사용되는 프로펠러를 사용하고 있다. 헬레콥터 프롭은 안되는가? 적용사례가 없는 건 아니지만, 헬리콥터 프롭을 사용하는 헥사콥터의 크기를 상상해 보라. 참고로 헬리콥터 형 시스템은 깃(blade)의 각도를 변경할 수 있어야 하는데, 이는 기계적으로 상당히 복잡하게 된다. turbojet, turbofan, prop-jet 등은 왜 사용하지 않느냐고 물을 수도 있다. 이들은 높은 추력을 제공하는데는 매우 좋지만, 높은 전원이 필요하다. 드론의 목표가 한정된 지역에 떠 있는게 아니라, 빠르게 이동하는 것이라면 이런 옵션을 사용할 수도 있을 것이다.

깃과 지름

대부분의 멀티콥터는 로터 깃이 2개 또는 3개로, 2개인 경우가 대부분이다. 깃의 갯수를 늘린다고 추력이 높아지는 것은 아니다. 각각의 깃은 앞선 깃의 wake(궤적?)를 통해 나가야 하는데, 깃이 많아질 수록 wake가 더 많아지게 된다. 직경이 작은 프롭은 관성이 적어, 속도를 쉽게 변화시킬 수 있고 따라서 아크로바틱 비행에 유리하다. 

피치 / 받음각(Angle of Attack) / 효율성 / 추력(Thrust)

프로펠러에 의해 생산되는 추력은 공기의 밀도, 프로펠러의 RPM 과 직경, 깃의 형태와 면적, 피치 등에 의해 영향을 받는다. 프롭의 효율성은 받음각(angle of attack : 깃의 피치에서 helix 각을 뺀 것(helix 각은 깃의 회전 방향과 상대속도를 고려한 각도))과 관련이 있다. 효율성 그자체는 입력과 출력의 비율이다. 대부분의 잘 설계된 프로펠러는 효율성이 80% 이상이 된다. 받음각은 상대속도에 영향을 받으므로, 프로펠러는 모터 속도에 따라 효율성이 달라진다. 

또한 효율성은 프로펠러 깃의 leading edge에 의해서도 크게 영향을 받으므로, 가능한한 매끄럽게 처리해야 한다. 가변 피치 방식이 최선이기는 하지만 복잡성을 더하기 때문에, 단순성으로부터 출발한 멀티로터에서는 거의 사용되지 않는다. 깃의 설계와 추력에 관한 이론에 대해서는 MDP 프로젝트와 같은 온라인 사이트에서 찾을 수 있다. 아울러 프롭의 추력을 계산할 수 있는 온라인 도구도 여럿 있다. eCalc와 같은 사이트에서는 다양한 모터를 나열하여 추력을 계산할 수 있다.

회전(Rotation)

프로펠러는 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)으로 설계된다. 어떤 부분이 위로 향하게 해야하는지 아는 것이 중요하다. (둥근면이 위쪽으로 가야함) 멀티로터 설계시 일부 모터를 뒤집었을 경우(예 Vtail, Y6, Y8 등), 프로펠러의 방향을 뒤집어 추력이 아래쪽으로 내려가도록 해야 한다. 프로펠러 윗면이 항상 위를 향해야 한다. 비행콘트롤러 문서를 보면 일반적으로 각각의 프롭이 어떤 방향으로 회전하는지 알 수 있다.

재료(Material)

프로펠러 재료는 비행 특성에 중간정도의 영향을 미치지만, 특히 초보자의 경우엔 안전을 가장 우선순위에 두어야 한다.

플라스틱

사출 플라스틱(Injection-Molded Plastic. ABS / 나일론 등)은 멀티로터에서 가장 인기있는 재료이다. 가격이 저렴하고 비행 특성이 좋으며, 내구성이 뛰어나기 때문이다. 일반적으로 추락을 하면 적어도 하나의 프롭은 깨지는데, 드론을 교정중이거나 비행연습 중에는 많은 프롭이 망가질 수 있다. 탄소섬유로 강화한 플라스틱 프로펠러가 견고성과 저렴한 가격 등으로 인해 아마도 가장 최고의 선택이라고 할 수 있다.

강화 섬유 폴리머(Fiber-Reinforced Polymer)

강화섬유 폴리머 프로펠러 (탄소섬유, 나일론 강화 탄소 등)는 여러가지 면에서 최신 기술이다. 탄소섬유 부품은 여전히 생산이 쉽지 않아, 동일한 사양의 플라스틱 프로펠러에 비해 상당히 많은 비용을 지불해야 한다. 탄소섬유 프로펠러는 추락시 깨지기 힘들어 접촉하는 것에 많은 피해를 입힌다. 강화 섬유 폴리머는 일반적으로  잘 제작되었고 밸런싱이 거의 필요하지 않으며, 딱딱하며(유연함으로 인한 효율성 저하가 덜함) 무게도 가볍다. 다만, 자신있게 비행이 가능해진 연후에 이들 고성능 프로펠러를 고려하길 바란다.

자연재료

나무와 같은 자연재료는 멀티로터용 프롭으로는 잘 사용되지 않는다. 생산하는데 특별한 가공이 필요하여 플라스틱보다 가격이 높기 때문이다. 나무의 주요 장점으로는 상당히 튼튼하며 잘 휘지 않는다는 것이다. 나무 프로펠러는 RC 비행기에는 아직 사용되고 있다.

접이식(Folding)

접이식 프로펠러는 중심부에 두개의 깃을 연결하는 부품이 있다. 중심부(모터 출력축과 연결됨)가 회전하면 원심력이 깃에 작용하여 깃을 바깥쪽으로 밀어 프로펠러를 "딱딱하게" 하여 고정된 프로펠러와 동일한 효과를 갖게한다. 수요가 많지 않고 부품수가 많기 때문에 고정식 프롭에 비해 널리 사용되지는 않는다. 예상하겠지만, 접이식 프롭을 채택한 기체는 운송이 쉬워서, 접이식 프레임과 함께 사용할 경우 상당히 작은 크기로 만들 수 있다. 접이식 프롭은 아울러 추락이 발생했을 때 하나의 날만 교체하면 되는 장점도 있다.

탑재(Mounting)

항공기체는 크기가 매우 다양하므로, 프로펠러의 크기도 매우 다양하다. 따라서 산업에서 "표준"적으로 사용되는 모터 축 직경이 몇가지 있다. 프로펠러는 어댑터링(가운데 구멍의 직경이 여러가지인 와셔처럼 생긴)과 함께 공급된다. 어댑터링을 프로펠러 구멍에 눌러 끼우면 모터의 축에 중심을 맞출 수 있다. 프로펠러의 중심("bore")이 모터 축보다 너무 클 경우, 스페이서/어댑터 링이 필요하다. 프로펠러를 구매하면 어댑터가 꼭 있다고 가정하지 말고, bore와 모터 축 직경을 반드시 확인해야 한다.

프롭을 모터에 설치하는 방법을 맞춤화한 제조사들도 있다. 모터 축을 D 형태로 가공하여 비행중 풀리지 않도록 한 것도 있다. "male/female" 모터로 프롭을 결합하도록 한 경우도 있다. ??? 최신 프로펠러중에는 구멍이 아닌 나사가 되어 있고, 회전과 반대방향으로 되어 있어, 프로펠러가 회전하면 자동으로 조여지도록 된 것도 있다.

프롭보호기(Prop Saver)

프롭보호기는 모터의 일반 어댑터를 대신해 작은 부품(예 : O 링)으로 프롭을 고정시킨 것이다. 추락하여 프롭이 물체에 닿아 회전을 멈추면, 모터는 계속 고속으로 회전중이므로 O 링이 떨어져나와 이상적으로는 모터와 프롭을 보호할 수 있다. 대신 다음과 같은 단점이 있다.

• 프롭이 축상에 더 멀리 설치된다.
• 프롭보호기 설계가 잘못되거나 중심을 맞추지 못하면 진동의 원인이 된다.
• 오링이 딱딱해지거나 비행중 약해질 수 있으므로 주기적으로 오링을 점검해야 한다.

프롭 가드(Prop Guard)

프롭가드는 프레임에 부착하여 프로펠러 둘레에 링이나 쿠션형태로 설치한다. UAV가 물체에 접촉하면 이상적으로는 프롭가드가 먼저 물체에 닫아 충격을 견딤으로써, 프롭이 직접 접촉하지 않는다. 소형 토이급 멀티로터는 탈부착 가능한 플라스틱 프롭가드가 포함되어 있다. 프롭가드의 단점은 다음과 같다.

• 주요 진동 원인이다.
• 약한 충격에만 좋다.
• 프로펠러 바로밑에 지지대가 너무 많으면 추력을 낮출 수 있다.

밸런싱(Balancing)

저렴한 프롭은 균형이 안맞는 경우가 많다. 중심에 연필을 꽂아 보면 쉽게 알 수 있다. (한쪽면이 다른쪽 보다 무거울 경우) 이와 같이 모터에 프롭을 고정하기 전에 프롭의 균형을 잡는 게 매우 좋다. 프롭이 밸런싱이 되지 않으면 진동이 발생하고, 이것이 비행콘트롤러에 전파되어 비행에 오류를 발생시킬 수 있으므로, 밸런싱은 매우 중요하다. 프롭 밸런싱은 여러가지 방법이 있지만, UAV를 직접 조립한다면 저렴한 프롭 밸런서(prop balancer)가 좋다. 프롭 밸런서는 프로펠러 어느 위치에서 무게가 맞지 않는지 보여주는 기기이다. 무게를 조정하려면 무거운 부분을 사포질로 밀어주거나(프롭의 중심 부분... 날이 시작되고 끝나는 모소리는 건드리면 안되며, 프롭의 일부를 잘라내면 안됨) 가벼운 쪽에 아주 얇은 투명 마스킹 테이프를 붙여준다.(균형이 맞을 때까지 고르게 붙임) 참고로 중심부에서 먼 부분을 조종할 수록 회전력의 원리에 따라 더 많은 효과를 일으킨다.

전자변속기(ESC)

전자변속기(ESC : Electronic Speed Controller)는 비행 콘트롤러가 모터의 속도와 방향을 제어하는데 사용된다. ESC는 모터가 소모하는 최대 전류까지 처리가능해야 하며, 적절한 전압으로 공급할 수 있어야 한다. 대부분의 취미용 ESC는 모터를 한쪽 방향으로만 회전시킬 수 있지만, 적절한 펌웨어가 있으면 양쪽 방향 모두 작동시킬 수 있다.

커넥터(Connectors)

ESC에는 양쪽으로 여러선이 나와 있어 처음에는 어리둥절할 수 있다.

• 전력 입력선 : 두개의 두꺼운 선(일반적으로 검은색과 빨간색)은 전원배분판(power distribution board) 등의 장치로부터 전원을 받는다. 전원판은 주 배터리에 직접 결선된다.
• 3개의 불릿 커넥터 : 이 핀들은 브러시리스 모터에 있는 3개의 핀에 연결한다. 이들은 표준적인 크기가 있지만, 두개가 맞지 않는다면 한쪽을 교체해야 한다.
• 3핀 R/C 서보 커넥터 : RC 신호를 받아들이는 커넥터이지만, 빨간/검정 핀을 통해 5V를 공급받는 대신, 대부분의 경우 내부 BEC에서 5V를 제공한다.

경우에 따라서는 제조사에서 어떤 커넥터를 사용할 지 가정하지 않고 그냥 모터 연결 및 전원 입력선을 그냥 놔둘 수도 있다. (블릿 커넥터를 따로 넣어줄 수도 있는데, 어쨌든 전원선에 납땜을 해야 한다.) 모터와 함께 받은 불릿 커넥터가 ESC와 맞지 않을 수 있는데, 그냥 서로 바꾸는 게 제일 좋다. 회전 방향을 바꾸려면 3개의 코낵터중 아무거나 두개를 바꾸면 된다.

BEC(배터리 절감 회로)

대부분의 ESC에는 배터리 절감회로 BEC(Battery Elimination Circuit)를 포함하고 있다. 이것은 역사적으로 RC 차량에는 단 하나의 브러시리스 모터가 필요한데, 배터리를 분산시키는 것보다, 전압조절기가 내정되어 있는 ESC에 연결하기만 하면 되었기 때문이다. 일반적으로 전류는 1A 이상이고, 전압은 5V 가 거의 대부분이나, ESC의 BEC가 제공하는 전류를 아는 것이 중요하다. 

멀티로서에서는 모든 ESC를 비행콘트롤러에 연결하지만, BEC는 단 하나만 필요하고 여러군데에서 전원이 들어오면 문제가 발생할 수 있다. 일반적으로 ESC에 있는 BEC를 비활성화시킬 수 없으므로, 하나만 빼고 나머지 BEC 선의 빨간선을 제거하고 테이프로 감아두는 게 최선이다. 검정선(접지)는 "공통 접지"를 위해 그대로 두어야 한다.

펌웨어(Firmware)

ESC는 모두 멀티로터용으로 좋은 것은 아니다. 멀티콥터가 유행하기 전에 취미용 브러시리스 모터는 주로 RC 카, RC 비행기, 모형 헬기의 주 모터로 사용되었다는 것을 이해해야 한다. 대부분의 이러한 응용에서는 빠른 반응시간이나 빠른 갱신이 그다지 필요없다. SimonK 또는 Bheli 펌웨어를 탑재한 ESC는 입력의 변화에 빠르게 (훨씬 빠른 주파수로) 반응을 할 수 있어, ????

전력배분(Power Distribution)

각각의 ESC는 메인 배터리에서 전원을 공급받기 때문에 주 배터리에 달린 하나의 커넥터를 어떻게든 4개의 ESC로 분산시켜야 한다. 이를 위해 전원배분판(Power Distribution Board) 등의 장비가 필요하다. 이 보드(또는 케이블)은 주 배터리의 양극과 음극을 4개로 분리한다. 중요한 점은 배터리에 사용되는 커넥터와 ESC/전원배분판에 사용되는 커넥터가 동일하지 않기 때문에 가능하면 표준적인 커넥터(딘 커넥터 등)을 사용하는 것이 좋다. 저렴한 보드의 경우엔 납땜이 필요할 수 있다. 간단한 전원배분기로는 그냥 2개의 입력부에 양극 음극 각각 4개씩 한꺼번에 납땜하면 된다.

배터리(Battery)

화학

UAV 에 사용되는 배터리는 극히 예외적으로 리튬망간 등 다른 리튬 계통 배터리도 일부 사용되지만, 이제 거의 리튬폴리머(LiPo, Lithium polymer)로 통일 되었다. Lead acid는 간단히 옵션 아니라, NiMh/NiCd 은 용량에 비해 무겁고, 방출비율(discharge rate)이 충분히 높지 않다. LiPo는 무게에 비해 용량이 크고, 방출률이 높다. 단점으로는 상대적으로 비싸고, 안전상의 문제가 있다는 것이다.

전압

현재 사용되는 대부분의 배터리는 리튬 기반으로 1S = 3.7V 로 3.7볼트 배수이다. 따라서 4S로 표시된 배터리는 4x3.7V 는 14.8V가 된다. 하지만 셀의 숫자를 알면 어떤 충전기를 사용해야 하는지 결정하는데 도움이 된다. 용량이 큰 1S 배터리와, 용량이 적은 다중 셀 배너리는 외관상으로는 비슷하다.

용량

배터리의 용량은 암페어-시간(Ah)로 측정된다. 작은 배터리는 0.1Ah(100mAh) 정도이며, 중간급 드론용 배터리는 2-3Ah(2000mAh - 3000 mAh) 정도이다. 용량이 클 수록 비행시간이 길어지지만 배터리 무게도 커진다. 일반적으로 UAV의 비행시간은 10-20분 정도로 예상할 수 있는데, 긴시간이 아닌 것 같지만, 멀티콥터는 비행기와 달리 항상 중력과 싸워야 하며, 상승을 도와주는 날개면이 없다는 것을 고려할 필요가 있다.

방출률(Discharge Rate)

리튬 배터리의 방출률은 C로 표시된다. 여기에서 1C는 배터리의 용량이다. (손바닥만한 드론이 아니라면 대부분 Ah 이다. 대부분의 LiPo 배터리의 방출률은 적어도 5C(용량의 5배) 이지만, 멀티콥터에 사용되는 대부분의 모터는 높은 전류를 소모하므로, 놀랄만큼 높은 전류를 방출할 수 있어야 하며, 30C 이상이 되기도 한다.

