'Drone'에 해당되는 글 87건

  1. 2016.03.20 Pixhawk 쿼드콥터 조립(9) - 드론 시범촬영
  2. 2016.03.08 미션 계획 세우기 (Waypoint and Events) (2)
  3. 2016.01.15 Pixhawk 쿼드콥터 조립(8) - 비행전 점검 (4)
  4. 2016.01.14 Pixhawk 쿼드콥터 조립(7) - 기본 튜닝 (8)
  5. 2015.12.25 Pixhawk 쿼드콥터 조립(6) - 시동 및 운전 (4)
  6. 2015.12.24 Pixhawk 쿼드콥터 조립(5) - 하드웨어 설정
  7. 2015.12.16 Pixhawk 쿼드콥터 조립(4) - 부품 결합
  8. 2015.12.15 Pixhawk 쿼드콥터 조립(3) - 4 in 1 ESC 설정 (4)
  9. 2015.12.14 Pixhawk 쿼드콥터 조립(2) - 프레임 조립
  10. 2015.12.14 Pixhawk 쿼드콥터 조립(1) - 부품구입
  11. 2015.12.11 3DR Solo 완전 자동비행 (Tower 앱 사용) (4)
  12. 2015.12.06 3DR Solo를 처음 날려봤습니다.
  13. 2015.12.05 3DR Solo 기본 작동방법
  14. 2015.12.03 3DR SOLO 짐벌 설치방법
  15. 2015.11.23 고급 멀티콥터 설계(3)-멀티콥터 프레임
  16. 2015.11.17 고급 멀티콥터 설계(2)-모터, 프로펠러, ESC (4)
  17. 2015.11.16 고급 멀티콥터 설계(1)-인기있는 멀티콥터 프레임 유형
  18. 2015.11.08 ESC(전자변속기)의 종류 - OPTO vs BEC (5)
  19. 2015.11.05 Pixhawk에 펌웨어 설치하기
  20. 2015.09.25 3DR DIY Quad Kit 조립 과정
  21. 2015.08.18 드론 3D 매핑 (10)
  22. 2015.08.10 DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - FPV (5)
  23. 2015.07.21 드론에 대한 여러가지 제약에 관한 생각
  24. 2015.05.20 DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(2) (8)
  25. 2015.04.27 DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(1)
  26. 2015.04.22 멀티콥터 제작방법(Build your own Multicopter) (2)
  27. 2015.04.16 멀티콥터 비디오 드론 제작방법(Building Multicopter Video Drones) (2)
드론/쿼드콥터2016. 3. 20. 03:11

벌써 두달 전쯤, DJI F450 프레임에 Pixhawk 비행콘트롤러를 올린 기체를 조립 완료했습니다. 


하지만, 겨울철이라 춥기도 하고 바람도 심해 계속 미루고 있다가, 올들어 가장 온도가 높았다는 엊그제 드뎌 기체를 들고 나가 날렸습니다. 물론 사진 촬영도 했고요.


비행하는데 그다지 어려운 건 없었습니다. 예전에 기본 튜닝을 해둔 덕분입니다.


이번에는 그냥 정리해둔 매뉴얼에 따라서 Stabilize 모드로 띄웠다가 Loiter 모드로 호버링이 잘 되는지 확인한 후, 미리 설정해둔 비행 계획에 따라 Auto 모드로 날렸습니다.


날리던 중 아무래도 배터리가 부족할 듯 싶어 중간에 RTL(Return to Launch) 명령을 내렸지만, 마지막으로 Land 명령으로 착륙을 시켰으니, 왠만한 건 다해본 셈입니다.


다만, 별로 찍어둔 영상이 없어서... 보여드릴 게 없네요. ㅠㅠ


Pixhawk는 조종기로도 조종할 수 있고, 안드로이드에 Tower라는 앱을 설치하여 조종할 수도 있습니다. 제가 필요한 것이 항공사진 측량이고, 따라서 대부분 자동 운항이 필요한데, 이때는 아무래도 Tower 앱으로 조종하는 게 편할 것 같다는 생각을 했습니다.


이번에 촬영한 항공사진은 여기에 모두 들어 있습니다. 안양천 신정교에 있는 RC 비행장입니다. 총 27장을 촬영했네요. 


현재까지 이 사진들을 별달리 처리한 것은 없습니다. 그냥 가장 쉽게 Microsoft PhotoSynth에만 넣었습니다. 다만, PhotoSynth는 Silverlight 이 필요하기 때문에 구글 Chrome 에서는 보실 수 없습니다.



이번에 PhotoSynth를 만지면서, 그동안 여러가지로 많이 기능이 추가되었다는 걸 알게되었는데, 한가지 아쉬운 점이 있었습니다. 예전에는 아래에 있는 그림처럼 3D cloud 와 함께 사진을 촬영한 지점/방향을 볼 수 있었는데, 지금은 그런 옵션이 사라졌네요. 이걸 볼 수 있으면 촬영상태를 개략적으로 볼 수 있었을텐데... 사실 PhotoSynth에 먼저 올려보려고 했던 이유가 그것 때문이었거든요.




====

앞으로 해야 할 작업은 이 사진들을 사용해서 정사사진을 제작하는 것입니다. 저는 일단 OpenDroneMap을 이용할 계획입니다.


그런데, 이 소프트웨어를 사용하려면 먼저 촬영된 사진마다 GPS좌표를 넣어줘야 하는 것 같습니다. 


작업 과정을 계속 올리겠습니다. 물론 다시 한 번 촬영나가서 여러가지 사진하고 동영상도 촬영해서 보여드리겠고요.


민, 푸른하늘



Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2016. 3. 8. 11:44

이제 거의 비행준비가 완료되었습니다. Pixhawk를 DJI F450 프레임위에 올려서 날려봤고, Canon 카메라를 Pixhawk와 연결해서 송신기로 촬영도 가능합니다.


제가 드론을 날리는 기본적인 목적은 항공사진측량입니다. 자동으로 사진을 촬영한 후, 이를 모아서 정사사진이나 지형도를 만드는 게 목적입니다.


이를 위해서는 드론을 매뉴얼로 조종하는 게 아니라, 먼저 비행계획을 세운후 완전 자동모드로 날려야 합니다. 이 글은 이를 위한 기본적인 내용을 담고 있습니다.


이 글의 원본은 여기 입니다.

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시작지점 설정(Setting the Home Position)


콥터의 경우 Home Position은 시동을 건 지점으로 설정된다. 즉, 콥터에서 RTL을 실행시키면 콥터가 처음 시동을 건 지점으로 돌아오게 된다. 따라서 이를 고려하여 시동을 걸어야 한다.


비행기의 경우 Home Postion은 GPS가 고정된 지점이다. 따라서 비행기에서 RTL을 시행하면 GPS가 최초로 고정된 지점으로 돌아오게 된다. 따라서 RTL을 실행시켰을 때 돌아오도록 할 지점에서 비행기의 전원을 넣어야 한다.


Video : 다중 지점 미션 생성 및 저장



- Mission Planner -> Config/Tunning 에서 단위를 meter 로 설정

- Flight Plan 화면에 들어감

- 원하는 위치를 클릭하면 Waypoint가 생성됨. (비디오에서는 home Position이 나오지만 ...)

- 원하는 대로 추가한 뒤, 우측에서 Save WP File을 누르면 저장할 수 있음


Video : 이미 저장된 다중 지점 미션 파일 불러들이기



- Load WP File을 누르면 저장된 파일을 읽어들일 수 있음

- Connect 한 상태에서 Write WPs 를 누르면 곱터에 탑재됨

- Connect 한 상태에서 Read WPs 를 누르면 곱터에 현재 탑재되어 있는 Waypoint를 다운로드 받음


명령(Instructions)


아래 스크린샷에 있는 콥터 미션은 맨처음 자동 이륙하여 고도 20미터로 상승한다. 그다음 고도를 100으로 높이면서 WP 2로 향한다. 그다음 10초를 대기한다. 다음 WP 3으로 이동하고(고도를 50으로 낮추면서) 그다음 RTL을 수행한다. Default Height가 100이므로 RTL은 고도 100미터로 돌아간다. 이 지점에 돌아온 후 착륙하게 된다. 이 미션에서는 이륙지점이 Home Position 에 설정되었다고 가정한다.



여기에 추가로 Waypoint를 삽입하거나 다른 명령을 넣을 수도 있다. (자세한 내용은 아래에 있는 Mission Commands 항목 참조) 각각의 행에 있는 드롭다운 메뉴를 선택하면 원하는 명령을 선택할 수 있다. 설정한 명령에 따라 열의 제목이 변경된다. 경위도는 지도에서 클릭하면 변경된다. 고도는 상대적이다. 따라서 100을 설정하면 출발 지점을 기준으로 100미터 위로 상승한다.


Default Alt는 새로운 waypoint를 입력할 때 기본값으로 들어가는 값이다. 아울러 Hold Default ALT를 체크했을 경우, RTL(Return to Launch)를 실행했을 때 돌아오는 고도이다. Hold Default ALT를 체크하지 않았다면 RTL 명령이 내려지는 시점의 고도를 유지한다.


Verify Heights란 Google Earth 지형을 이용하여 실재 지형의 높이에 따라 각 지점의 높이를 조정하라는 의미이다. 따라서 Waypoint가 산위에 있을 경우 산의 높이만큼 기체의 높이가 더 높이 설정된다. 이를 이용하면 산과 충돌을 피할 수 있다.


미션 지정을 완료하면, "Write"를 누르면 APM으로 전송되어 EEPROM에 저장된다. "Read"로 불러들여보면 원하는 대로 저장되었는지 확인할 수 있다.


하드디스크에 미션 파일을 여러개 저장해 둘 수도 있다. "Save WP File"을 선택하면 된다. 이 파일은 "Load WP File"로 불러들일 수 있다.