안전(Safety)

LiPo 배터리는 가압 수소 가스가 들어있고 뭔가 잘못되면 화재가 나거나 폭발하는 경향이 있어 완전히 안전한 것은 아니다. 따라서 가지고 있는 배터리가 뭔가 의심이 간다면 UAV나 충전기에 꽂지말고, 적절하게 처리후 버려야 한다. 뭔가 잘못됐다는 드러나는 표시로는 한군데가 들어갔다거나, 배터리가 처음 구입했을 때보다 커졌다던지 하는 경우이다. LiPo 배터리를 충전할 때는 안전백에 보관하는 것이 좋다. 배터리를 보관할 때도 LiPo 백에 넣어두는 게 좋다. 추락발생시 제일 먼저 해야 할 일은 배터리를 분리하고 배터리를 점검하는 것이다. 배터리를 완전히 둘러싸는 케이스에 넣으면 무게는 증가하지만, 충돌시 배터리를 안전하게 하는데는 도움이 된다. 일부 배터리 공급사는 하드케이스에 넣어서 배터리를 공급하기도 한다.

충전

대부분의 LiPo 배터리는 커넥터가 2개가 있다. 하나는 주 "방출" 선으로 높은 전류를 처리할 수 있으며, 다른쪽은 일반적으로 짧고 가는데 이것이 충전용 커넥터이다. 이 충전용 커넥터는 거의 대부분 하얀색 JST 커넥터를 사용하며, 한개의 선은 접지이고 나머지는 배터리의 셀의 수와 동일하다. 즉 배터리 셀의 수보다 하나가 더 많다. 이것을 LiPo 충전기에 연결해야 하며, 배터리는 각각의 셀을 충전과 함께 밸런싱을 하게 된다. 충전기는 완료되었을 때 표시가 있어야 하며, 충전이 완료되면 배터리와 충전기를 분리하는 게 최선이다.

설치

배터리는 UAV에서 가장 무거운 물건으로 모터에 동일한 하중을 줄 수 있도록 무게 중심에 설치해야 한다. 배터리에는 특별한 설치방법이 없으며 (특히 LiPo 배터리를 스크류로 구멍을 내면 화재가 발생함) 현재 널리 사용되는 설치 방법으로는 벨크로, 고무, 플라스틱 케이스 등이 사용된다. 배터리를 벨크로를 이용해 프레임 밑쪽에 매다는 방식이 접근성이 좋아 상당히 널리 사용된다.

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원문 : http://www.robotshop.com/blog/en/make-uav-lesson-3-propulsion-14785

맞춤식 혹은 반맞춤식 멀티로터 UAV를 제작하기로 했다면, 먼저 해야할 일이 프레임을 선택하는 것이다. 직접 제작할 수도 있고, 기존 UAV 프레임키트를 기반으로 시작할 수도 있다. 멀티콥터 UAV를 제작하는데 사용되는 프레임과 구성은 아주 다양하다. 이 가이드는 일반적/기본적인 프레임 유형과, 프레임을 만드는데 사용되는 재료, 그리고 설계시 고려사항을 다룬다. 어떤 의견이라도 댓글로 남겨주시길 바란다.

UAV 프레임 종류

트라이콥터(Tricopter)

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• 설명 : 세개의 팔에 모터가 하나씩 붙어 있는 UAV. UAV의 전면은 두개의 팔 사이가 되는 경우가 많다. 팔과 팔 사이의 각도는 달라질 수 있지만, 120도가 일반적이다. 움직이려면 후방 모터가 (일반 RC 서보 모터를 사용하여) 회전할 수 있어야 한다. 로터의 숫자가 짝수가 아니기 때문에 발생하는 회전 효과를 상쇄하고, 요(yaw) 각을 변경시키기 위한 목적이다. Y4는 후방 팔에 두개의 모터를 다는 약간 다른 형태로, 회전효과를 처리해 줄 수 있어 서보가 필요하지 않다.
• 장점 : UAV와 다른 모습. 전방으로 이동할 때 비행기처럼 비행한다. 모터와 ESC 숫자가 작기 때문에 여기에 설명한 모든 드론중 가격이 가장 저렴하다.
• 단점 : 콥터가 비대칭적이어서, 일반 RC 서보를 사용하여 후방모터를 회전시키므로, 다른 멀티콥터에 비해 설계가 복잡하다. 후방팔은 더 복잡하다. 축에 서보를 설치해야 하기 때문이다. 대부분의 비행콘트롤러가 이 형태를 지원하지 않는다.

쿼드콥터(Quadcopter)

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• 설명 : 4개의 팔에 모터가 하나씩 붙어 있다. UAV 전방은 두개의 팔 사이(X 형)이 많지만, 축을 향하는 경우(+ 형)도 있다.
• 장점 : 가장 인기있는 형태로, 구성이 간단하고 아주 다양하다. 팔/모터가 두개의 축을 기준으로 모두 대칭적인 것이 표준적 구성이다. 모든 비행콘트롤러가 이 형태를 지원한다.
• 단점 : 잉어성(redundancy)가 없어서 시스템내 어디라도(특히 모터나 프롭) 문제가 생기면 기체가 추락하게 된다.

헥사콥터(Hexacopter)

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• 설명 : 팔이 여섯개 있고 각각 모터가 하나씩 부착된 형태. UAV의 전면은 두개의 팔의 사이가 일반적이지만 축을 향하는 경우도 있다. 
• 장점 : 쿼드콥터 설계에 두개의 팔을 다는 것은 쉽다. 이렇게 하면 총 추력이 증가하여 더 많은 하중을 실을 수 있다. 또한 하나의 모터가 망가지더라도 추락하지 않을 수도 있다. 헥사콥터는 동일한 모터와 팔을 사용하여 시스템을 모듈화하는 경우가 많다. 대부분의 비행콘트롤러가 이 형태를 지원한다.
• 단점 : 이 형태는 부품이 추가되므로, 최소한의 부품을 사용하는 쿼드콥터에 비해, 동일한 모터와 프롭을 사용하는 동급의 헥사콥터는 좀더 비싸고 크기도 커진다. 이들 추가 모터와 부품은 무제를 증가시켜 동일한 비행시간을 유지하려면 더 큰 배터리가 필요하다.

Y6

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• 설명 : 헥사콥터의 한 종류로 팔의 숫자가 6개가 아니라 3개로서, 팔마다 두개의 모터가 부착된 형태이다. 참고로 아래쪽에 부착된 프롭도 아랫쪽 방향으로 추력을 실어야 한다.
• 장점 : 지지대가 줄어든다. 일반 헥사콥터에 비해 적은 부품으로 쿼드콥터보다 더 많은 하중을 실을 수 있다. Y6는 반대로 회전하는 프롭이 쌍으로 있어 Y3와 같은 회전효과가 없다. 아울러 모터가 망가지더라도 콥터를 착륙시킬 기회가 생길 수 있다.
• 단점 :  이 형태는 부품이 추가되므로, 최소한의 부품을 사용하는 쿼드콥터에 비해, 동일한 모터와 프롭을 사용하는 동급의 Y6는 좀더 비싸진다. 또한 이들 추가 모터와 부품은 무제를 증가시켜 동일한 비행시간을 유지하려면 더 큰 배터리가 필요하다. Y6의 추력은 동일한 구성의 헥사콥터에 비해 약간 낮은데, 상부 프로펠러의 추력이 아랫쪽 프롭에 영향을 주기 때문이다. 모든 비행콘트롤러가 이 구성을 지원하지는 않는다.

옥타콥터(Octacopter)

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• 설명 : 지지대 8개에 모터가 각각 하나씩 부착. UAV의 전면은 두개의 팔 사이인 경우가 많다.
• 장점 : 모터가 많아 추력이 크고, 안정성이 높다.
• 단점 : 모터가 많아 가격이 비싸고 대형 배터리가 필요하다. 이정도 수준이라면 DSLR 카메라와 무거운 짐벌과 같은 매우 무거운 하중을 실을 수 있다. 이러한 시스템의 가격을 고려할 때, 잉여성(redundandy)은 매우 중요하다.

X8

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• 설명 : 옥타콥터의 일종이나 팔이 4개로 각각 2개의 모터가 부착된 형태이다.
• 장점 : 모터가 많아 추력이 크고 안정성이 높다. 
• 단점 : 모터가 많아 가격이 비싸고 대형 배터리가 필요하다. 이정도 수준이라면 DSLR 카메라와 무거운 짐벌과 같은 매우 무거운 하중을 실을 수 있다. 

UAV의 크기

UAV 크기는 매우 다양하다. 손바닥보다 작은 "나노"급으로 부터 트럭에 옮겨야 하는 "메가"급까지 있다. 아주 크거나 매우 작은 UAV도 관심을 끌기는 하지만, 대부분의 hobbyist 들에게는 별로 실용적이지 않다. 초보자들에게 종류나 가격이 다양한, 적당한 크기는 350mm 부터 700mm 수준이다. 이 값은 모든 모터 중심을 지나는 가장 큰 원의 지름으로 측정된다. 이 정도 급의 UAV에 필요한 부품은 가격도 매우 다양할 뿐 아니라, 현재까지 제품의 종류도 가장 많다.

UAV 크기가 작다고 해서 중간급보다 반드시 저렴한 것은 아니다. 주된 이유는 소형 브러시리스 모터 혹은 소형 콘트롤러를 생산하는데 필요한 시간과 기술이, 대형 드론용 부품과 동일하기 때문이다. 비행콘트롤러, 송수신기 카메라 등의 추가 장비 가격도 변하지 않는 경향이 있다. 프레임은 일반적으로 UAV 에서 가장 저렴한 부품이므로, 소형 UAV의 프레임가격이 대형에 비해 반값이라고 해도, 전반적인 가격은 그다지 달라지지 않는다.

UAV 재료

아래는 멀티로터 드론에서 사용대는 일반적인 재료이다. 이 목록이 모든 가능한 재료를 다 담고 있는 것은 아니므로, 어떤 재료의 프레임을 사용할까 고민할 때 지침/의견 정도로 사용하기 바란다. 이상적인 프레임은 가능한한 견고하면서도 진동 전달이 최소화될 수록 좋다.

목재

가장 저렴한 프레임을 원한다면 목재가 훌륭한 대안으로, 제작시간과 추가 부품을 많이 줄일 수 있다. 목재는 상당히 견고하며, 오랜시간 검증되었다. 시각적으로는 좀 떨어지지만 추락했을 때 지지대 교환이 아주 쉽다. 팔에 색을 입히면 목재라는 걸 숨길 수 있다. 목재를 사용할 경우, 똑바른 것을 사용해야 한다.

폼(Foam)

폼 단독으로는 프레임에 사용되는 경우가 드물며, 내부 골격이나 강화구조로 사용되는 경향이 있다. 전략적으로 프롭 가드나 착륙장치 혹은 진동흠수재로 사용될 수도 있다. 폼은 매우 다양하여 강도가 모드 다르다. 따라서 실험이 필요하다.

플라스틱

대부분의 사용자는 플라스틱 시트만 접근가능하며 사용한다. (3D 플라스틱 형태나 물체는 제외) 플라스틱은 탄성이 있어 이상적인 재료는 아니다. 전략적으로 (커버나 착륙장치) 사용하면 훌륭한 대안이 될 수 있다. 3D 프린팅 프레임을 고려할 경우, (플라스틱 프레임 키트 구입비용 대비) 부품 인쇄에 들어가는 시간을 고려하고, 공중에서 부품이 얼마나 딱딱해야 하는지 고려하라. 3D 프린팅 부품(혹은 전체 부품)은 현재까지 소형 쿼드콥터에 성공적이었다. 플라스틱 사출 방식도 소형 혹은 중급 드론에 사용할 수 있는 옵션이다.

알루미늄

알루미늄은 크기와 형태가 다양하다. 알루미늄 시트를 몸체 판으로 사용하거나, 사출 알루미늄으로 지지대로 쓸 수 있다. 알루미늄은 탄소섬유나 G10보다 가볍지 않지만, 가격이나 내구성면에서 매력적이다. 금이 가지 않는 대신 휘어지는 특성이 있다. 알루미늄만으로 작업하려면 톱과 드릴만 필요하며, (가벼우면서도 튼튼한) 적절한 단면을 찾아내고, 불필요한 재료는 잘라내는데 공을 들여야 한다.

G10

G10(유리섬유의 일종)은 탄소섬유의 저렴한 대안으로 사용된다. 외양과 기본 특성은 거의 동일하다. G10은 시트 형태로 대부분 제공되며, 상판 및 하판에 널리 사용된다. 반면 탄소섬유를 튜브형태로 가공하는 것은 (G10에 비하여) 많이 비싼편이 아니어서 지지대에 잘 사용된다. G10은 탄소섬유와는 달리 RF 신호를 차단하지 못한다.

PCB

PCB(Printed Circuit Boards)는 기본적으로 유리섬유와 동일하지만, 유리섬유와는 달리 항상 평면이다. 600mm 보다 작은 프레임의 경우 상판 및 하판에 PCB 재료를 사용하기도 한다. PCB에 전기적 연결이 포함되어 있어 부품을 줄일 수 있기 때문이다. (예를 들어, 전력배분판(power distribution board)를 하판에 통합하는 경우) 소형 쿼드콥터 프레임은 하나의 PCB에 모든 전자부품을 통합할 수도 있다.

탄소섬유(Carbon Fiber)

탄소섬유는 가볍고 매우 튼튼하여 최고의 재료이다. 탄소섬유를 제작하는 공정은 여전히 수작업이 많아, 평면 시트나 튜브와 같은 간단한 형상만 대량 생산되고, 복잡한 3D 형태는 한개씩만 만든다. 탄소섬유는 RF신호를 차단하므로, 전자기기(특히 안테나)를 설치할 때 이를 고려해야 한다. 

추가적으로 고려할 사항

짐벌(Gimbal)

짐벌은 카메라(FPV 또는 비디오)를 안정시키기 위해 사용한다. 카메라를 UAV 프레임에 직접 연결하면 프레임과 동일한 방향만 가르키기 때문에 최적의 비디오 경험을 생산할 수 없다. 대부분의 김벌은 프레임 아래에 장착하되, UAV의 무게중심에 나란히 설치한다. 짐벌은 UAV 아래에 직접 연결할 수도 있지만, 레일에 연결하기도 한다. 따라서 짐벌 시스템을 설치하면 착륙장치가 더 길어져야 한다. 짐벌이나 카메라를 UAV 앞쪽에 설치하는 것도 가능한데, 이 경우 배터리를 후방으로 설치하여 무게 균형을 맞춘다.

적재(Payload)

드론에 "운송" 적재를 싣는 것은 사치에 가깝다. 무게를 늘리면 비행시간이 줄어 필수적인 기능으로 추가하고 싶은 다른 기기를 줄여야 하기 때문이다. 정말로 뭔가를 실어야 한다면 설치기기를 가능한한 가볍게 하고, 비행중 이동하지 않도록 해야 한다.

착륙장치(Landing Gear)

착륙장치는 여러면에서 UAV에 도움이 되지만, 일부 드론은 하판으로 직접 착륙하기도 한다.(무게를 줄이기 위해) 착륙장치의 장점은 다음과 같다.

• UAV 바닥면과 평탄하지 않은 표면(풀이나 자갈 등)사이에 공간을 제공
• 배터리/짐벌 과 땅 사이의 공간을 제공
• 강하게 착륙할때 착륙장치가 있으면 프레임대신 착륙장치가 부서짐
• 적절한 착륙장치가 있으면 floatation도 제공??? (lightweight pool noodles 등??)

탑재(Mounting)

UAV는 일반 헬리콥터보다 설계/제작이 훨씬 쉽지만, 생각할 거리는 아직 많고 설계 과정 초기에 어떻게 탑재할 것인지를 고려해야 한다. 경험에 기초하여, 탑재에 관해서 고려할 일반적인 사항은 아래와 같다.

• 맞춤형 프레임을 제작할 계획이라면, 탑재가 어려운 지역은 모터와 프레임 사이로서, 4개의 탑재용 구멍을 설치 혹은 정확하게 드릴로 뚫어야 한다. 대부분의 400-600 mm 프레임은 탑재구멍 형태가 동일하므로, 어떤 프레임을 사용하든 다른 회사의 모터를 사용하는 것이 가능하다.
• 모든 추가 부품의 설치는 한 축에 대해 대칭적으로 설치하는 것이 이상적으로, 기체의 무게 중심을 변경하는데 편하다.
• 비행콘트롤러는 모든 모터를 연결하는 원의 중심(따라서 무게 중심)에 설치하는 것이 이상적이다.
• 비행 콘트롤러는 일반적으로 스페이서(standoff), 고무 진동흡수체(rubber dampener) 혹은 양면테이프를 사용하여 프레임에 고정한다. 대부분의 회사에서 비행콘트롤러 설치용 구멍의 위치를 동일하게 하고 있는 것으로 보이지만 (예를 들어 35mm 또는 45mm 간격) 표준은 없다.
• 배터리는 상당히 무거우므로, 무게중심이 조금 어긋나면 배터리를 조금 이동시키면 바로 잡을 수 있다. 배터리가 약간 왔다갔다 할 수 있지만, 완전하게 고정할 수 있도록 탑재하도록 한다. 벨크로 띠를 사용하여 배터리를 고정하는 게 좋다. 배터리 바닥과 프레임에 별도의 벨크로를 부착하는 것도 좋다.