유용한 팁


  • Prefetch : 인터넷이 연결되지 않는 현장을 위해 미리 지도를 캐시로 담을 수 있다. Prefetch 버튼을 누르고 Alt 를 누른 상태로 원하는 사각형 범위를 지정하면 해당 지역의 위성영상이 저장된다.
  • Grid : 원하는 사각형을 그리면 선택된 지역에 대해 자동적으로 waypoint를 생성하는 기능이다. 참고로 이 도구는 'island detection'을 수행하지 않는다. 즉, 큰 사각형 내에 작은 사각형을 그려도 작은 사각형 범위가 제외되지 않는다. (자세한 내용은 여기) 아울러 U 형태로 오목한 지역이 있어도 비행지역 내에 포함된다.
  • 현재 위치를 home position으로 설정하는 것은 아주 쉽다. 위의 "HOME LOCATION"을 클릭만 하면 현재 위치로 설정된다. ???
  • waypoint간의 거리를 측정하려면 한쪽에서 오른쪽 버튼을 클릭하고 "Measure Distance"를 선택한다. 그다음 다른 점에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 "Measure Distance"를 다시 선택하면 다이얼로그에 거리 정보가 나타난다.


자동 그리드(Auto Grid)


Mission Planner로 하여금 자동적으로 임무를 생성하도록 지정할 수도 있다. 기체가 잔디깍이와 같이 촬영 대상지역을 전후좌우로 이동하는 지도제작과 같은 경우 유용하다.


이를 위해서는 먼저 Poligon을 선택하고 원하는 지역에 대해 박스를 그린다. 그다음 Auto WP -> Grid를 선택한다. 그다음 다이얼로그 박스에 고도와 간격을 입력한다. 완료하면 아래와 같은 임무를 생성한다.





Mission 명령


Mission Planner는 현재의 기종에 따라 적절한 Mission Commands를 제공하며, 사용자가 입력해야 할 파라미터에 따라 열의 제목을 바꾼다. 이러한 명령에는 waypoint 간을 이동하거나 인근에서 체류하는 네비게이션 명령, 특정한 행동(예 : 사진촬영)을 수행하는 DO 명령, DO 명령을 수행할 때 지정해야 하는 조건 명령 등이 있다.


ArduPilot 플랫폼에서 지원 하는 모든 mission commands 명령은 MAVLink Mission Commnand Messages (MAV_CMD)에 들어 있다. 여기에는 각각의 명령에 대한 전체 이름, 어떤 파라미터가 지원되는지에 대한 정보, 및 해당되는 Mission Planner 열 이름 등이 포함되어 있다.


참고 : Mission Planner에스는 전체 이름중 일부를 잘라만든 버전을 사용하고 있다. 예를 들어 MAV_CMD_NAV_WAYPOINT, MAV_CMD_CONDITION_DISTANCE, MAV_CMD_DO_SET_SERVO 등은 MIssion Planner에서 WAYPOINT/CONDITION_DISTANCE/DO_SET_SERVO 등으로 사용된다.


COPTER용 Mission Command 리스트도 있다.


미리 지도를 저장하는 방법



  • 사각형을 그리고 마우스 우클릭 Prefetch를 누름.
  • rip... 어쩌고 저쩌고가 나올때 No를 선택한 후 , ALT 사각형 그려줌. 그다음 perfetch.


가끔 엄청 큰 숫자가 나타날 때



Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 가실이

    안녕하세요. RTL이나 Land할때 어떨땐 자동으로 랜딩하여 모터회전이 정지합니다. 그런데 어떤경우인지 모르나 랜딩하여 모터회전이 정지하지 아니하여 기체가 곤두박질 칩니다. 제생각엔 기압센서가 오차가 있어 랜딩하였으나 기체 판단으론 랜딩이 되지 않았다고 판단하는것 같습니다. 제생각이 맞는지 궁금합니다. 많은도움 되었습니다.

    2017.03.27 22:02 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 저도 원인을 모르겠네요. 안전한 착륙을 위해서 수동으로 착륙시키는 분들이 많은 것 같습니다. 완전자동을 원하시면 값싼 소나라도 추가하는 게 좋을 듯 합니다.

      2017.03.28 12:03 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2016. 1. 15. 13:01

이제 조립과 설정을 마쳤으니 본격적으로 날려볼 시간입니다. 그런데 요즘 날씨가 춥고 바람이 제법 불다 보니 비행이 약간 겁이 납니다.


그래서 먼저 실내에서 잘 작동하는지 먼저 테스트해보기로 했습니다. 일단 제일 중요한 사항은 Android에서 돌아가는 지상국(GCS: Ground Control Staion)인 Tower입니다. Tower를 사용하면 기체의 현재 위치를 추적하는 것은 물론, 여러가지 Waypoint를 입력/편집하여 자동임무를 수행할 수 있습니다.


그보다 먼저, 비행전 점검 사항 및 시동을 거는 방법입니다.

비행전 체크 및 순서


송신기 - Throttle을 제일 밑으로, 안테나를 수직으로

송신기 - 배터리 체크

송신기 - 올바른 모델로 선택되어 있는지 확인

송신기 - Stabilize Mode 인지 확인


기체 - 출발지점에 설치, GPS 안테나 세움

기체 - 프롭 연결.