가이드라인(Guidelines)

1 단계 : 어떠한 재료나 가공기기를 사용가능한지 살펴본다.

• 가공기기가 없거나 좀더 전문적인 프레임을 원한다면 프레임키트를 구매할 것
• 기본적인 도구와 재료로 멋진 프레임을 만들 수는 있지만, 구조적으로 약하거나, 공명을 일으키거나 정렬이 되지 못하는 등, 예리한 눈과 경험이 필요한 곳이 반드시 존재한다.
• 맞춤형 프레임을 제작할 계획이라면 모터, 전자부붐등 필요한 모든 탑재요소를 고려하여 설게해야 한다.

2 단계 : 추가하고자 하는 모든 추가 부품을 나열한다.

• 추가 장비로는 1축/2축/3축 짐벌, 낙하산, 온보드 미니컴퓨터, 탑재물, 장거리 전자기기, floatation 등이 있을 수 있다.
• 이러한 추가/중요하지 않은 장비를 나열하면 드론의 크기와 총 무게 등에 대해 감을 잡을 수 있다. (추후 계산)

3 단계 : 원하는 프레임 프기를 대략 잡는다.

• 프레임이 크다고 능력이 많아지는 것은 아니며, 프레임이 작다고 저렴해지는 것은 아니다.
• 400-600 정도가 초보자에게 적당하다.

4 단계 : 프레임을 설계/제작/테스트 한다.

• 프레임 키트를 구입하기로 했다면, 내구성/강도/조립 등에 대해 걱정할 것이 좀 덜하다.
• 프레임을 직접 설계/조립하기로 했다면 내구성 테스트가 중요하다. 무게를 확인하고, 진동을 견지는지 확인한다.
• CAD 소프트웨어(구글 스케치업등 무료도 많음)을 사용하여 프레임을 설계하고, 치수가 맞는지 확인한다.

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원문 : http://www.robotshop.com/blog/en/make-uav-lesson-2-platform-14448

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.

• 프레임, FC, 모터, ESC 등은 FPV 레이싱 드론 부품 리스트(1)
• LiPo Battery
• FPV Camera
• FPV Transmitter / Receiver
• FPV Antenna
• FPV Goggle / Monitor
• Recording Camera
• OSD (On Screen Display)
• Voltage Regulator / Power Filter
• Miscellaneous Items
• RTF ARTF Quadcopters

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.

• 추가 정보 : 레이싱드론에서 3S 과 4S 의 차이
• LiPo 충전기 선택방법

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.

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 Name	Picture	TVL	Price	Lens Focal Width / FOV	Input Voltage
Sony Super HAD PZ0420		600 TVL	$30	2.1mm, 2.8mm, 3.6mm	12V
Sony Super HAD Mini		600 TVL	$35	2.8mm, 3.6mm	5V-22V
Sony 960H CCD Effio-V		800 TVL	$47	2.8mm, 3.6mm, 6mm	6V-16V
Sony Super Had PZ0420M		600TVL	$36	2.8mm	5V-17V
Runcam Sky Plus		600TVL	$36	2.8mm, 3.6mm	5V-17V
Aomway 700TVL		700TVL	$25	170°	3.6-5.5V
Runcam Swift		600TVL	$40	2.8mm	5V-17V
HS1177		600TVL	$40	2.8mm	5V-17V
Owl Plus		700TVL	$50	150°	5-22V
Runcam Eagle		800TVL	$65	130°	5-17V
Arrow HS1199		600TVL	$40	2.8mm	5-22V
Foxeer Night Wolf		700TVL	$40	unknown	5-35V

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 Transmitter	Power	Picture	Price	Input Voltage	Channels	Support Bands	Review URL
Eachine	600mW		$25	7V-23V	32 ch	ABEF	Oscar
FX795T-2	25mW 200mW		$30	7V-24V	40 ch	ABCEF	Pending
FX796T	200mW 600mW		$33	7V-20V	40 ch	ABCEF	Oscar
Atas Raceband	600mW		$45	7V-20V	40 ch	ABCEF	Oscar
ImmersionRC	600mW		$70	7V-25V	8 ch	F	Oscar
TS351	200mW		$18	7V-16V	8 ch	E	Pending
Boscam TS832	600mW		$50	7V-16V	32 ch	ABEF	Oscar
TS5823 5.8GHz	200mW		$34	7V-24V	32 ch	ABEF	Oscar
Aomway 5.8Ghz	500mW		$46	7V-16V	16 ch	E F	Pending
Aomway 5.8Ghz	200mW		$20	7V-24V	32 ch	ABEF	Pending
Hawkeye	200mW		$31	6V-24V	32 ch	ABEF	Pending
Foxeer TM25 Switcher	25mW/200mW/600mW Adjustable		$33	7-24V	40ch	ABCEF	Pending
Immersionrc Tramp HV	1mW – 600mW linear power control		pending	2s-4s (HV)	48ch	ABCEF + Race Wand	Pending
RMRC Cricket VTX	25mW/200mW/600mW		$50	7-20V	40ch	ABCEF	Pending
TBS unify pro	25mW – 800mW Adjustable		$50	4.5-5.5V	40ch	ABCEF	Pending
DIATONE Stackable SP2	25mw/200mw Adjustable		$32	6-30V	40ch	ABCEF	Pending

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

Video Receiver	Picture	Price US$	Support Bands	Input Voltage	Review
RC305		$16	E	5V	Pending
RC832 32Ch		$34	A B E F	12V	Pending
Aomway DVR 32ch		$42	A B E F	7V-24V	Pending
FR632 diversity		$56	A B E F	6V-28V	RCG
ImmersionRC UNO		$72	F	6V-16V	Pending
Quanum RC540R		$73	ABCEF	6-18V	Oscar

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 Name	TX/RX	Picture	Type	Price	Gain
Emax 5.8Ghz Cloverleaf	Both		Cloverleaf	$24	na
Boscam 5.8GHz Cloud Spirit	Both		Clover-Leaf	$26	TX1.1dbi,RX1.4dbi
ImmersionRC Spironet	Both		Skew Planar Wheel	$40	na
IBCrazy Bluebeam	Both		TX – 3 lobe Airscrew5 lobe Mad Mushorrom	$65	na
Boscam Patch Antenna	RX		Patch	$8	11dBi
Aomway 7 Turn Helical	RX		Helical	$14	11dbi
Fatshark SpiroNET Patch	RX		Patch	$68	13dbi
TBS Triumph	Both		Circular Polarized	$40	1.26 dbic
Foxeer Antenna	Both		Circular Polarized	$10	3dBi
ProDrone Diversity	VTX/VRX		Omni & Directional	$43	Helical=8dBi
DYS Planar Antenna	VRX		Directional	$21	14dbi
TrueRC X-Air Crosshair	VRX		Directional	$30	10dbi

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 Name	Picture	Price
7 inch LCD Monitor		$30
Fieldview 888 TFT LCD Monitor		$95
SkyZone Diversity Receiver 7′ Monitor		$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 Name	Picture	Price	Display Data	Support Voltage Monitor
Hobbyking E-OSD		$14	voltage, timer	7.2V-12V (2S – 3S)
Super Simple Mini OSD		$9	voltage, timer	5V-26V (2S – 6S)
MinimOSD		$20	Voltage, timer, GPS, etc	n/a
MinimOSD with KV Mod		$11	Voltage, timer, GPS, etc	2S-4S
Micro MinimOSD		$15	Voltage, timer, GPS, etc	2S-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 Regulator	Image	Input Range	Output	Price
3A Mini Voltage Regulator		4.5V-28V	0.8V-20V @ 3A	$3
RMRC Dual		2S-6S Lipo	5V, 12V @ 1.5A	$20
Micro 12V		14V-42V	12V @ 0.6A	$6
Atas Mini PDB		3S-6S	5V, 12V @ 3A	$25
Matek Mini PDB		2S-6S	5V, 12V @ 2A-3A	$5
OSDoge		3S-4S	5V, 12V	$70
RMRC 12V Step-Up		2.5V-12V	12V @ 1.4A	$3.5
DemonRC Core		3S-8S	5V @ 0.6A 12V @ 1.0A	$26.5
Matek 5in1		3S-6S	5V @ 3A 12V @ 0.5A	$9
Matek Mini Power Hub		3S-6S	5V, 12V @ 3A	$7.5
RROSD Pro Mini		3S – 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 Camera	Picture	Price	Weight	Max Resolution	Max FPS
808 #16 KeyChain		$40	17g	720p	30fps
Mobius (Wide Angle)		$73	39g	1080p@30fps	720p@60fps
Turnigy HD ActionCam		$83	58g	1080p@30fps	720p@60fps
JS5000		$108	74g	1080p@30fps	720p@60fps
GoPro		$200-$500	74g-88g	4K@30fps	WVGA@240fps
RunCam HD		$50	40g	1080p@30fps	720p@60fps
Xiaomi Yi		$100	72g	1080p@60fps	480p@240fps
Runcam 2		$99	49g	1080p@60fps
Legend 1		$90	49g	1080p@60fps
Xiaomi Yi 4K		$220	90g	4K@25fps 1080p@100fps
GoPro Session		$210	74g	1080p@60fps

기타 잡다한 물품

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

• LiPo Battery 충전기
• 납땜, 납땜기, 거치대
• 배터리 묶는 줄(Battery Straps)
• 열수축튜브(Heatshrink)
• Gold Bullet connector
• 전원 선(Power wire)
• 록타이트(Loctite glue)
• 액체 전기 테이프(Liquid electrical tape)
• 띠형 LED(LED lights (strip))
• Radio 송신기(Transmitter) / 수신기
  

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.

• DYS Lightning TBS
• Vendetta
• Vortex 220 Pro

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/

PID 튜닝 (PID Tuning)

비행역학의 모든 면은 선택된 "PID 제어기(controller)"에 의해 제어됩니다. PID 제어기란 조종간 입력에 대한 반응과, 자이로/가속도계(비행모드에 따라 달라짐)를 사용하여 공중에서 기체를 안정화시키는데 책임을 맡고있는 알고리듬입니다.

"PIDs"란 PID제어기의 작동을 제어하는 여러가지 튜닝 변수의 집합입니다. 최적의 PID 설정은 매 기체에 따라 다르므로, 정확한 세팅값을 공유해줄수 있는 사람이 없다면 최고의 성능을 발휘하는 PID 설정을 찾으려면 시행착오를 겪어야 합니다. 

아래의 비디오는 PID 설정에 의해 야기될 수 있는 여러가지 비행 문제를 인식하고 바로잡는 방법을 다루고 있습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=YNzqTGEl2xQ

기본적으로 PID 제어기의 목표는 세개의 축에 따른 기체의 회전률을 조종간으로 입력하는 명령의 비율로 가져오자는 것입니다. ?? 목표 회전률과 자이로스코프로 측정한 실제 회전률의 차가 오류가 되며, 제어기는 이 에러를 0으로 만드는 게 목표입니다.

PID 변수(PIDs)

P 항(P Term)은 기체를 목표각 또는 목표 회전각 방향으로 향하도록하는 보정량의 강도를 제어합니다. P 항이 너무 낮으면 기체를 제어하기 힘듧니다. 안정을 유지할 만큼 빠르게 반응할 수 없기 때문입니다. P 항이 너무 높으면 기체는 빠르게 진동 또는 흔들립니다. 끊임없이 목표를 넘어서게(Overshoot) 되기 때문입니다.

I 항(I Term)은 크기가 작지만 오래 지속되는 오류를 보정합니다. 너무 낮게 설정되면 기체의 자세가 천천히 흐르게 됩니다. 너무 높게 설정되면 기체가 진동합니다. (하지만, P를 높게 설정한 것에 비해 진동 속도는 떨어집니다.)

The D term attempts to increase system stability by monitoring the rate of change in the error. If the error is rapidly converging to zero, the D term causes the strength of the correction to be backed off in order to avoid overshooting the target.

D 항(D Term)은 오류의 변화율을 감시함으로써 시스템의 안성성을 높이고자 시도합니다. 오류가 급격하게 0에 수렴하면, D 항은 목표에 Overhoot 가 발생하지 않도록 교정 강도를 낮추게 됩니다.

TPA 와 TPA 중단점

TPA stands for Throttle PID Attenuation and according to AlexYork.net:

TPA는 Throttle PID 감쇠(Throttle PID Attenuation)의 약자로서 AlexYork.net 에 따르면 

"TPA basically allows an aggressively tuned multi-rotor (one that feels very locked in) to reduce its PID gains when throttle is applied beyond the TPA threshold/breakpoint in order to eliminate fast oscillations.."

"TPA는 기본적으로 공격적으로 튜닝된 멀티로터(locked in 된 것처럼 느껴지는 것)에 throttle이 TPA 한계/중단점 이상으로 적용될 때 빠른 진동을 막고자 PID 이득(gain)을 낮추도록 한다..." 

참고로 TPA는 CLI 나, GUI의 PID 튜닝 탭에서 설정할 수 있습니다. [tpa_breakpoint]는 CLI를 통해 설정됩니다.

아울러 TPA와 tpa_breakpoint 는 어떤 PID 제어기에는 사용할 수 없을 수 있습니다. 이에 대해서는 개별 제어기에 대한 설명을 확인해 보세요.

TPA는 throttle이 최대일 때와 관련하여 PID값 감소를 적용합니다. 이는 throttle이 최대에 가까와지면 PID 값을 약화시키는 데 사용됩니다.

TPA = throttle 최대시 발생하는 약화율 (%)

tpa_breakpoint = TPA가 적용되기 시작하는 throttle curve상의 지점

An Example: With TPA = 50 (or .5 in the GUI) and tpa_breakpoint = 1500 (assumed throttle range 1000 - 2000)

예 : TPA=50 (GUI에서는 0.5)이고 tpa_breakpoint = 1500일 때(throttle 범위가 1000-2000이라고 가정)

• throttle 채널이 1500이 되면, PID 변수가 약화되기 시작합니다.
• At 3/4 throttle (1750), PIDs are reduced by approximately 25% (half way between 1500 and 2000 the dampening will be 50% of the total TPA value of 50% in this example)
• 3/4 throttle(1750)에서 PID 변수는 약 25% 정도 줄어듭니다. (이 예에서 1750은 1500과 2000의 중간이므로, 약화율이 50%가 되는데, 총 TPA 값이 50%이므로 25%가 됨)
• 최대 throttle (2000)이 되면, 총 약화율은 TPA 값으로 적용됩니다. (이 예에서는 50%)
• TPA can lead into increase of rotation rate when more throttle applied. You can get faster flips and rolls when more throttle applied due to coupling of PID's and rates. Only the PID controllers MWREWRITE and LUX are using a linear TPA implementation, where no rotation rates are affected when TPA is being used.
  
• TPA는 throttle이 더 많이 적용되면 회전률의 증가로 이어질 수 있습니다. PID 변수와 비율의 결합으로 인하여 throttle의 저 많이 적용되면 filp 과 roll이 빨라질 수 있습니다. PID 제어기 중에서MWREWRTE 및 LUX 만이 선형 TPA 구현을 사용하므로, TPA가 사용되면 rotation rates는 더이상 적용되지 않습니다.???

TPA를 어떻게, 왜 사용하는가?

예를 들어 3/4 throttle에서 진동이 발생하기 시작했다면, [tpa_breakpoint = 1750] 혹은 이보다 낮은 값으로 설정합니다. (이 것은 throttle 범위가 1000-2000이라는 가정입니다.), 그리고 진동이 사라질 때까지 TPA 값을 높여주면 됩니다. 일반적으로 [tpa_breakpoint]를 진동이 발생하는 시점보다 약간 빠르게 설정함으로써, 진동을 낮추거나 제거할 수 있는 값으로 실험해보고 싶을 것입니다. ??? 

PID 제어기(PID Controller)

클린플라이트에는 3개의 PID 제어기가 내장되어 있으며, 각각 비행특성이 다릅니다. 각 제어기는 최적의 성능을 내기 위한 PID 설정값이 다르므로, 기체를 어떤 PID 제어기를 사용하여 튜닝했다면, 이 값들은 다른 제어기에는 올바르게 먹히지 않을 가능성이 높습니다. 클린플라이트 v1.13.0에서 MWREWRITE 와 LUX PID 콘트롤러는 (약간의 오차는 있지만,) 동일한 PID 설정을 공통으로 사용할 수 있도록 평활화되어 있었습니다. 

PID 제어기를 변경하려면 설정프로그램(Configurator)의 CLI 탭에서 [set pid_controller=x] 를 입력하면 됩니다. 여기에서 x는 사용하고자하는 제어기입니다. 먼저 여기에 있는 내용을 읽고 나서 시험해보시기 바랍니다.

참고로 오래전 버전의 클린플라이트는 6개의 PID 제어기가 있었습니다. 실험적인 혹은 오래된 제어기는 클린플라이트 버전 1.11.0 (API 버전 1.14.0) 부터 제거되었습니다.

PID 제어기 "MW23"

이 PID 제어기는 MultiWii 2.3(및 이후) 에 들어있던 PID 제어기를 직접 포팅한 것입니다.

이 알고리듬은 roll/pitch 와 yaw를 별도로 취급합니다. yaw 에 문제가 있는 사용자라면 이 제어기를 사용해 보시기 바랍니다.

HORIZON 모드와 ANGLE 모드에서 이 제어기는 LEVEL "P"와 "I" 설정을 사용하여, ACRO 비행모드에서 P와 I 설정이 roll 및 yaw 축에 적용되는 방법과 유사한 방법으로 자동레벨링 보정을 시행합니다. LEVEL "D" 항은 LEVEL "P"항에 의해 적용되는 최대 보정량을 제한하는 용도로 사용됩니다.

클린플라이트 1.12.0 부터 P_Level의 기본값을 90에서 20으로 변경하였습니다. MWREWRITE 가 기본 PID 제어기가 되었기 때문입니다. MW23을 사용한다면, P_Level 값을 90으로 변경한 뒤 날리기 바랍니다.

PID 제어기 "MWREWRITE"

MWREWRITE 제어기는 클린플라이트 v1.12.0 부터 기본 PID 제어기가 되었습니다.

이 제어기는 MultiWill 2.3에 있던 제어기보다 새로운 제어기입니다. 많은 사람들에 따르면 MWREWRITE는 성능이 더 좋으며, 예전 버전에 따라다녔던 문제를 수정하였습니다. 아울러 튜닝이 훨씬 쉬워졌고, 좀더 넓은 범위의 PID 값에도 관용을 보입니다.

ANGLE 모드에서 이 제어기는 LEVLE "P" PID 설정을 사용하여, 자동레벨 교정이 어느정도 강해야 하는지를 결정합니다.

클린플라이트 1.12.0 에서 [p_level]의 기본값이 20으로 변경되었습니다. 이는 MWREWRITE PID제어기에서 추천되는 값으로서, ANGLE 모드에서 안정적인 비행을 제공합니다. 예전의 기본값인 90 을 사용할 경우, 일부 사용자들은 매우 불안정한 비행을 경험했었습니다.

HORIZON 모드에서 이 제어기는 LEVEL "I" PID 설정을 사용하여, 자동레벨 교정을 얼마나 많이 적용해야 하는지 결정합니다. LEVEL "I" 항 : horizon 자동레벨의 강도. 설정프로그램에서 값 0.030은 [i_level]에서 3.0 과 동일합니다. LEVEL "D" 항 : horizon 천이의 강도. 이 값을 올리면 자동레벨링이 더 잘되고, 0로 설정하면 자동레벨링이 하나도 적용되지 않습니다. 아래의 HORIZON 모드 명령에 대한 설명을 확인하세요.

PID 제어기 "LUX"

LUX는 새로운, 부동소숫점 기반의 PID 제어기입니다. MW23 과 MWREWRITE는 정수 산술연산을 사용합니다. 정수로 연산할 경우, 8비트 기반의 MultiWii 콘트롤러에서도 빠르게 수행할 수 있었으나, 정확도는 떨어집니다.

클린플라이트 v1.13에서 PID 제어기 LUX 는 MWREWRITE와 동일한 PID 설정을 사용하도록 변경되었습니다.

이 제어기는 looptime의 차이를 보상하도록 시도하는 코드가 있어서, looptime 설정이 변경되었을 때 PID를 되돌릴 필요가 없습니다.

처음에는 HORIZON 모드에 약간의 문제가 있었고, ACRO 모드에서 느린 문제가 있었지만, nebbian 님이 v1.6.0에서 수정하였습니다.

LUX는 32비트 프로세서에 맞도록 설계되고, MultiWii에서 유래되지 않은 최초의 PID 제어기입니다.

ANGLE 모드동안 적용되는 자동레벨 보정 강도는 LEVEL "P" PID 항에 의해 제어됩니다. "P"항은 GUI에서 "LEVEL Proportional"로 표시되어 있습니다.(v1.13.0 이전에는 [level_angle]로 표시되어 있었습니다.) 이 항은 HORIZON 모드와 비교하여 ANGLE 모드에서 자동레벨 강도를 튜닝하는데 사용될 수 있습니다. 기본값은 5.0입니다.

HORIZON 모드동안 적용되는 자동레벨 보정강도는 LEVEL "I" PID 항에 의해 제어됩니다. "I" 항은 GUI에서 "LEVEL Integral"로 표시되어 있습니다.(v1.13.0 이전에는 [level_horizon]으로 표시되어 있었습니다.) 기본값은 3.0으로, HORIZON 모드는 ANGLE 모드에 비해 자동레벨을 약하게 적용합니다. 참고 : 현재 설정프로그램(Configurator)에는 버그가 있어서, 이들 변수를 100으로 나눈 값으로 표시합니다. 즉, 3.0 대신 0.03으로 보입니다.

Horizon 모드에서 자동레벨과 ACRO 행태간의 전이는 LEVEL "D" 항에 의해 제어됩니다. 이 항은 GUI에서 "LEVEL Derivative"로 표시되어 있습니다. (v1.13.0 이전에는 [sensitivity_horizon] 변수가 사용되었습니다.) 이것은 자동레벨이 적용되는 조종간 범위의 비율을 설정합니다. 작게 설정하면 더 넓은 범위를 자이로만 사용하여 비행하게 됩니다. 기본값은 75%입니다.

예를 들어, [sensitivity horizon]을 "100"으로 설정하면, 조종간이 중앙에 있을 때 자동레벨 강도가 100%가 적용되며, 조종간이 50%일때 자동레벨 강도가 50%가 적용되고, 조종간이 100%일때는 자동레벨이 0, 즉 적용되지 않습니다. sensitivity를 75로 내리면 조종간이 중앙에 있을 때 100% 자동레벨, 조종간 63%일때 50% 자동레벨, 조종간 74%부터는 자동레벨이 적용되지 않게됩니다.

자세한 사항은 HORIZON 모드 명령 부분의 설명을 보세요.

RC 비율, Pitch/Roll 비율(분리전에는 P/R rate),  Yaw 비율

RC 비율(RC rate)

Roll/Pitch/Yaw RC 조종간 입력에 대한 전반적인 승수(multiplier)d입니다.

PID 제어기 MW23의 경우, 조종간이 중앙 부근에 있을 때, 약간씩 움직일 때의 "느낌"을 설정하는 데 사용되었습니다. (RC Expo도 영향을 미칩니다.) PID 제어기 MWREWRITE와 LUX의 경우, 기본적으로 기본 조종간 민감도(baseline stick sensitivity)를 설정하는데 사용됩니다.

Pitch/Roll 비율 (Pitch and Roll rates)

PID 제어기 MW23의 경우, P/D 부분의 PID 오류항의 영향을 조종간이 중앙에서 멀어질수록 점차 감소합니다. 즉, Pitch 비율 혹은 Roll 비율을 0.3으로 두면, 조종간을 100%밀었을때 P/D항을 30%감소시킴으로서, 조종간이 90%이하일 경우 PID 제어기의 안정화효과를 가져오게 됩니다. 그 결과 회전 속도가 빨라집니다. 따라서 위에서 설명한 RC 비율로 조종간이 중앙부분에 있으 때의 제어 움직임 민감도를 설정하고, 스틱이 멀어질수록 회전속도를 훨씬 뻘리할 수 있습니다. 

PID 제어기 MWREWRITE와 LUX의 경우, Pitch/Roll 비율은 RC 비율과 마찬가지로 전반적인 조종간 민감도에 대한 승수(multiplier)이지만, roll과 pitch에 독립적으로 작용합니다. (난기류와 같은 외뷰효과에 대한) 안정성은 조종간이 양끝으로 가도 줄어들지 않습니다. 0로 설정하면 위의 RC비율로 설정한 조종간 민감도(stick sensitivity)를 증가시키지 않습니다. 높은 값으로 설정하면 전체 조종간 범위를 걸쳐 조종간 민감도를 증가시킵니다. 

Yaw 비율(Yaw rate)

PID 제어기 MWREWRITE와 LUX에서 Yaw 비율은 위와 같이 조종간 민감도 승수로 작용합니다.

필터(Filters)

[gyro_ldf]는 하드웨어 자이로 저대역 통과 필터(low pass filter)를 설정합니다. 0 또는 256으로 두면 gyro는 하드웨어 필터링을 최소한으로 사용하며, 지연이 최소화되어 내부 샘플속도가 최대한 빠르게(8kHz)됩니다. 숫자가 낮을 수록 필터링이 강해집니다. 필터링을 강하게 하면 자이로 신호의 노이즈를 감쇠시켜서 데이터를 PID 계손에 보내게 됩니다. 하지만 강한 필터링은 지연을 초래하여, 불안정과 반응성 저하로 이어질 수 있습니다. 필터링은 필요합니다. 특히 부피가 작고 빠르게 제동되는 ESC를 부착한 쿼드의 경우 "D" 항이 모터/프레임 노이즈가 모터의 과열을 가져올 수 있기 때문입니다. 188 이하로 설정할 경우, 자이로 샘플링은 내부적으로 1kHz 로 되고 지연이 더욱 커집니다. 반응성이 높아지기 때문에 빠른 샘플링이 좋지만, aliasing 잡음을 초래할 수 있습니다. 188로 설정하면 FC와 자이로가 1 kHz에서 동기화되어 ([gyro_sync]를 활성화시키고 코드에서 존재할 경우), aliasing이 많이 줄어들게 됩니다. 

[gyro_soft_ldf]는 IIR(Infinte Impulse Response: 무한 충동 반응) 소프트웨어 저대역 통과필터로, 원하는 주파수에 맞춰 설정할 수 있습니다. 0 이상의 값으로 설정하면 활성화됩니다. 이는 하드웨어 필터 이후에 작동하여(FC 코드에서) 노이드를 더 줄여줍니다. 두개의 필터를 모두 사용하면 하나만 사용할 때보다 cut 비율이 2배가 됩니다. [gyro_soft_ldf]를 [gyro_ldf] 보다 높은 값으로 설정하는 것은 그다지 의미가 없습니다. 일반적으로 소프트웨어 필터는 하드웨어 필터 비율의 반정도로 설정하여, 보다 높은 주파수의 차단을 강화한 후 PID 계산으로 보냅니다. 100Hz 이상의 주파수는 비행 콘트롤의 관점에서 우리에게 관심이 없습니다. - 이러한 주파수는 반드시 신호에서 제거한 후 PID 계산에 보내야 합니다.

[dterm_cut_hz] 는 원하는 주파수에 맞춰 설정할 수 있는 IIR 소프트웨어 저대역 통과 필터입니다. 이 필터는 [gyro_cut] 필터 이후 작동하며 특히 "D" 항 데이터에만 필터링합니다. D 항 데이터는 주파수에 의존적으로 주파수가 높을 수록 계산되는 D 항 값이 커집니다. 이 필터는 자이로 필터링에도 불구하고 D 항 잡음이 많이 남을 경우에 필요합니다. 전형적으로 이 필터는 상당히 낮게 설정할 필요가 있습니다. D 항 잡음이 일반 IIR 필터의 주요 문제이기 때문입니다. 단 너무 낮게 설정하면, D 항의 위상 천이(phase shift)로 인해 제어에 있어 불안정을 막아주는 D항의 효과를 감소시키므로, 변경할 때 신중할 필요가 있습니다. 이 필터의 값을 적절하게 최적화 하려면 블랙박스 기록이 필요합니다.

HORIZON 모드 명령(Horizon Mode Commands)

CLI 명령 [horizon_tilt_effect]와 [horizon_tile_mode]는 Horizon 비행모드에서 현재의 기울기(current inclination)가 자동 레벨에 미치는 효화를 제어합니다. (현재의 기울기는 기체가 수평에서 벗어난 피치와 롤 각도입니다. ?? The current inclination is the number of degrees of pitch or roll that the vehicle is away from level, whichever is greater)

[horizon_tilt_effect] : 현재의 경사도(tilt)가 HORIZON 비행 모드에서 자동레벨에 미치는 효과를 제어합니다. 큰 값으로 설정하면 기체가 기울어질 수록 자동 레벨을 줄이는 결과(좀더 "ACRO"에 가깝게) 를 가져옵니다. 기본값은 75로서, 회전은 크게하고 빠리게 전진하는 비행에서 좋은 성능을 발휘합니다. 0으로 설정하면 자동레벨의 강도는 조종간의 위치와는 완전히 독립적으로 됩니다.

[horizon_tilt_mode] SAFE|EXPERT: "horizon_tilt_effect"의 성능 모드를 설정합니다.

SAFE = 조종간이 중앙에 오면 레벨링이 항상 활성화됩니다. 조종간을 놓으면 자동 레벨이 활성화되므로, "안전한" 범위입니다. 따라서 기체가 뒤집혔을 때 (180도 회전) 조종간이 중앙으로 오면, 기체는 그 죽시 자동레벨이 적용되어 똑바로 평형을 잡습니다. (참고로 : 이와 같이 매우 빠르게 180도 자동레벨이 수행된 후에는 기체의 방향이 예측하지 못하게 될 수 있습니다.)

EXPERT :  뒤집어지면 레벨링이 완전히 꺼질 수 있습니다. : 이 범위에 있으면 기체의 기울기가 자동레벨을 완전히 "덮어쓸" 수 있습니다. 이 모드에서 "horizon_tilt_effect' 변수를 약 75 정도로 설정하면 기체는 뒤집히고. 이때 조종간이 중앙으로 오면 기체는 자동레벨이 되지 않습니다. 좀더 ACRO에 가까운 기동을 수행할 경우 (3D 모드 비행도) 이쪽이 더 바람직합니다. 

"horizon_tilt_effect" 와 "horizon_tilt_mode" 값은 각각의 프로필별로 분리되어 있으며, LUX 및 MWREWRITE를 위해 구현되었습니다.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/PID%20tuning.md

원샷(Oneshot)

원샷을 사용하면 비행콘트롤러와 ESC사이에 더빠르게 통신할 수 있습니다.

아래와 같은 두가지 방법이 있습니다.

1. 125µs 와 250µs 사이로 변하는 신호를 사용합니다. ?? (일반 PWM 타이밍은 1000µs 에서 2000µs 정도)
2. 비행콘트롤러 루프마다 한번의 "샷"을 보내며, 비행콘틀러가 필요한 모터 속도를 계산하자마자 이를 수행합니다.

지원되는 ESC

FlyDuino KISS의 ESC는 원래부터 Oneshot125 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 단 한번의 납땜만 필요합니다. BLHeli rev13.0 도 Oneshot125를 지원하며, 추가적인 작업없이 ESC에 의해 자동적으로 선택됩니다.

지원되는 보드

Naze 보드는 지원되며, 여러가지 설정에서 이미 테스트 되었습니다.

CC3D 보드는 PPM 수신기로 테스트 했지만, 병렬식 PWM 수신기는 이 보드와 잘 안맞을 수 있습니다.

원샷 모드 활성화

원샷모드를 구성하려면 먼저 ESC의 전원을 꺼야 합니다.

이 단계에서 ESC를 원샷모드로 구성하는 게 좋습니다. (KISS ESC의 경우 JP1을 납땜합니다.)

USB 케이블을 보드에 연결하고, 크롬 GUI 앱을 사용하여 연결합니다.

CLI 탭에서 다음과 같이 입력합니다.

feature ONESHOT125
save

이제 ESC에 다시 전원을 넣으면 됩니다.

설정(Configuration)

원샷 ESC를 설정하는 절차는 다른 ESC와 동일합니다.

1. ESC에 전원이 안들와 있는지 확인합니다.
2. 보드를 USB 케이블로 연결하고, 모터 테스트 페이지로 들어갑니다.
3. 주 슬라이더를 사용하여 모터 속도를 최대로 설정합니다.
4. ESC에 전원을 공급합니다. 이때 삑 소리가 들립니다.
5. 슬라이더를 클릭하여 모터 속도를 0으로 가져옵니다. ESC에서 (대부분의 경우 여러번) 삑 소리가 다시 들립니다. 
6. ESC에서 전원을 차단합니다.
7. ESC에 다시 전원을 연결하고, 모터 슬라이더를 움직여서 정상적으로 회전하는지 확인합니다.