송신기 - 전원 넣음

기체 - 배터리 연결. 잠시후 Pixhawk 기동소리 들림. 청/적 깜박임.

Pixhawk - "도레미" 신호가 들리면 점검완료임.

           안전스위치를 1초 이상 눌러주면 빨간색 깜박임이 고정됨


지상국 - 텔레메트리 연결

텔레메트리 - 안테나를 수직으로 

지상국 - 텔레메트리 신호 확인 (75% 이상)

지상국 - 수평이 잘 표시되는지, Pitch/Roll 값, Altitude 확인. 

GPS Fix까지 대기 - Pixhawk가 초록색으로 깜박임.


시동 걸기


Arming - Throttle Down, Ludder(Yaw) right 5초 정도 유지


비행시 고려사항

  • 비행전 GPS가 고정되는지 반드시 확인할 것. Stabilize 모드만 사용할 경우에라도 GPS 가 고정되면 만약의 사태가 발생해도 RTL 이 작동할 수 있음
  • Auto 모드로 멀리 보내기 전에 RTL이 잘 작동하는 지 미리 확인. GPS 및 전자나침반이 잘 작동하는지를 확인하기위한 목적도 있음
  • Loiter를 비롯해 여러가지 다른 모드로 사용하기 전에 미리 Stabilize 모드가 잘 되는지 확인할 것. Loiter 모드가 잘 되는지 확인하고 RTL을 시험하고, RTL을 시험한 뒤에 Auto 모드를 실행시킬 것. 즉, Stabilize - Loiter - RTL 순서로 잘 작동하는지 확인할 것.
  • Auto로 날리더라도, 반드시 Stabilize로 돌아갈 준비를 하고 있을 것. 소프트웨어나 센서에 문제가 생겼을 때 보호할 수 있는 모드는 Stabilze 모드 뿐이 없음. RTL이 가장 좋기는 하지만, Auto 모드가 고장났을 때 비상모드에서는 사용하면 안됨.
  • 배터리는 항상 확인할 것. 20% 이상 남았을 때 착륙시켜야 함.
====
아래는 제 사무실에서 모두 연결해본 모습입니다. Tower를 사용하면 기체의 현재 상태를 알 수 있어서 편합니다. 배터리 전압은 15.5V, 현재 Stabilize 모드, 텔레메트리 송수신 강도는 100%, Home 위치로부터의 거리는 5.0m, -0.8m 랍니다. GPS는 3D로 고정된 상태고 HDOP는 1.5, 9개의 위성을 받고 있네요. 실내인데 말이죠. 


아무튼... 이제 비행준비는 완료됐습니다. 다음번 나가게 되면 GPS Lock 상태로 (Loiter 모드로) 날리고... 간단하게 Waypoint 몇개만 입력해서 자동모드가 잘 되는지만 확인하면 될 것 같네요. 



민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. ㅇㅇ

    전부터 지도 관련 포스팅 잘 보고 있습니다. 구글 지도 반출 허용될 날이 오길 기다리고 있습니다. ㅠㅠ

    2016.01.31 16:44 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 가실이

    안녕하세요. 안드로이드 폰이나 갤럭시 탭에 TOWER 을 설치하고 텔레메트리와 연결이 되지를 않습니다. 연결 방법에 대해 설명 해주시면 고맙겟습니다.

    2018.02.11 09:14 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

드론/쿼드콥터2016. 1. 14. 00:33

기체를 조립하고 처음 날려보면, 생각대로 움직이지 않을 수 있습니다. 즉, 스틱을 조금만 조종해도 확확 움직일 수도 있고 반대로 너무 기동이 늦을 수도 있습니다.


또 스틱을 만지지 않았는데도 기체가 어느 한쪽으로 계속 이동하는 경우도 있습니다.


이때 해야 할 일이 튜닝입니다. APM:Copter에는 여러가지 튜닝방법이 있습니다. PID 제어를 잘 아는 경우에는 Advanced Tuning Guide를 참고하고, 경험이 많은 사람의 경우엔 Autotune 기능을 이용하라고 되어 있습니다. 저는 처음이니 그냥 Copter wiki의 Basic Tuning 에 있는 기본 튜닝을 사용했습니다. 


Roll and Pitch 튜닝


참고 : 기본 튜닝 방법은 다시 정리했습니다. 기본 튜닝은 문서가 일부 변경되었습니다. 여기를 참고하세요. 


여기에 있는 방법은 텔레메트리 라디오를 장착한 상태에서 현장에서 노트북으로 직접 수행하는 것이 제일 좋습니다. 하지만, 저는 노트북이 없어서... ㅠㅠ 그냥 어제 날려본 느낌대로 설정을 바꾸고자 합니다. 안되면 나중에 새로 조종하면 되니까요. 일단 튜닝이 필요한 경우는 다음과 같습니다.

  • Roll 및 Pitch 스틱에 기체가 어떻게 반응하는가? 너무 빠른가 아니면 아니면 반응이 너무 느린가?
  • 어느 정도의 Throttle에서 기체가 Hovering 하는가? 중립위치 부근인가? 아니면 위인가 아래인가?
  • Throttle을 올릴 때 기체가 올라가는 속도가 빠른가? 느린가? 