참고 문헌

• FlyDuino (http://flyduino.net/)
  

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Oneshot.md

SPRacing F3 Evo 보드

Seriously Pro Racing F3 Evo(SPRacingF3Evo)는 특별히 클린플라이트를 위해 설계된 첫번째 비행콘트롤러 보드의 진화된 모델입니다.

SeriouslyPro / SP Racing 또는 공식 리셀러를 통해 이 보드를 구입하면, 클린플라이트 개발에 도움이 됩니다. 이것이 Serious pro 보드가 존재하는 이유입니다. 공식 리셀러는 항상 SerouslyPro.com 웹사이트에 나열되어 있습니다.

상세한 내용은 아래 웹사이트를 방문하세요.

http://seriouslypro.com/spracingf3evo

하드웨어 기능(Hardware Feature)

• 효율적인 비행 계산을 위한 하드웨어 부동소숫점 프로세서와 더 빠른 ARM-COrtex M4 코어를 장착한 차세대 STM32 F3 프로세서
• 블랙박스 비행로그 기록기를 위한 MicroSD 카드 소켓 - 튜닝 최적화 및 설정 결과를 직접 볼 수 있음 (Acro 및 Delux)
• 레이싱 무선중계기(transponder) 내장 - 레이싱시 켜기만 하면 lap time이 기록됨
• 최신 가속도계, 자이로, 전자나침판 및 기압계/고도계 센서 기술 탑재
• Wire up using using pin headers for all major connections for excellent crash-durability. Use either right-angled or straight pin-headers.
• 탁월한 충돌 내구력을 위하여 모든 주요 연결부위에 pin headers를 이용하여 결선. 직각형(right angled) 또는 직선형(strait) pin-header를 사용
• I/O 동시사용가능. 모든 기능을 동시에 사용가능. 예를 들어, USB + OSD + SmartPort + SBus + GPS + 띠형 LED + 배터리 모니터링 + 8 모터 를 한꺼번에 연결 가능 (초음파센서는 CF 1.14에서 지원 예정)
• ESC 및 서보를 위한 8개의 PWM 출력선. 표준 pin header로 쉽게 결선할 수 있도록 배열
• SBus, SumH, SumD, Spektrum 1024/2045, XBus 수신기를 직접 연결 지원. 외부 인버터(inverter) 불필요 (내장)
• 3 pin through - hole JST-ZH 커넥터를 통해 3.3v Spektrum Satellite 수신기 직접 연결 지원
• 전용 PPM 수신기 입력
• 3 시리얼포트 - USB 소켓과 공유되지 않음
• 텔레메트리 포트
• 마이크로 USB 소켓
• 프로그램가능 LED를 위한 전용 출력 - 방향잡기, 레이싱, 야간 비행에 최고 (현재 무선중계기(Transponer)와 둘중 하나만 사용가능)
• 비행용 배터리가 필요없이 OLED 표시장치를 연결할 수 있는 전용 I2C 포트
• 전압과 전류를 확인할 수 있는 배터리 모니터링
• 수신신호강도(RSSI) 감시 (아날로그 또는 PWM)
• 음향 경고 및 신호를 위한 부저 포트
• 개발자가 사용하기 쉬운 디버깅용 포트(SWD)와 부트모드 선택, unbrickable bootloader.
• 아주 깔끔한 결선 작업을 위한 대칭 설계
• JST-SH sockets only for I2C, UART2 and SWD. UART2 also on through-hole pins.
• I2C, UART2 와 SWD 만을 위한 JST-SH 소켓. UART2 also on through-hole pins.
• USB 또는 시리얼포트를 통한 재설치(flash)
• 다층적재가능형 설계 - OSD 및 전원분배기(PDB)와 통합할 때 최적
• 표준 설치 - 표준 30.5mm 설치홀이 있는 36x36mm 보드
• 3v, 5v 용 LED와, 쉬운 진단을 위한 Status??
• 구리로 에칭한 Cleanflight 로고

시리얼 포트(Serial Ports)

• SWD와 USART2를 동시에 사용할 수 없습니다.
• 시리얼 RX 수신기를 사용할 때, TXD(T2) 핀은 텔레메트리로 사용할 수 없습니다. UART3 TXD 를 사용하세요.
• 소프트웨어 시리얼은 지원하지 않습니다.
• Windows DFU Flushing은 Zadig(configurator를 보세요)가 필요합니다.

배치도(Pinouts)

상세 배치도는 매뉴얼에 들어 있습니다.

http://seriouslypro.com/files/SPRacingF3EVO-Manual-latest.pdf

IO_1

6 핀 IO_1 커넥터의 배치(RX_SERIAL 모드)는 아래와 같습니다.

RX_PPM 모드의 경우 IO_1 배치는 다음과 같습니다.

IO_2

TRANSPONDER 가 사용되고 IR 땜질 패드를 합선시킬 때 6 핀 IO_2 의 배치는 아래와 같습니다.

LEDSTRIP 이 사용되고 LED 납땜패드를 합선시켰을 때 6 핀 IO_2 커넥터의 배치는 아래와 같습니다.

UART1

UART2/3

Spektrum Satellite

I2C

SWD

이 포트는 UART2와 동시에 사용할 수 없습니다.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20SPRacingF3Evo.md

믹서(Mixer)

클린플라이트는 custom mixing외에도 여러가지 mixing 설정을 지원합니다. Mixer 설정은 기체를 제어하기 위해 서보와 모터가 어떻게 함께 작동하는지를 결정합니다.

설정(Configuration)

내장 믹싱 설정을 사용하려면, 크롬 설정프로그램 GUI를 사용합니다. GUI에는 여러가지 믹서 우ㅠ형이 그림으로 있어, 적절한 연결을 만드는 데 도움이 됩니다. GUI에 관한 더 많은 정보는 이 문서의 설정(Configuration) 부분을 보세요.

명령어 입력방식(CLI)으로 믹서 유형을 설정할 수도 있습니다.

1. [mixer list] 를 사용하여 지원되는 믹서의 리스트를 살펴봅니다.
2. 믹서를 선택합니다. 예를 들어 [select TRI]를 쓰면 TRI 믹서를 사용하게 됩니다.
3. [save] 명령을 사용하여 변경된 내용을 저장합니다.
   

지원되는 믹서 유형 (Supported Mixer Types)

서보 설정 (Servo Configuration)

CLI [servo] 명령을 사용하면 서보 출력 설정을 정의할 수 있스빈다. CLI mixer [smix] 명령은 믹서가 내부 FC 데이터 (RC 입력, PID 안정화 출력, 채널 포워딩 등)와 서보 출력를 매핑하는 방법을 제어할 수 있습니다.

채널 포워딩 (Channel Forwarding)

채널 포워딩을 사용하면, AUX 채널을 PWM 5-8번 핀을 통해 직접 서보로 전달할 수 있습니다. 이 기능을 사용하려면, GUI에서 features 탭에서 설정하거나, CLI 명령 [feature CHANNEL_FORWARDING]를 사용합니다. 이렇게 하려면 PPM 또는 또다른 시리얼 RC 프로토콜을 작동시켜야 하는데, 현재 NAZE 와 SPRACINGF3 target에서 지원됩니다. 참고로, NAZE target에서 LED 기능을 활성화시켰다면 AUX1-2는 PWM13-14로 매핑됩니다. 따라서, 예를 들어, 이 기능을 수신기로 부터 Naze AUX1 에서 활성화시켰다면 서보 명령으로서 PWM5로 전달될 것입니다.?? So for instance if you enable this feature on a Naze AUX1 from your receiver will automatically be forwarded to PWM5 as a servo signal.

cli [servo]

[servo <min> <max> <middle> <angleMin> <angleMax> <rate> <forwardFromChannel> ]

• <min>, <max> - 서보값의 최대 최소. 단위 uS
• <middle> - 포워딩하지 않을 때 중간값. 서보 믹서로부터 나온 값이 여기에 더해짐
• <anglemin>, <anglemax> - 사용하지 않음
• <rate> - 서보믹서나 짐벌 입력에서 온 값에 대한 비율, -100% .. 100%
• <forwardfromchannel> - <middle> 대신 RC 채널 값을 기준값으로 사용함. 서보는 주어진 RC 채널을 따르되, 서보 믹서에서 온 보정값이 적용됨. <min>, <max>는 계속 존중됨

서보 필터링 (Servo Filtering)

서보에 저대역 통과필터를 활성화시킬 수 있습니다. 예를 들어 airframe 에서 structural modes?? 를 피하는데 유용할 수 있습니다.

설정 (Configuration)

현재 CLI를 통해서만 설정할 수 있습니다.

1. [set servo_lowpass_freq = nnn]를 사용하여 cutoff 주파수를 선택합니다. 유효한 값은 10Hz 에서 400 Hz로, 2급(second order) 필터가 사용됩니다.
2. [set servo_lowpass_enable = ON]을 사용하면 필터링을 활성화시킬 수 있습니다.

튜닝(Tuning)

아래는 필터 cutoff를 튜닝하는 방법중 하나입니다.

1. 먼저 기체가 문제 있는 축에서 적어도 어느정도 자유롭게 이동할 수 있는지 확인합니다. 예를 들어, tricopter에서 yaw가 진동한다면, 콥터가 적어도 좌측 우측으로 몇도 정도 회전할 수 있지 확인합니다. 무게중심 인근 서스펜션이 이상적입니다. 다른 방법으로, 비록 튜닝이 약간 더 지루해질지라도 그냥 기체를 날리고, 없애고자하는 문제 상황을 촉발시켜봅니다. (Ensure your vehicle can move at least somewhat freely in the troublesome axis. For example, if you are having yaw oscillations on a tricopter, ensure that the copter is supported in a way that allows it to rotate left and right to at least some degree. Suspension near the CG is ideal. Alternatively, you can just fly the vehicle and trigger the problematic condition you are trying to eliminate, although tuning will be more tedious.)
2. 기체의 평가하고자하는 축의 끝부분을 살짝 건드립니다. 의문시되는 서보를 움직이도록 직접 명령하는 것도 사용할 수 있습니다. tricopter 예에서는 꼬리쪽 봉의 끝을 옆쪽에서 밀어보거나, 송신기를 사용해 yaw 명령을 내립니다.
3. 기체가 몇초 정도 흔들리거나, 계속해서 진동한다면, 필터 cutoff 주파수를 줄여야 합니다. [servo_lowpass_freq]의 값을 반으로 줄이고, 이전 단계를 반복합니다.
4. 진동이 약 1초 이내에 줄어들거나, 아얘 나타나지 않으면 완료된 것입니다. 저장을 하시고 나가세요.

맞춤식 모터 믹싱(Custom Motor Mixing)

맞춤식 모터 믹싱을 사용하면 완전히 맞춤화된 모터 설정이 가능합니다. 각각의 모터는 해당 모터를 위한 맞춤식 믹싱 테이블로 정의되어야 합니다. 비행 콘트롤러의 무게중심을 기준으로 각 모터가 얼마나 가까운지를 반영해야 합니다. 무게중심에 가까운 모터는 멀리있는 모터보다 조금 움직이게 할 필요가 있습니다. (Custom motor mixing allows for completely customized motor configurations. Each motor must be defined with a custom mixing table for that motor. The mix must reflect how close each motor is with reference to the CG (Center of Gravity) of the flight controller. A motor closer to the CG of the flight controller will need to travel less distance than a motor further away.)

CLI에서 맞춤식 믹서를 설정하는 순서:

1. [mixer custom] 명령으로 맞춤식 믹싱을 가능하게 합니다.
2. [mmix reset] 을 사용하여, 기존의 맞춤식 믹싱을 삭제합니다.
3. [mmix load <name>]을 사용하여 기존의 믹서를 불러올 수도 있습니다.
4. 각각의 모터에 mmix 명령을 일으킵니다.

The mmix statement has the following syntax: 

mmix 문의 문법은 : mmix n THROTTLE ROLL PITCH YAW

참고 : mmix 명령은 활성화되지 않은 모터믹스를 보여줄 수도 있습니다. 맞춤식 모터 믹스는 막춤식 믹서를 사용하는 모델에 대해서만 활성화됩니다.

참고 : 모든 모터 번호가 0에서 시적하도록 설정해야 합니다. 이전의 모터번호에 대한 mmix 명령이 없을 경우, 명령이 무시됩니다. (믹서는 THROTTLE 값이 0인 첫번째에서 정지합니다.

맞춤식 서보 믹싱(Custom Servo Mixing)

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Mixer.md

Chebuzz F3 보드

ChebuzzF3 보드는 "딸" 보드로 STM32F3Discovery의 바닥에 부착하여, pin header와 여러가지 FC 연결을 위한 포트를 제공합니다.

모든 연결은 multimeter를 사용하여 추적되며, 아래의 리비전에 사용되는 TauLabs 소스코드로 검증됩니다.

https://github.com/TauLabs/TauLabs/blob/816760dec2a20db7fb9ec1a505add240e696c31f/flight/targets/flyingf3/board-info/board_hw_defs.c

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20ChebuzzF3.md

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Olimexino 보드

Olimexino는 저렴하고 널리 사용되는 개발용 보드입니다.

이 보드는 클린플라이트 개발용으로는 좋지 않습니다. 많은 핀들이 header pin으로 나오지 않기 때문입니다. 개발에 더 좋은 것은 Port103R, EUSTM32F103RB (F1), STM32F3Discovery (F3) 등입니다.

(이하 생략합니다)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20Olimexino.md

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CJMCU 보드

CJMCU 보드는 STM32F103기반의 아주작은(80mm) 보드로, 3축 지자게(compass)와 가속도계/자이로(MPU6050)을 포함하고 있습니다.

이 보드에는 USB-Serial 변환기가 없으므로, 외부 어댑터가 필요합니다.

Hardware revisions

버전2 보드는 펌웨어 v1.4.0 이후만 지원합니다. 버전2 보드에 이전의 버전을 쓰려고 시도하지 마세요.

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20CJMCU.md

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CC3D 보드

OpenPilot의 Copter Control 3D(약칭 CC3D)는 아크로바틱비행 또는 GPS기반의 자동주행에 맞체 좀더 튜닝된 보드입니다. CC3D는 MPU6000 SPI 기반의 가속도계/자이로 만을 사용합니다. 16MBit 기반의 EEPROM 칩을 탑재하고 있습니다. 6개의 포트에는 입력으로 표시되어 있고, 6개의 포트는 모터/서보 출력(각각 3개의 칩)으로 표시되어 있습디다.

이 보드에서 문제를 발견하시면 github issue tracker 를 통해 알려주시기 바랍니다.

이보드에는 프로세서에 직접 연결된 USB가 있습니다. Naze 와 Flip32와 같은 보드는 보드상에 USB - UART 어탭터가 있어, 이것이 프로세서의 시리얼 포트에 연결됩니다.

이 보드는 헥사콥터나 옥타콥터에는 사용할 수 없습니다.

트라이콥터나 고정익은 아직 테스트를 안해봤습니다. 사용해보시면 성공했는지 실패했는지 알려주세요.

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20CC3D.md

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보드 - AlienFlight (ALIENFLIGHTF1 과 ALIENFLIGHTF3 가 대상)

AlienWii가 AlienFlight로 바꼈습니다. 목표는 여러가지 다양한 변종의 비행콘트롤러를 지원하기 위함입니다. 설계는 아래 사이트에서 볼 수 있습니다.

http://www.alienflight.com

모든 공개된 설계는 여러 사람들의 비행테스를 거쳤습니다. 여기에서는 비행콘트롤러를 공개하고, 숙련된 사용자나 RC vender들이 이 설계를 구현하게 하는 것이 목적입니다.

아래는 이 보드의 일반적인 하드웨어 사양입니다.

• STM32F103CBT6 MCU (ALIENFLIGHTF1)
• STM32F303CCT6 MCU (ALIENFLIGHTF3)
• MPU6050/6500/9250 가속도계/자이로(/전자나침반) 센서
• MPU 센서 interrupt는 모든 새로운 F3 설계를 위한 MCU에 연결되어 있으며, 펌웨어에서 활성화됩니다. ??
• 4-8개의 4.2A-9.5A 브러쉬 ESC, 튼튼한 마이크로모터를 돌리기 위해 통합???
• power 처리량을 최대로 올리기 위해 PCB에서 매우 넓은 traces. ???
• USB 포트가 통합됨
• (*) 외부 DSM2/DSMX sat 수신기 (예 Spektrum SAT, OrangeRx R100, Lemon RX, Deltang Rx31)를 위한 시리얼 연결
• CPPM 입력
• 수신기를 위한 접지 및 3.3V
• 쉬운 바인딩을 위한 하드웨어 bind plug
• 전선을 줄이고 깨끗하게 보이도록 모터는 가장자리에 연결
• footprint 작음 ??
• 1S 리포배터리로 직접 구동
• 3.3V LDO 전원 정압기(오래된 제품)
• 3.3V buck-boost 전원 변환기(모든 새로운 버전)
• FPV를 위한 5V buck-boost 전원 변환기 (일부 버전)
• LED를 사용한 배터리 체크(일부 ALIENFLIGHTF3 변형제품에만)

(*)Spektrum 호환형 DSM2 satellites는 즉시 지원니다.. DSMX sat은 기본값(DSM2, 11bit, 11ms)으로 DSM2 프로토콜로 작동됩니다.이는 최대한의 호환성을 확보하기 위함입니다. 최족의 연결을 위해서는 가지고 계신 수신기와 Satellite 수신기의 성능에 맞춰 설정을 변경하는 것이 좋습니다. 가능하다면 DSMX 프로토콜을 사용하세요. 신뢰성이 높다고 합니다. 아울러 추가 채널을 사용하려면 클린플라이트 설정프로그램에서 아래 두 변수를 변경하셔야 합니다.

set serialrx_provider = 1   (0 for 1024bit, 1 for 2048bit) 
set spektrum_sat_bind = 5

여러가지 바인드 모드에 대한 자세한 내용은 Spektrum Bind 문서를 확인하세요.

시리얼모드에서 Deltang 수신기는 다른 Spektrum satellite 수신기처럼 작동합니다. (10bit, 22ms) 바인드 절차만 다릅니다.

ALIENFLIGHTF1 핀 배치는 NAZE32 또는 관련있는 짝퉁(MW32, Flip32 등)과 매우 유사합니다. 하드웨어 bind pin는 41번핀(PB5)에 연결되어 있습니다. ALIENFLIGHTF3 핀 배치는 Sparky와 유사합니다. 하드웨어 bind pin은 25번핀(PB12)에 연결되어 있습니다. 새로운 AlienFlightF3 V2 설계는 센서가 SPI를 통해 연결되며, 핀 배치가 약간 다릅니다. 모든 AlienFlight/AlienWii F3 는 동일한 펌웨어로 작동되며, 펌웨어에서 하드웨어의 차이를 감지합니다.

AlienFlgiht 펌웨어는 ALIENFLIGHTF1 또는 ALIENFLIGHTF3 을 대상으로 제작되었습니다. 펑뭬어 이미지는 사용자에게 Plug & Play 경험을 주고자, alternative default setting으로 옵니다.?? 작은 쿼드콥터의 경우, 별도의 컴퓨터가 없이도 기체를 띄울 수 있습니다. 옥타콥터를 위한 미리 설정된 custom mixer 는 AlienFlight과 깔끔하게 직결할 수 있는 기본 설정의 일부입니다. ?? 이 Mixer는 CLI에서 "mixer custome"으로 활성화 시킬 수 있습니다. AlienFlight을 헥사콥터 혹은 옥타콥터에서 사용하려면 좀더 많은 튜닝이 필요합니다. 추가적인 설정변경은 CLI 또는 설정프로그램을 통해 수행할 수 있습니다.

펌웨어설치(Flashing the firmware)

펌웨어는 다른 FC와 마찬가지로 Cleanflight 설정프로그램으로 갱신할 수 있습니다. 모든 AlienFlight 보드는 부트 점퍼(boot jumper)가 있는데, 최초의 설치 혹은 망가진 펌웨어 재복구 등의 경우, 반드시 막아주어야 합니다.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20AlienFlight.md

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Paris Air Hero 32 / Acro Naze 32 Mini 보드

이 보드들은 Naze32 보드와 동일한 펌웨어를 사용합니다.

센서(Sensors)

MPU6500 (SPI 인터페이스)

포트(Ports)

6 x 3핀 ESC / 서보출력 1 x 8핀 JST 커넥터 (PPM/PWM/UART2) 1 x 4핀 JST 커넥터 (UART3/I2C)

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20Paris%20Air%20Hero%2032.md

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AbuseMark Naze32 보드

Naze32의 목표는 모든 버전의 Naze 하드웨어를 지원하는 것입니다. 주요한 사람들이 Revition 4와 5를 사용하고 많이 날리고 있습니다. 예전 버전의 Naze 하드웨어는 문제가 있을 수 있으며, 문제가 발견되면 github issue tracker를 통해 알려주시면 감사하겠습니다.

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20Naze32.md

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RMRC DoDo 보드

RMRC DoDo 보드는 Ready Made RC에서 제작 판매하고 있습니다. CUP pin mapping 의 관점에서 볼 때, SPRacingF3 보드의 짝통입니다. (자세한 내용은 SPRacingF3 문서를 보세요.) 현재 하드웨어가 약간씩 다른 세가지 버전 (Rev. 1, 2, 3)가 존재합니다.

Revision 3 보드는 메모로를 128kB에서 256kB로 CPU를 변경하였습니다. 하지만 호환성 문제때문에 Cleanflight 는 128kB 만 지원하고 사용하비낟. 동일한 바이너리 코드를 모든 DODO 보드에서 사용할 수 있습니다.

하드웨어 특징(Hardware Features)

• 128kB 또는 256kB 플래시 메모리(Rev 3만 256kB)를 장착한 STM32 F3 ARM Cortex-M 프로세서 
• 저장을 위한 외부 플래시 메모리 2MB
• MPU6050 가속도계/자이로 (Rev. 2: MPU6000)
• BMP280 기압계
• 전자나침반 센서는 없음
• GPS, 텔레메트리, OSD 등에 사용할 수 있는 3개의 하드웨어 UART (+ software). 5v 사용가능
• 내장 5V/0.5A BEC (2-6S 배터리에서 전원 공급) 외장 BEC/정압기 필요 없음
• Spektrum satellite 수신기 등의 주변기기를 위한 내장 3.3V 정압기 
• 표준 36x36mm 보드 (30.5mm 설치구멍) (CC3D/Naze32 등과 동일. 핀배치는 다름)

참고 : 초기버전에서는 부저 회로에 문제가 있었음

(이하 생략합니다)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20RMDO.md

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보드 - MotorLab

MOTOLAB build는 MotoLab에서 공급되는 STM32F3 기반의 보드를 지원하는 것이 목표입니다.

현재 .TornadoFC, CycloneFC, MotoF3 등이 해당됩니다.

CycloneFC 와 TornadoFC 에 대해서는 다음 글을 확인하세요.

http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=32330479&postcount=2

MotoF3 는 아래 글을 참고하세요.

http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=28508139&postcount=3

모든 보드는 STM32F303 를 사용하며, 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 플래시 메모리 256kB
• 부동 소숫점 연산 코프로세서
• 하드웨어 시리얼포트 UART 3개
• 내장 USB phy를 사용하는 USB. 하드웨어 UART와 간섭이 없습니다.
• 안정적인 전압 정압기
• 고전압/고전류 부저/LED 출력
• 시리얼 LED 인터페이스
• 1/10 divider 비율의 저주파 필터링 VBAT 입력 
• 저주파 필터링된 PWM 혹은 아날로그 RSSI 입력
• 8개의 합선방지 PWM 출력. TornadoFC의 경우 5V buffering
• 4S-호환가능한 switching regulator 내장 (CycloneFC and MotoF3)
• 6S 리포 작업이 가능한 Pololu switching regulator 옵션의 직접 설치가능(TornadoFC)
• 클린플라이트 설정프로그램(Configurator)을 통하여 BLHeli 기반의 ESC의 Pass-through 프로그래밍 및 설정

MotoF3는 4개의 ESC, 부저, 데이터 로그를 위한 2MB SPI flash를 위한 전원분배체계를 내장하고 있습니다.

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20MotoLab.md

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Sparky 보드

Sparky는 매우 저렴하면서도 매우 강력한 보드입니다.

• 하드웨어 시리얼포트 3개
• 시리얼포트 인버터가 내장되어 외부 인버터 없이도 S.BUS 수신기 연결 가능
• USB (다른 시리얼포트와 동시에 사용 가능)
• 10 PWM 출력
  
• 전용 PPM/SerialRX 입력 핀
• MPU9150 I2C 가속도계/자이로/전자나침반 사용
• 기압계
  

revision 1 & 2 보드에 대해 테스트를 완료했습니다.

해야 할 일(TODO)

• 디스플레이(Flex 포트를 통해)
• SoftSerial - 하드웨어 시리얼포트가 3개가 있어 약간 중복되긴 하지만..
• Airplane PWM mappings.

전압 및 전류 체크 (ADC 지원)

PWM9 핀을 활성화하면 전압 체크가 가능하며, PWM8 핀을 통해 전류도 체크할 수 있습니다. 전압 divider 와 전류 sensor는 외부적으로 연결해야 합니다. 이때 센서의 사양에 맞도록 [vbatscale] CLI 변수를 조정해야 합니다. 센서 하드웨어에 대한 자세한 사항은 아래 주소를 확인하세요.

https://github.com/TauLabs/TauLabs/wiki/User-Guide:-Battery-Configuration

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20Sparky.md

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TBS Colibri RACE 보드

Colibri RACE는 STM32F3 기반 비행 콘트롤러로서, 특별히 TBS POWERCUBE multi rotor stack 과 작동하도록 설계되었습니다.

하드웨어 기능(Hardware Feature)

• 뛰어난 성능을 위한 STM32F303 기반의 칩셋
• PPM, SBUS, DSM, DSMX 입력(5V 와 3.3V 내부 BUS를 통해 공급됨) 별도의 인버터나 해킹 필요없음.
• 6 개의 PWM ESC 출력 채널 (자동연결, 내부 BUS)
• RGB 띠형 LED 지원 + 전원 관리
• GPS를 위한 확장 포트 / 외부 전자나침반 / 압력 센서
• 주변기기((Blackbox, FrSky telemetry 등)를 위한 UART 포트
• R/C 및 부저를 위하여 Plug & Play 소켓 또는 납땜 패드(Solder pad)를 선택 가능
• 5V 부저 출력
• MPU6500 차세대 가속도계/자이로
• 상태 LED 3개(DCDC pwr/ 3.3V pwr/ status)
• 12V, 5V, VBat 공급을 위한 배터리 모니터링
• 크기: 36mmx36mm (30.5mm 표준 raster)
• 무게 : 4.4g
  

자세한 내용은 여기를 방문하세요.

(이하 생략합니다.)

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20ColibriRace.md

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보드 - Board - Seriously Pro SP Racing F3

Seriously Pro Racing F3(SPRacingF3) 는 특별히 클린플라이트를 위해 설계된 첫번째 비행콘트롤러 보드입니다.

SeriouslyPro / SP Racing 또는 공식 리셀러를 통해 이 보드를 구입하면, 클린플라이트 개발에 도움이 됩니다. 이것이 Serious pro 보드가 존재하는 이유입니다. 공식 리셀러는 항상 SerouslyPro.com 웹사이트에 나열되어 있습니다.

상세한 내용은 아래 웹사이트를 방문하세요.

http://seriouslypro.com/spracingf3

하드웨어 기능(Hardware Feature)

• I/O 동시사용가능. 모든 기능을 동시에 사용가능. 예를 들어, OSD + SmartPort + SBus + GPS + 띠형 LED + 배터리 모니터링 + 초음파센서(Sonar) + 8 모터 를 한꺼번에 연결 가능
• 대용량 블랙박스 비행로그 기록기 내장 - 튜닝 최적화 및 설정 결과를 직접 볼 수 있음 (Acro 및 Delux)
• 효율적인 비행 계산을 위한 하드웨어 부동소숫점 프로세서와 더 빠른 ARM-COrtex M4 코어를 장착한 차세대 STM32 F3 프로세서
• 적층 가능형 설계 - OSD 및 전원분배기(PDB)와 통합할 때 최적
• ESC 및 서보 및 구식 수신기를 위한 16개의 PWM I/O 선.  8 개의 핀은 표준 pin header로 결선. 나머지 8개의 핀은 side mounted connectors 로 연결
• SBus, SumH, SumD, Spektrum 1024/2048, XBus, PPM, PWM 수신기를 직접 연결 지원. 외부 인버터(inverter) 불필요 (내장)
• 프로그램가능 LED를 위한 전용 출력 - 방향잡기, 레이싱, 야간 비행에 최고
• 비행용 배터리가 필요없이 OLED 표시장치를 연결할 수 있는 전용 I2C 포트
• 전압과 전류를 확인할 수 있는 배터리 모니터링
• 음양 경고 및 신호를 위한 부저 포트
• Solder pads in addition to connectors for Sonar, PPM, RSSI, Current, GPIO, LED Strip, 3.3v,\
• 초음파센서, PPM, RSSI, 전류, GPIO, 띠형 LED, 3.3v 를 위한 커넥터와 별도의 납땜용 패드(solder pad)개발자가 사용하기 쉬운 디버깅용 포트(SWD)와 부트모드 선택, unbrickable bootloader.
• 아주 깔끔한 결선 작업을 위한 대칭 설계
• pin header, JST-SH 소켓 또는 납땜 패드(solder pad)를 이용한 결선. 직각형(right angled) 또는 직선형(strait) pin-header를 사용
• 바람을 차단하기 쉽도록 보드 하단에 설치한 기압계

시리얼 포트(Serial Ports)

• SWD와 USART2를 동시에 사용할 수 없습니다.
• USART1 RX/TX에 무언가 연결되어 있으면 flashing 작업시 문제가 발생할 수 있습니다. 다른 기기는 전원을 끄거나 연결을 끊으세요.

배치도(Pinouts)

상세 배치도는 매뉴얼에 들어 있습니다.

http://seriouslypro.com/spracingf3#manual

IO_1

8 핀 IO_1 커넥터의 배치(RX_PARALLEL_PWM 모드)는 아래와 같습니다.

8 핀 IO_1 커넥터의 배치(RX_PPM/RX_SERIAL 모드)는 아래와 같습니다.

IO_2

8 핀 IO_2 커넥터의 배치(RX_PARALLEL_PWM 모드)는 아래와 같습니다.

8 핀 IO_2 커넥터의 배치(RX_PPM/RX_SERIAL 모드)는 아래와 같습니다.

UART1/2/3

I2C

SWD

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20SPRacingF3.md

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Seriously Pro SP Racing F3 Mini 보드

Seriously Pro Racing F3 Mini(SPRacingF3Mini) 는 특별히 클린플라이트를 위해 설계된 두번째 비행콘트롤러 보드입니다. 이 보드는 최신 클린플라이트의 기능을 모두 지원하는 유일한 FC이며, 표준 36x36mm 설치홀 뿐만 아니라, 미니프레임에서 설치할 수 있는 모든 기능을 갖춘 유일한 미니 보드입니다. 새로운 무선중계기(transponder) 기능을 갖추고 있어 현재 구입 가능한 유일하고도 진정한 레이싱 보드입니다.

완전한 기능을 지원하며 크기와 무게가 작아, USA 드론 규정을 만족하면서도 250g 이하의 드론에 장착하는데 최적입니다.

SeriouslyPro / SP Racing 또는 공식 리셀러를 통해 이 보드를 구입하면, 클린플라이트 개발에 도움이 됩니다. 이것이 Serious pro 보드가 존재하는 이유입니다. 공식 리셀러는 항상 SerouslyPro.com 웹사이트에 나열되어 있습니다.