기본 튜닝을 하려면 먼저 Mission Planner와 기체를 연결해야 합니다. 송신기-기체를 켜고, Mission Planner에서 Connect를 눌러줍니다. 다음으로 CONFIG/TUNING 탭을 누르고 Basic Tuning을 선택합니다.


그런데... Wiki 에 있는 내용과 Mission Planner 화면이 다르네요... 그래서 Wiki 내용은 무시하고 화면 내용을 보면서 설정해보겠습니다.



첫번째 단계에서 저는 약간 반응을 느리게 하고 싶어서 50을 45 정도로 내렸습니다.
두번째 단계에서도 약간 빠르게 반응하는 듯 하여 좌측으로 약간 옮겨줬습니다. 0.15 -> 0.135

세번째 Throttle Hover에서는 스틱이 중앙 아래쪽에서 Hovering 하였으므로, 이것도 좌측으로 (500->450) 약간 옮겼습니다.




이 방식은 그냥 감으로 하는 것이니... 여러 번 날려보면서 조금씩 수정해도 될 것 같습니다.


Throttle 중앙점 잡기(Setting Throttle Mid)

참고 : Throttle 중앙점 잡기는 새로 정리했습니다. 특히 Hover Throttle 자동학습 방법이 추가됨으로써, 이 과정은 별로 필요가 없다고 합니다. 여기를 읽어보세요.


위에 있는 방법으로는 대충 추정 또는 느낌으로 조정하는 것이고, 좀 더 확실하게 조정하는 방법도 있습니다. 그중에서도 /wiki/ac_throttlemid/은 Throttle의 중앙점을 조정하는 방법입니다. 


기체에 비해 추력이 크거나 작으면 Throttle 이 40% 이하 또는 60% 이상에서 기체가 hovering 할 수 있습니다. Stabilize 모드에서만 비행할 경우에는 문제가 없지만, 자동주행모드(Loiter, AltHold 등)으로 바꾸게 되면 기체를 내리거나 올리라는 명령으로 인식되어서 기체가 갑자기 요동을 치게 됩니다. 따라서 Throttle Mid 파라미터(THR_MID)는 stabilize 모드에서 50% 정도가 되도록 설정해두는 것이 좋습니다.


다음은 수행방법입니다.

  • Stabilize 모드에서 최소 30초 이상 기체를 안정적으로 Hovering 시킵니다.
  • 배터리를 빼고, Pixhawk를 Mission Planner에 연결합니다.
  • FLIGHT DAT 화면의 DataFlash logs 탭에서 DataFlash Log 파일을 내려 받습니다. 내려받는 방법은 여기에 있는 방법을 따라도 되고, 그냥 Pixhawk에 들어 있는 Micro SD 카드에서 직접 복사해도 됩니다.
  • 다운로드가 완료되면 "Review a log" 버튼을 누르고 최신 파일을 선택합니다.

  • CTUN 메시지를 찾아 오른쪽으로 가면 ThrOut 이라는 항목이 있습니다. 여기에서 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 "Graph this data Left" 을 누르면 아래와 같은 그래프를 볼 수 있습니다.


  • 그래프 왼쪽 축에 써있는 숫자를 토대로 평균적인 Throttle 값이 얼마인지 알아봅니다. 제 그래프에서는 약 350 정도 나오는 것 같습니다.
    • 참고로 throttle값이 300이하이거나 700 이상이면 아주 심한 overpower 혹은 underpower 상태입니다. 적절한 조치를 해주셔야 합니다. 제 쿼드콥터도 350이니... Power가 약간 과한 상태인 것 같습니다. 아마 카메라를 달면 적절해지지 않을까 싶습니다.
  • 아래 그림과 같이 Mission Planner에서 Configuation -> Standard parameters 로 들어가서 THR_MID 값을 위에서 추정된 값으로 변경해 주고, 위에 있는 Write Params 버튼을 눌러주면 됩니다.



Auto Trim


참고 : Save Trim 및 Auto Trim 문서를 새로 정리했습니다. 이 내용과 동일하므로 따로 보실 필요는 없습니다만, 여기를 참고하세요.

마지막으로 해봐야 할 것은 Auto Trim 입니다. 기체를 잘 조립해도 스틱을 가만 두었을 때 일정한 방향으로 흐를 수 있습니다. 이때 가장 쉽게는 조종기에 있는 Trim 기능을 이용하면 이러한 상태를 바로 잡을 수 있습니다. 하지만, Pixhawk의 경우에는 이런 방법을 추천하지 않습니다. 비행콘트롤러에서 모터의 출력을 제어하여 조종기의 Trim을 사용하지 않도록 설정하는 것을 추천합니다.


wiki/autotrim/ 에는 이렇게 하는 방법으로 Save Trim 과 Auto Trim 두 가지 방법을 제시하고 있습니다. Save Trim은 기체를 날리면서 한자리에 머물도록 Trim을 넣어준 뒤, 이것을 저장하는 방법인데, Auto Trim이 더 간단하기 때문에 이 방법만 정리합니다.

  1. 바람이 없는 넓은 장소를 찾습니다.
  2. Throttle 을 아래로 한 상태에서 Rudder(Yaw)를 우측으로 15초 이상 밀어줍니다. (5초 정도 밀어주면 시동이 걸림. 계속 밀어주면 작은 LED가 빨/노/파로 돌아감. 이제 Auto Trim 준비 완료)
  3. 기체를 띄우고 25초 이상 안정적으로 Hovering 시킵니다.
  4. 기체를 착륙시키고 몇초정도 기다립니다.(trim 값이 EEPROM에 저장됩니다.)
  5. 이제 정상적으로 띄워서 조정이 바로 됐는지 확인합니다. 안됐으면 2-4를 다시 반복해줍니다.
머... 이 정도 하면 왠만큼 날리는 데는 문제가 없습니다.
====
아래는 제가 AutoTrim을 하면서 촬영한 동영상입니다. 원래 바람이 안불고 좀 넓직한 곳에서 날려야 하지만, 겨울이라 바람도 불고 실내체육관 같은 곳은 아는 곳이 없다보니 지하주차장에서 날렸습니다. 그때문에 천장이 낮아서 아주 극도로 조심해야 했습니다. 

그리고 동영상은 그냥 멀찌감치 떨어져서 기체만 촬영했기 때문에 뭘하는지 알기가 어렵습니다. 그래서 군데 군데 알기 쉽도록 자막을 넣어두었습니다. 참고하세요~


민, 푸른하늘


추가 : 기본튜닝중 진동측정에 관한 내용은 여기를 참고하세요.

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 가실이

    여기 자료가 많은 도움이 되었습니다.
    바람이 없는 장소를 택하니 실내가 되는데 실내는 GPS를 잡지 못해 ARM이 되지를 않습니다.
    ARMING_CHECK를 0(disable)하여도 GPS 위성이 6개보다 적다거나, GPS HDOP가 높다거나, GPS speed error이 1.0보다 높다고 ARM이 되지를 않습니다. HDOP를 낮추는 방법은 없나요? GPS speed error을 낮추는 방법은 없나요? 그리고 ARM시 15초 이상 트로틀 최소 러더 최대로 하려니 ARM이 되었다 다시 Dis ARM이 됩니다. 방법을 가르쳐 주시면 고맙겠습니다.

    2017.03.09 11:19 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • GPS가 필요없는 AltHold, Stable 등의 모드로 변경한 뒤 시동을 거시면 됩니다. 실내에서는 GPS가 필요한 모드 상태로 시동이 걸리더라도 위험합니다.

      2017.03.09 19:58 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. 가실이

    AltHold 모드도 GPS speed error 가 1.0보다 크다고 합니다. Stabilize 모드도 마찬가지로 시동이 GPS error이 1.0보다 크다면서 시동이 걸리지 않습니다. 답변주셔서 감사합니다.

    2017.03.09 21:49 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  3. 가실이

    어찌 했는지 모르겠는데 오늘은 Stabilize모드에서 Arm이 됩니다. 감사 합니다.

    2017.03.13 19:44 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  4. 집에가서 설명해주신대로 설정해봐야겠네요^^ 일단 바람이없는 넓은 장소부터 찾아봐야겠네요...ㅠㅠ

    그리고 영상에 프로펠러를 아주 쉽게장착하시던데 제가 헥사콥터라... 저렇게 쉽게장착하는 프로펠러는 뭐라고 찾아야 나오나요?

    그리고 제 송신기가 6ch인데도 오토트림설정이 가능한가요?

    2018.01.26 17:54 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • Self-locking propeller 로 검색해보시면 됩니다. 그런데 프롭사이즈가 커질 수록 이런 종류가 없을 겁니다.

      송신기 채널수와 오토트림은 관련이 없는 걸로 알고 있습니다.

      2018.01.30 16:48 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 12. 25. 17:23

부품을 조립한 후 하드웨어 설정까지 마쳤으면 이제 기체를 날릴 수 있습니다. 


기체를 날리는 절차는 시동 걸기와 끄기 그리고 이륙 - 초심자를 위한 팁에 기술되어 있습니다. 


먼저 기체는 가급적 넓고 사람이 없는 곳에서 날리는 것이 좋습니다. 특히 맨 처음 날릴 때는 자칫 의도되지 않은 문제가 발생할 수 있으므로, 조종자도 가급적 멀리 떨어지는 게 좋습니다.