상세한 내용은 아래 웹사이트를 방문하세요.

http://seriouslypro.com/spracingf3mini

하드웨어 기능(Hardware Features)

• 효율적인 비행 계산을 위한 하드웨어 부동소숫점 프로세서와 더 빠른 ARM-COrtex M4 코어를 장착한 차세대 STM32 F3 프로세서
• 블랙박스 비행로그 기록기를 위한 MicroSD_Card 소켓. 튜닝 최적화 및 설정 결과를 직접 볼 수 있음
• 레이싱 무선중계기(Transponer) 내장 - 레이싱때 켜기만 하면 랩타임이 기록됨
• FC, 수신기, 소형 서보에 전원을 공급할 수 있는 레귤레이터(BEC) 탑재
• 최신의 가속도계, 자이로, 전자나침반, 기압계/고도계 기술을 장착
• Skektrum Satellite 수신기 바인딩, USB boutlader 모드 활성화 또는 설정 재설정(resetting the configuration)에 사용할 수 있는 2개의 버튼 더 많은 기능이 추가될 예정!
• 탁월한 충돌내구력을 위하여 모든 주요 연결부위에 pin headers를 이용하여 결선. 직각형(right angled) 또는 직선형(strait) pin-header를 사용
• I/O 동시사용가능. 모든 기능을 동시에 사용가능. 예를 들어, USB + OSD + SmartPort + SBus + GPS + 띠형 LED + 배터리 모니터링 + 초음파센서 + 8 모터 를 한꺼번에 연결 가능
• ESC 및 서보를 위한 8개의 PWM 출력선. 표준 pin header로 쉽게 결선할 수 있도록 배열
• SBus, SumH, SumD, Spektrum 1024/2045, XBus 수신기를 직접 연결 지원. 외부 인버터(inverter) 불필요 (내장)
• 3 pin through - hole JST-ZH 커넥터를 통해 3.3v Spektrum Satellite 수신기 직접 연결 지원
• 1-5 채널 PWM 수신기*1 직접 연결 지원
• 전용 PPM 수신기 입력
• 3 시리얼포트 - USB 소켓과 공유되지 않음
• 텔레메트리 포트 (pin header 또는 USART2 JST-SH 소켓을 통해)
• 마이크로 USB 소켓
• 프로그램가능 LED를 위한 전용 출력 - 방향잡기, 레이싱, 야간 비행에 최고 (현재 무선중계기(Transponer)와 둘중 하나만 사용가능)
• 비행용 배터리가 필요없이 OLED 표시장치를 연결할 수 있는 전용 I2C 포트
• 전압과 전류를 확인할 수 있는 배터리 모니터링
• 수신신호강도(RSSI) 감시 (아날로그 또는 PWM)
• 음향 경고 및 신호를 위한 부저 포트
• 개발자가 사용하기 쉬운 디버깅용 포트(SWD)와 부트모드 선택, unbrickable bootloader.
• 아주 깔끔한 결선 작업을 위한 대칭 설계
• I2C/UART2 와 SWD 만을 위한 JST-SH 소켓
• 바람을 차단하기 쉽도록 보드 하단에 설치한 기압계
• USB 또는 시리얼포트를 통한 재설치(flash)
• 다층적재가능형 설계 - OSD 및 전원분배기(PDB)와 통합할 때 최적
• 모듈형 설계 - 보드 핵심부는 36x22mm 이지만, 표준 30.5mm 설치홀에도 설치할 수 있음
• 3v, 5v 용 LED와, 쉬운 진단을 위한 Status??
• 구리로 에칭한 Cleanflight 와 #RB 로고

*1 - PWM 수신기는 반드시 3.3v 출력을 사용해야 함. 멀티로터 모드에서만 작동됨. 모터출력 5-8 과 PPM 핀을 RC1-5 입력으로 사용 ???

핀배치도(Pinouts)

상세 배치도는 매뉴얼에 들어 있습니다.

http://seriouslypro.com/spracingf3mini#manual

주요부(Main Section)

주요부는 30.5mm 설치홀이 있는 보드의 직사각형 부분입니다.

왼쪽 면 IO (앞면에서 뒤로) Left Side IO (Front to Back)

PWM7과 PWM8의 왼쪽에는 2개의 핀이 더 있습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 GND, VIN PWM7/8 입니다. RX3의 오른쪽에는 구멍을 통해 2개가 있습니다. RX3와 2개의 구멍을 사용하여 Spektrum Satellite 3v 용 JST-ZH 커넥터를 부착합니다.

오른쪽 면 IO (앞면에서 뒷면으로) Right Side IO (Front to Back)

PWM5 및 PWM6 오른쪽에 2개의 핀이 더 있습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 PWM5/6, VIN, GND 입니다.

8/9/10 번 핀을 사용하면 표준 3핀 케이블로 PPM 수신기를 부착할 수 있습니다.  8/7/6 번 핀을 사용하면 표준 3핀 케리블로 SBus/SerialRX 수신기(5v)를 부착할 수 있습니다.

위쪽면 IO (왼쪽에서 오른쪽으로) Top IO(Left to Right)

최고 25V 까지 부착할 수 있습니다. 역방향 입력방지 회로가 없으니 주의하세요!

바닥 왼쪽 IO (왼쪽에서 오른쪽으로) Bottom Left IO (Left to Right)

텔레메트리/LED/IR 용입니다.

A 는 바닥쪽 줄(보드 경계쪽) B는 위쪽줄 입니다.

바닥 오른쪽 IO(왼쪽에서 오른쪽으로) Bottom Right IO (Left to Right)

부저용입니다.

A 는 바닥쪽 줄(보드 경계쪽) B는 위쪽줄 입니다.

바닥 가운데 IO (왼쪽에서 오른쪽으로) Bottom Center IO (Left to Right)

ESC / 서보 용입니다.

A는 바닥쪽 줄(보드 경계쪽) B는 가운데 줄, C는 위쪽줄(보드 중심 방향) 입니다.

바닥쪽 IO (더 아래쪽, 왼쪽에서 오른쪽) Bottom IO (Underside, left to right)

UART2

I2C

SWD

이 포트는 UART2와 동시에 사용할 수 없습니다.

무선중계기 부(Transponder Section)

무선중계기 부는 race timing transponder system을 위해 최대 두개의 IR LED까지 부착할 수 있는 부분입니다. 필요에 따라 부착하지 않을 수도 있고, 메인보드 위 아래로 적층하거나, 케이블로 연결할 수도 있습니다.

무선중계기 부분은 작은 활성화 점퍼가 있어서, IR 무선중계기 기능을 사용하기 전에 반드시 납땜으로 붙여줘야 합니다.

바닥 왼쪽 및 오른쪽 무선중계기 IO - Bottom Left and Bottom Right Transponder IO (Left to Right)

LED/IR 용. 무선중계기 보드 설치구멍 옆에 4개의 핀이 사각형으로 배열되어 있습니다. 좌우측에 동일하게 배열되어 있며, 동일하므로, 어느쪽에 부착해도 무방합니다.

A는 바닥쪽 줄(보드 경계쪽) B는 위쪽줄(보드 중심 방향) 입니다.

바닥 왼쪽 및 오른쪽 IR (Bottom Left and Bottom Right IR)

무선중계기(transponder) 부분의 좌측 우측에 각각 2개의 핀홀이 있습니다. either side of some surface mount components. 적외선 LED를 두개까지 부착할 수 있습니다. 

A는 바닥쪽 줄(보드 경계쪽) B는 위쪽줄(보드 중심 방향) 입니다.

참고 : 초기 생산물량 일부에서는 IR+ 과 IR- 이 반대로 인쇄되어 있습니다. 인쇄와 관계없이 이렇게 결선하면 됩니다.

스위치 부(Switch Section)

스위치 부 맨아래에는 4개의 pad가 있습니다. 스위치 부분은 4 way 케이블을 사용해 재배치하거나 주요부(Main section)에 재 부착할 수 있습니다.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Board%20-%20SPRacingF3Mini.md

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비행 콘트롤러 하드웨어(Flight Controller Hardware)

현재의 초점은 STM32F303 과 구식 STM32F103 시리즈 프로세서를 사용하는 비행콘트롤러 하드웨어에 맞춰져 있습니다. 핵심 로직(core logic)이 하드웨어 드라이버와 분리되어 있으며, 다른 프로세서로 포팅하는 것도 가능합니다.

완전한 버전의 클린플라이트를 원한다면, STM32 F3 기반의 보드(플래시 메모리 256KB)를 구입하는 것을 추천합니다. F3 프로세서는 빠르고 USB 를 지원하고, 추가적인 어댑터나 케이블이 없이도 더 많은 하드웨어를 지원합니다.

추천하는 보드:

• Seriously Pro SPRacingF3Mini
• Seriously Pro SPRacingF3
• Seriously Pro SPRacingF3EVO
• TBS Colibri Race
• AlienFlightF3
• TauLabs Sparky
  

구식보드 :

• AlienFlightF1
• OpenPilot CC3D
• CJMCU
• Flip32+
• AbuseMark Naze32
• RMRC Dodo
  

클린플라이트는 다음과 같은 개발자용 보드에서도 작동됩니다.:

• STM32F3Discovery - Recommended for developers.
• Port103R - Recommended for F1 developers.
• EUSTM32F103RB - Legacy.
  

다음 보드들도 한정적이지만 지원되지만, 사용자가 부족하거나 상업성이 떨어져 제거될 수 있습니다.

• Olimexino
• Naze32Pro
• STM32F3Discovery with Chebuzz F3 shield.
  

참고 : EEPROM 이 256KB 이하인 CPU를 가진 보드는 구입하지 않으시는 게 좋습니다. 사용가능한 기능이 제한됩니다. 또한 하드웨어 개발자들도 256KB 이하의 EEPROM 공간을 가진 보드는 설계하지 않는 게 좋습니다.

각각의 보드는 장단점이 있습니다. 하드웨어 구입전 반드시 체크해야 할 것은 보드에 시리얼포트가 충분히 있으며, 사용하고자 하는 하드웨어를 위한 입출력핀이 존재하는지 동시에 사용할 수 있는지 등입니다. 일부 보드에서는 어떤 기능들의 경우 동시에 사용할 수 없습니다.

자세한 결선방법은 보드별 문서를 확인하시기 바랍니다.

STM32F4 프로세서를 지원하는 분기(off-shoots, forks) 프로젝트들도 있습니다. Revo 혹은 Quanton 보드가 그 예입니다.

보드별 문서에는 가능하다면 수신기나 부저와 같이 클린플라이트에 호환되는 기타 하드웨어에 대한 링크도 제공하고 있습니다.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Boards.md

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Baseflight에서 전환하기(Migrating from baseflight)

절차(Procedure)

먼저 배터리를 분리하거나, 프롭을 제거하세요.

클린플라이트로 새로 깔기전, CLI 명령을 사용하여 각 프로필의 설정내용을 텍스트파일로 덤프받습니다.

profile 0
dump
profile 1
dump
profile 2
dump

그다음 클린플라이트를 설치한 후, dump 명령에서 나온 결과를 CLI에 붙여넣어주고, 사용하고자 하는 프로필로 바꿉니다.

이 작업을 하면 일부 명령이 Cleanflight에서 인식하지 못하는 것을 보시게 될 것입니다. 인식하지 못한 명령들은 새로운 설정옵션을 찾아보고, 적당한 설정값을 선택합니다. 아래는 차이가 있는 설정의 목록입니다.

첫번째 프로필에서 작업을 마치면 설정을 저장합니다. 그리고 기능들이나 시리얼포트등 설정이 맞는지 확인합니다. 첫번째 프로필이 문제가 없으면 다른 프로필들도 이를 반복합니다.

아룰러 baseflight 설정프로그램으로부터 AUX 설정을 화면캡쳐 해두면, Cleanflight 에서 설정한 후 AUX 설정이 맞는지 확인할 때 참고할 수 있습니다. AUX 설정은 역방향 호환성이 보장되지 않습니다.

baseflight 와 CLI 명령의 차이

gps_baudrate

이유 : 새로운 시리얼프트 설정

[serial] 명령을 확인하세요.

gps_type

이유 : 일관성을 위해 gps_provider 로 변경

serialrx_type

이유 : 일관성을 위해 serialrx_provider 로 변경

rssi_aux_channel

이유 : 향상된 기능을 위해 rssi_channel로 변경

클린플라이트는 모든 RX 채널을 신호수신강도(rssi)용으로 사용할 수 있습니다. Baseflight는 AUX1 - AUX4 까지만 지원합니다.

클린플라이트에서 0 은 이 기능을 해제하는 용도이며, 1 이상의 값은 RSSI 정보를 읽어올 채널 번호를 나타냅니다.

예 : 클린플라이트에서 AUX1을 RSSI 용으로 사용하려면 [rssi_channel = 5] 로 설정합니다. 5가 최초의 AUX 채널이기 때문입니다. (Baseflight에서는 [set rssi_aux_channel = 1]에 해당합니다.)

failsafe_detect_threshold

이유 : 기능 향상

비상대책(Failsafe) 문서의 [rx_min_usec] and [rx_max_usec]을 보세요.

emfavoidance

이유 : 일관성을 위해 emf_avoidance 로 변경

yawrate

이유 : 일관성을 위해 yaw_rate 로 변경

yawdeadband

이유 : 일관성을 위해 yaw_deadband 로 변경

midrc

이유 : 일관성을 위해 mid_rc 로 변경

mincheck

이유 : 일관성을 위해 min_check 로 변경

maxcheck

이유 : 일관성을 위해 max_check 로 변경

minthrottle

이유 : 일관성을 위해 min_throttle 로 변경

maxthrottle

이유 : 일관성을 위해 max_throttle 로 변경

mincommand

이유 : 일관성을 위해 min_command 로 변경

deadband3d_low

이유 : 일관성을 위해 3d_deadband_low 로 변경

deadband3d_high

이유 : 일관성을 위해 3d_deadband_high 로 변경

deadband3d_throttle

이유 : 일관성을 위해 3d_deadband_throttle 로 변경

neutral3d

이유 : 일관성을 위해 3d_neutral 로 변경

alt_hold_throttle_neutral

이유 : 일관성을 위해 alt_hold_deadband 로 변경

gimbal_flags

이유 : 기능 분리

[gimbal_mode]와 [CHANNEL_FORWARDING] 기능을 보세요.

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Migrating%20from%20baseflight.md

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블랙박스 비행데이터 기록기(Blackbox flight data recorder)

개요(Introduction)

이 기능은 모든 control loop iteration 상의 비행데이터 정보를 시리얼포트를 통해 OpenLog to be recorded 와 같은 외부 저장장치, 일부 비행콘트롤러에 존재하는 내장 데이터플래시 칩 또는 내장 SD 카드 소켓으로 전송합니다.

비행후에는 아래의 대화식 로그 뷰어(log viewer)를 사용하여 결과 로그를 볼 수 있습니다.

https://github.com/cleanflight/blackbox-log-viewer

아울러 블랙박스 해독 도구를 사용하여 로그를 해석용 CSV 파일로 변환하거나, 블랙박스 렌더링 도구를 사용하여 비행로그를 비디오로 생성할 수 있습니다. 이들 도구는 아래 저장소에 있습니다.

https://github.com/cleanflight/blackbox-tools

로그 데이터(Logged data)

블랙박스는 비행콘트롤 루프의 모든 반복(every iteration of the flight control loop) 마다 비행 데이터를 기록합니다. 블랙박스는 현재시간(ms), 각각의 축에 대한 P/I/D 보정, RC의 조종간 위치(expo 커브를 적용한 뒤), 자이로 데이터, 가속도계 데이터(low-pass filtering을 설정한 후), 기압계, 초음파 값, 3축 전자나침반 값, 원시 VBAT 및 현재 측정값, 신호수신강도(RSSI), 각각의 ESC에 보내진 명령 등을 기록합니다. 이들 자료는 근사치 혹은 정밀도 희생없이 완전히 기록되므로, 아주 미묘한 문제도 비행 데이터 로그로부터 탐지할 수 있습니다.

GPS 데이터는 새로운 GPS 데이터가 존재하면 기록됩니다. CSV 해독기가 이 데이터를 해독하지만, 비디오 생성기는 아직 GPS 정보는 전혀 표시하지 못합니다. (추후 추가 예정)

지원되는 콥터(Supported configurations)

비행로그에 기록될 수 있는 최대 데이터 속도는 상당히 제한적이어서, load가 증가되면 비행 로그에 프레임이 빠지거나 에러가 발생할 수 있습니다.

블랙박스는 일반적으로 트리콥터와 쿼드콥터에서 사용됩니다. 헥사콥터나 옥타콥터에서도 작동하지만, 기록해야 할 모터가 많아서 비행데이터로 전송할 데이터가 많습니다. 이로 인해 생략되는 프레임이 많습니다. 브라우저 기반의 로그 뷰어가 헥사/옥타 콥터를 지원하지만, 명령어기반 블렉박스 렌더링 도구는 현재 트리콥터와 쿼드콥터만 지원합니다.

클린플라이트의 looptime 설정이 비행로그에 저장되는 갱신 속도를 결정합니다. 클린플라이트의 looptime 기본값은 3500 입니다. looptime 설정을 2400 보다 작게 하면 전송 데이터가 많아 일부 프레임이 빠지게 되는 걸을 경험할 수도 있습니다. 그러한 경우 블랙박스 설정에서 sample rate를 줄이 거나, 로거의 baudrate를 25000으로 올릴 필요가 있습니다. 블랙박스 기능에 대한 설정에 대한 자세한 내용은 마지막 절을 참고하세요.

Setting up logging

먼저 블랙박스 기능을 활성화시켜야 합니다. 클린플라이트 설정프로그램에서 설정(Configuration) 탭으로 들어간 뒤, 페이지 맨 아래 쪽에 있는 "BLACKBOX" 기능을 체크하고, "Save and reboot"를 클릭합니다.

이제 비행로그를 어떤 장치에 저장할 지 결정해야 합니다. 로그 데이터를 시리얼포트를 통해 OpenLog serial data logger 와 같은 외부 저장장치를 사용하여 microSDHC 카드에 기록하거나, 호환가능한 비행콘트롤러가 있다면 로그를 내장 데이터플래시 저장장치에 저장할 수도 있습니다.

OpenLog serial data logger

OpenLog는 시리얼포트를 사용하여 비행콘트롤러에 부착하여, 비행 로그를 MicroSC 카드에 기록할 수 있는 소형 기록장치입니다.

OpenLog는 SkarkFun에서 표준 "OpenLog 3" 펌웨어를 설치하여 판매중입니다. 이 오리지널 OpenLog 펌웨어가 블랙박스와 잘 동작하기는 하지만, 빠지는 프레임의 수를 줄이기 위해서는 좀더 성능이 높은 OpenLog Blackbox 펌웨어로 재설치해야 합니다. OpenLog 펌웨어의 변종인 OpenLog Blackbox 펌웨어는 아울러, OpenLog가 클린플라이트 호환가능한 설정과 115200 baud를 기본값으로 하도록 확실하게 해줍니다.

블랙박스 버전의 OpenLog 펌웨어와 OpenLog에 설치하는 방법은 여기에서 찾을 수 있습니다.

microSDHC

어떤 microSDHC 카드를 쓰느냐는 시스템의 성능에 매우 중요합니다. OpenLog는 카드에 매우 작은 데이터를 지연없이 자주 기록할 수 있어야 하므로, 모든 카드가 가능하지 않습니다. SD-카드 속도가 등급이 높다고 하여 반드시 성능이 높다는 보장은 할 수 없습니다.

성능이 늦은 microSDHC 카드

• Generic 4GB Class 4 microSDHC card - 프레임이 빠지는 비율이 약 1%로, 특히 가장 흥미로운 부분에 집중됩니다.
• Sandisk Ultra 32GB (16GB 버전과는 달리 이 버전은 기록 지연이 매우 나쁩니다.)

성능이 확인된 microSDHC 카드

• Transcend 16GB Class 10 UHS-I microSDHC (전형적인 오류율 < 0.1%)
• Sandisk Extreme 16GB Class 10 UHS-I microSDHC (전형적인 오류율 < 0.1%)
• Sandisk Ultra 16GB (이론적 성능의 절반뿐이 안되지만, it performs only half as well as the Extreme in theory, 그래도 좋은 편입니다.)

반드시 모든 카드는 SD Association의 특별 포맷 도구를 사용하여 포맷해야 합니다. OpenLog가 가장 높은 속도로 기록할 수있도록 보장해주기 때문입니다. FAT로 포맷해도 무방하지만, FAT32로 포맷하는 것을 추천합니다.

OpenLog를 위한 시리얼포트 선택

먼저 블랙박스를 (내장 플래시메모리가 아닌)시리얼포트를 통해 로그하도록 설정해야 합니다. 설정프로그램(Configurator)의 CLI 탭으로 들어가서 [set blackbox_device=SERIAL] 을 입력하고 저장합니다.

클린플라이트에서 어떤 시리얼포트를 OpenLog 에 (즉 블랙박스 포트) 연결할지 설정해야 합니다. 설정프로그램의 포트(Ports) 탭에서 설정할 수 있습니다.

이때 반드시 하드웨어 시리얼포트(예: Naze32의 중앙에 있는 2핀 Tx/Rx 헤더가 있는 UART1)를 사용해야 합니다. SoftSerial 포트로 사용할 수 있지만, 19200 baud로 제한 되어 있기 때문에, 로그 속도(logging rate)를 많이 줄여야 합니다. 따라서 SoftSerial 포트는 추천하지 않습니다.

하드웨어 시리얼 포트를 사용할 때, 블랙박스는 최소 115200 baud 이상으로 설정해야 합니다. looptime이 빠를 때(<2500)에는 최소한 250,000 이상으로 설정해야만 프레임이 빠지는 걸 줄일 수 있습니다.

블랙박스용 시리얼포트는 MSP 프로토콜외에 다른 기능(예: GPS, 텔레메트리)과 공유하면 안됩니다. MSP가 블랙박스와 동일한 포트를 사용하면, 보드의 시동이 꺼졌을 때만 MSP가 활성화되고, 시동이 켜지면 블랙박스가 활성화됩니다. 즉, 시동을 넣은 상태에서는 설정프로그램(Configurator)과 MSP가 필요한 다른 기능 (OSD, 블루투스 무선통신 설정 앱 등)을 사용할 수 없습니다.

시리얼포트의 "TX"핀을 OpenLog의 "RXI" 핀에 연결합니다. 시리얼포트의 RX 핀은 OpenLog에 연결해서는 안됩니다. 시동이 꺼졌을 때 해당 시리얼포트를 공유한 다른 기능과 간섭이 발생하기 때문입니다.

Naze32 시리얼포트 선택

Naze32에서 보드위쪽에 있는 TX/RX 핀은 UART1에 연결되어 있으며, USB 커넥터와 공유되어 있습니다. 따라서, USB를 통하여 설정프로그램을 사용하기 위해서는 MSP를 UART1에 대해 활성화시켜야 합니다. 블랙박스가 Naze32위에 있는 핀에 연결되면, 시동을 건 상태에서는 설정프로그램이 정지됩니다. 하지만, 시동이 걸린 상태에서 동일한 핀을 사용하는 OSD 가 설치되어 있지 않고, FrSky 텔레메트리를 사용하지 않는다면, 이 설정이 가장 좋은 방법입니다.

보드 아래쪽의 RC3 핀은 UART2의 Tx 핀입니다. 블랙박스를 UART2에 설정했다면, 시동이 걸렸을 때도 MSP를 UART1에서 사용할 수 있으며, 따라서 블랙박스와 함께 설정프로그램도 계속하여 사용할 수 있습니다. 참고로 병렬식 PWM(PARALLEL_PWM) 모드에서는 입력채널이 6개인 보드의 경우, RC3/RC4 핀이 UART2의 Tx와 Rx로 사용됩니다. 클린플라이트에서는 포트(Ports)텝에서 UART2가 활성화되었을 때 자동적으로 논리적 채널을 이동시키므로, Naze32의 3번부터 6번 핀에 연결된 수신기 핀을 2만큼 이동시켜야 합니다.

OpenLog는 3.3V에서 12V까지 사용할 수 있습니다. 표준 5V BEC에 Naze32 를 연결한 경우, spare motor header의 +5V와 GND 핀을 OpenLog에 전원으로 사용할 수도 있습니다.

기타 비행콘트롤러 하드웨어

Naze32 이외의 보드에서는 사용할 수 있는 하드웨어 시리얼 장치가 더 많을 수 있습니다. 이 경우, 블랙박스에 어떻게 연결할지는 해당 장치의 문서를 참고하세요. 아래는 중요한 기준입니다.

• SoftSerial 보다는 하드웨어 시리얼포트를 사용하세요.
• MSP를 제외한 다른 기능(GPS, 텔레메트리)와 공유할 수 없습니다.
• MSP가 동일한 UART를 사용하게되면, 시동상태에서 MSP는 작동을 정지합니다.

OpenLog 설정

microSC 카드를 꼽은 상태로 OpenLog에 전원을 넣고 10초 정도 기다렸다가 전원을 내리고 microSD 카드를 컴퓨터에 연결합니다. 카드에 있는 "CONFIG.TXT" 파일을 텍스트 에디터로 엽니다. OpenLog의 현재 설정된 baud rate(대부분 115200 또는 9600)이 보이실 겁니다. 이 baud rate를 설정프로그램(Configurator)의 포트(Ports) 텝에서 입력한 값(대부분 115200 또는 250000)에 맞춰 고쳐줍니다.

이제 파일을 저장하고 다시 OpenLog에 삽입합니다.

If your OpenLog didn't write a CONFIG.TXT file, create a CONFIG.TXT file with these contents and store it in the root of the MicroSD card:

OpenLog가 CONFIG.TXT 파일을 생성하지 못할 경우, 이러한 내용으로 CONFIG.TXT 파일을 만들고 MicroSD 카드의 최상위 폴더에 저장합니다.

115200
baud

original OpenLog 펌웨어를 사용할 경우, 아래의 설정을 사용하세요.

115200,26,0,0,1,0,1
baud,escape,esc#,mode,verb,echo,ignoreRX

오픈로그 보호

OpenLog는 검정색 전기테이프 또는 열수축튜브를 사용하여 탄소섬유와 같은 전도성 프레임과 격리시킬 수 있지만, 이렇게 할 경우, 상태 LED가 보기 힘들게 됩니다. 투명 열수축 튜브를 사용하는 게 좋습니다.

내장 dataflash 메모리

일부 비행콘트롤러는 보드상에 SPI NOR dataflash 칩이 있는데, OpenLog를 사용하는 대신 여기에 비행로그를 저장할 수 있습니다.

Naze32 풀버전 과 CC3D는 "m25p16" 2 MB dataflash 저장칩이 있습니다. 이 칮은 8개의 발이 달린 작은 칩으로, Naze32의 화살표 방향 표시의 바닥면에 있습니다. 이 칩은 Naze32 "아크로(Acro)" 버전에는 없습니다.

SPRacingF3에는 이보다 큰 8 MB 플래시메모리가 달려있어 훨씬 오랫동안 저장할 수 있습니다.

아울러 다음과 같은 칩들도 지원됩니다.

• Micron/ST M25P16 - 16 Mbit / 2 MByte
• Micron N25Q064 - 64 Mbit / 8 MByte
• Winbond W25Q64 - 64 Mbit / 8 MByte
• Micron N25Q0128 - 128 Mbit / 16 MByte
• Winbond W25Q128 - 128 Mbit / 16 MByte
  

dataflash 기록 활성화

설정프로그램의 CLI 탭에서 [set blackbox_device=SPIFLASH] 라고 입력하고 저장하시면 됩니다.

블랙박스 설정

블랙박스는 현재 데이터 로그 속도를 조절할 수 있는 두 가지(blackbox_reate_num 과 blackbox_rate_denom)) 설정이 존재합니다. 이 두 인수로 분수를 취하면 (blackbox_rate_num / blackbox_rate_denom) 비행콘트롤러의 control loop iterations 중 어떤 부분을 로그할 것인지 결정할 수 있습니다. 기본값은 1/1 즉, 모든 iteration을 로그하는 것입니다.

속도가 늦은 MicroSD 카드를 사용할 경우, 데이터 로그 속도를 낮추어 망가진 로그 프레임의 수를 줄일 수 있습니다. 1/2 로 설정하면 대부분의 기체에서 작동합니다.

로그 속도 설정은 클린틀라이트 설정프로그램의 CLI 탭에서 다음과 같은 명령을 입력하면 됩니다.

set blackbox_rate_num = 1
set blackbox_rate_denom = 2

looptime이 2400 이고 rate가 1/1 인 제 쿼드콥터의 데이터 속도는 약 10.25kB/s 입니다. 이 속도라면 제가 사용중인 OpenLog의 16GB MicroSD카드로는 18일치의 비행로그를 저장할 수 있습니다.

SoftSerial을 사용하여 로그하는 경우, 로그속도를 1/32 로 낮추어야 합니다. 이 로그속도에서도 looptime이 1000 보다 빠르다면 성공적인 로그를 장담할 수 없습니다.

OpenLog가 아닌 내장 dataflash 칩에 저장하는 경우, 2MB가 아주 작은 용량이라는 걸 명심하셔야 합니다. 로그속도 1/1 에 looptime 2400의 경우 약 3분 정도면 끝납니다. 비행중 발생하는 기체문제를 조사하는데는 충분하지만, 저장시간을 늘리기 위해서는 로그 속도를 낮추어야 합니다.

저장 시간을 최대로 하려면, 로그 속도를 1/32 (최소값)까지 낮춰야 합니다. 이렇게 하면 10-20Hz 정도 (650byte/sec)로 저장됩니다. 이 정도의 로그 속도라면 2MB dataflash 칩으로도 약 50분간의 비행 데이터를 저장할 수 있습니다. 다만 자세한 사항은 거의 사라지고, 진동이나 PID 설정 문제등 비행 문제를 진단하는 데는 사용할 수 없습니다.

사용(Usage)

블랙박스는 기체에 시동을 걸자마자 데이터를 기록하기 시작하며, 시동을 끄면 정지합니다.

기체에 부저가 부착되어 있다면, 클린플라이트의 시동 삐삐소리를 사용하여 블랙박스 로그와 비행 비디오를 동기화 시키면 됩니다. 클린플라이트의 시동 삑삑 소리는 "길고, 짧고" 패턴입니다. 처음 긴 삑 소리의 시작이 비행데이터로그에서는 파란색으로 보이므로, 이것을 사용하여 저장된 음향 트랙과 동기화 시키세요.

기체를 시동해제시킬 경우 몇초 정도 기다려주어야 블랙박스가 데이터 저장을 마무리할 수 있습니다.

사용법 - OpenLog

매번 전원이 꺼졌다 켜지면, OpenLog는 새로운 로그파일을 생성합니다. 전원은 끄지 않고 여러번 시동을 걸었다가 해제했다를 반복하면, 이들 로그는 하나의 파일로 병합됩니다. 이 경우, 명령줄 도구를 사용하려면 그림을 그리거나 해도록하고자 하는 여러번의 비행중 하나를 선택해야 합니다.

OpenLog 에 전원이 들어와 있는 상태로 SD 카드를 삽입하거나 제거하지 마세요.

사용법 - Dataflash 칩

비행이 끝나면 클린플라이트 설정프로그램(Configurator)를 사용하여 내장 메모리에 있는 내용을 컴퓨터로 다운로드 받습니다. "dataflash" 탭으로 가서 "플래시를 파일로 저장(save flash to file...)" 버튼을 클릭합니다. 로그 저장은 2-3분 정도 소요됩니다.

로그를 다운로드 받은 후, "플래시 삭제(erase flash)"버튼을 클릭하여 칩에 들어 있는 내용을 삭제하셔야 합니다.

내장메모리가 가득찬 상태에서 새로운 비행을 기록하려고 하면, 블랙박스 로그기록은 비활성화되고 아무것도 기록되지 않습니다.

사용법 - 보드에 있는 SD 카드 소켓

비행콘트롤러에 전원을 넣기 전에 반드시 SD 카드를 삽입해야 합니다. 전원이 켜진 상태로 SD 카드를 제거할 수는 있지만, 먼저 시동을 해제하고 5초 정도 기다렸다가 빼야 합니다. (아니면 파일시스템이 망가질 수 있습니다.)

클린플라이트는 기체가 시동이 걸릴 때마다 "LOG" 폴더에 새로운 파일을 생성합니다. 블랙박스 로깅 스위치(Logging switch)를 사용하여 전체 비행동안 기록을 중지시시키면, 시동이 해제된 후 빈 로그 파일은 삭제됩니다.

로그를 읽으려면 반드시 SD 카드를 제거하여 컴퓨터에서 읽어야 합니다. (설정프로그램에서는 이 로그들을 직접 읽어낼 수 없습니다.)

사용법 - 로깅 스위치(Logging Switch)

내장 플래시 칩에 기록을 할 경우, 저장공간을 아끼기 위해 블랙박스 저장 기능을 비활성화 하고싶을 수 있습니다. 이렇게 하려면 설정프로그램(Congifurator)의 모드(Modes) 탭에서 AUX 채널중 하나에 블랙박스 비행모드를 추가합니다. 모드를 추가한 후에는 이 모드를 활성화 시켜야만 블랙박스가 활성화됩니다.

로그파일의 헤더는 항상 시동때 기록됩니다. 로그기록이 정지되었을 때도 마찬가지입니다. 비행중에 언제든지 기록을 정지시키거나 재개시킬 수 있습니다.

기록된 로그 보기(Viewing recorded logs)

비행후에는 확장자가 .TXT 인 비행로그파일이 여러개 생성됩니다.

이러한 .TXT 비행로그 파일은 웹브라우저에 Cleanflight Blackbox Explorere 확장프로그램을 설치하면 대화식으로 확인할 수 있습니다.

https://github.com/cleanflight/blackbox-log-viewer

이 확장프로그램을 이용하면 로그를 그래프로 표시하여 자세히 살펴볼 수 있습니다. 로그를 비디오로 내보내어 다른 사람들과 공유할 수도 있습니다.

블랙박스 해독 도구(blackbox decode tool)을 사용하여 비행로그를 CSV 파일로 변환하여 분석하거나, 블랙박스 렌더링 도구(blackbox render tool)을 사용하여 PNG 프레임으로 렌더링하고 이를 사용하여 비디오로 변환할 수도 있습니다.

이러한 도구와 사용법은 아래 저장소를 확인하세요.

https://github.com/cleanflight/blackbox-tools

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원문 : https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Blackbox.md

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