시동걸기


  1. 조종기의 전원을 넣는다.
  2. 기체의 LiPo 배터리를 연결한다. 자이로가 초기화되면서 적색/청색 불이 깜박입니다. 이때 기체를 움직이면 안됩니다.
  3. Pixhawk가 시동전 점검을 실시합니다. 문제가 발생할 경우 LED가 노란색으로 점멸하게 됩니다. 이때는 GCS를 연결하여 점검해야 합니다.
  4. 비행모드는 Stabilize/Acro/AltHold/Loiter로 설정되어 있어야 합니다. 다른 모드에서는 시동이 걸리지 않습니다.
  5. Pixhawk의 안전 스위치를 1초 정도 눌러주면 빨간색이 고정됩니다.
  6. GPS와 관련있는 조종(Loiter, RTL, Auto 등)을 사용하려면 GPS를 고정(LED가 초록색으로 깜박임??)시키고 나서, 30초 정도 후에 시동을 걸어야 합니다. GPS 위치를 안정화시키기 위한 목적입니다. 
  7. throttle 최하단, rudder 최우측으로 한 후, 5초정도 지나면 시동(Arming)이 걸립니다. (이 시간동안 자이로와 기압계를 재초기화시킵니다.) 참고로 15초 이상 스틱을 이 상태로 고정하고 있으면 Auto Trim 모드로 들어가게 되므로 주의하세요.
  8. 시동이 걸리면 LED가 빨강색으로 깜박이고 프롭이 돌아갑니다. 시동이 걸리지 않을 경우 시동전 점검에서 문제가 발생한 것이므로, 먼저 조치를 취한 후 다시 시도해야 합니다.
  9. 이제 Throttle을 올리면 기체를 이륙시킬 수 있습니다. 
아래는 제가 시동을 거는 과정을 촬영한 것입니다.


그리고 아래는 Tower까지 연결한 모습입니다. 송신기로도 제어가 되고, Tower로도 조종이 되니 편할 것 같습니다.


아래는 Tower만 확대한 것입니다. 케이블이 좀 이상한데... 3DR radio 구입할 때 딸려온 OTG 케이블이 못쓰는 것이라, OTG 케이블 제작하기를 참고해서 만들었습니다.



시동끄기


  1. 비행모드가 Stabilize/Acro/AltHold/Loiter 중 하나로 설정되어 있어야 합니다.
  2. Throttle 최하단, rudder 최좌측으로 2초정도 위치시키면 모터가 꺼집니다.
  3. Pixhawk의 LED가 초록색으로 점멸합니다.
  4. 안전스위치를 눌러주면 LED가 점멸합니다. 
  5. LiPo 배터리를 분리합니다.
  6. 송신기를 끕니다.


Tips for new Pilots


원본 : http://copter.ardupilot.com/wiki/ac_tipsfornewpilots/


처음 시동시 테스트


  1. 우선은 Throttle을 천천히 밀어올려서 살짝만 띄웁니다.
  2. 만약 이 상태에서 기체가 흔들린다던지 이상 징후가 발생되면 즉시 착륙시킵니다. 기체를 손으로 단단히 잡고(프롭에 닿지 않도록 유지하면서) Throttle을 천천히 밀어보면서 기체가 어떻게 반응하는지 살피고, 우측 스틱을 전후좌우로 움직이면 기체가 그 방향으로 기울어지는지 확인해 봅니다. 만약 다른 방향으로 움직인다면 모터를 잘못 결합했거나, 프롭 방향이 바뀌는 등의 문제가 있으니 확인합니다. (모터 및 ESC 테스트 확인)
  3. Pitch와 Roll이 반대로 움직일 때는 RC 송신기에서 해당 채널을 Reverse 시켜줍니다. 
  4. 약간 띄우면 Yaw가 약간 돌아가는데 30도 이상 돌아가면 안됩니다. 좀 더 날리면 스스로 방향을 잡습니다. (기체가 기우뚱 거리면 안됩니다. 만약 그렇다면 프롭이나 모터에 이상이 있다는 것입니다.)
  5. 이륙시키면 (바람이 없다면) 제자리에 그냥 떠 있어야 합니다. 전후좌우로 흐름이 있더라도 Trim으로 조종하지 마십시오. 평평하지 않은 곳에서 이륙시키면 이런 현상이 발생하고, 프레임이 잘못되었을 (모터 하나만 기울어짐) 가능성이 있습니다.
  6. 그래도 문제가 있다면 troubleshooting guide를 읽어보시기 바랍니다. 
  7. 이 정도가 문제가 없다면 이제 Loiter, AltHold 등을 사용할 수 있습니다.

첫 비행을 위한 조언


  • 바람이 없는 환경에서 날릴 것. (바람이 있으면 Auto Trim이 불가능함)
  • 수신기에 있는 Trim은 사용하지 말것
  • 1 미터 정도만 띄우면 Ground Effect는 없다고 봐도 됨.
  • Auto Trim을 시도하기 전에 미리 충분히 연습해서 송신기 스틱만으로 기체를 한 지점에 고정시킬 수 있는 위치를 찾아둘 것.
  • Simple모드로 시작하지 말고 Stabilize 모드로 시작할 것.
  • Home 위치(RTL에서 돌아오는 위치)는 처음 시동을 거는 지점임. 

====

이상입니다. 일단 이정도 상태에서 날려봤는데... 혼자 시험비행 하다보니 사진도 못찍고, 바람도 약간 있어서 Auto Trim은 해보지 못했습니다. 다음에 기회가 되면 새로 올려야 할 듯 싶네요.


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 다음 동영상이 기대됩니다..ㅎㅎ

    2016.01.01 05:18 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 시동시 음악

    pixhawk 안전 스위치를 눌렀을때 음악 소리가 나오나요? 저는 나오질 않습니다.

    2017.02.20 00:19 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

드론/쿼드콥터2015. 12. 24. 13:43

하드웨어 조립이 완료되었으니, 이제 하드웨어 설정 과정에 들어갑니다. 


사실 이 과정이 훨씬 복잡하고, 훨씬 중요합니다. 쿼드콥터를 단순하게 날리는 게 아니라, 세부적인 기능을 검토하고, 성능을 최적화하는 단계이기 때문입니다.


Pixhawk 비행콘트롤러를 설정하기 위한 가장 첫 단계는 Mission Planner의 설치입니다. 여기 들어가면 설치할 수 있습니다. Mission Planner는 OSX도 지원하는 것 같은데, Windows 환경에서 사용하는 게 제일 좋습니다. 여기 들어가면 다른 지상국(GCS : Ground Control Stations)을 볼 수 있습니다.


아래는 Mission Planner를 실행시킨 모습입니다.



제일 먼저 할 일은 Firmware를 설치하는 일입니다. 설치하는 과정은 제가 예전에 작성해둔 Pixhawk에 Firmware 설치하기를 읽어보시면 됩니다. 저는 이미 설치된 상태이기 때문에 상태를 확인하기 위해 "CONNECT"를 누르자 새로운 버전이 나왔으니 업그레이드 시키라는 메시지가 떴습니다. 업그레이드 시키는 것도 설치하는 것과 동일합니다. 


아래는 연결 후 기체를 약간 기울여본 모습입니다. HUD 화면이 기울어진 걸 보면 설치가 잘 된 걸 확인할 수 있습니다.



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펌웨어가 설치되었으니 이제부터 본격적인 설정 작업에 들어갑니다. 하지만, 그전에 3DR Radio 부터 연결하는 게 좋습니다. 설정 작업을 하게 되면 기체를 이리 저리 옮길 필요가 있는데, USB 케이블을 연결한 상태로 하면 아무래도 귀찮기 때문입니다.


3DR Radio Telemetry는 USB에 연결하면 Driver가 자동적으로 설치됩니다. 설치가 완료된 후에는 여기를 참고하여 접속하면 됩니다. 간단히 말해서 장치관리자에 새로 추가된 COM 포트를 선택하고, baud rate를 57600 으로 설정하면 됩니다.



또, 설정에 들어가기 전에 송수신기를 서로 연결하고 모드를 설정해 두어야 합니다. 저의 경우엔 Futaba SG14 송신기가 있어서 수신기만 구매했기 때문에 이 과정이 필요합니다. 제가 사용한 방법은 제가 예전에 써둔 글을 참고하시면 되지만, 이는 송수신기의 종류에 따라 완전히 다릅니다.


이제 준비는 끝났으므로, Mission Planner에서 Initial Setup -> Wizard를 누르고 시키는 대로 따라하면 됩니다. 자세한 내용은 3DR Quad Kit 캘리브레이션을 참고하세요. 기체는 다르지만, Flight Controller가 동일하기 때문에 설정은 동일합니다.


3DR Quad Kit 캘리브레이션 글에서도 언급했지만, 이런 설정과정이 상당히 까다롭습니다. 왜 많은 사람들이 DJI를 사용하는지 알것 같다는 느낌. 한마디로 DJI의 경우 모든 부품을 자체 공급하기 때문에 대부분의 설정값이 정해져 있으므로 따로 설정을 할 필요가 없음에 비해, 오픈소스인 Pixhawk 는 다양한 기기와 결합 할 수 있기 때문에 세부적인 것 까지 콘트롤해야 합니다.


그중에서도 약간 까다로웠던 부분을 꼽자면 아래와 같습니다.

  • 전자나침반 교정부분 : Mission Planner에서 설명된 부분과 Wiki에 작성된 내용이 약간 다르기도 하거니와, 어느 쪽으로 회전시키는 게 맞는지 약간 혼란스러웠습니다.
  • 송수신기 설정/비행모드 설정 : 저는 Futaba를 사용해서 그런지 여러가지 설정이 많이 필요 했습니다. 비행모드 설정에서 6가지 옵션을 가지도록 하는 부분을 여러 번 반복했던 기억이 납니다.
  • ESC 교정 : ESC 교정에 관한 내용은 총 3가지 버전이 있었습니다. Mission Planner에서 수행하는 방법, Wiki에 있는 내용, 그리고 Skywalker 4 in 1 ESC에 나와 있는 내용 등입니다. 그래서 이것도 해보고 저것도 해보고 하면서 시행착오를 많이 겪었습니다. 
이 중에서 제일 저를 괴롭혔던 것이 ESC 교정 이었습니다. 사실 ESC 문제가 아니었을 가능성이 높지만, ESC 교정이 안된 것 같아서 여러가지 방법으로 ESC 교정을 시도해봤기 때문에 고민도 많이 했고, 시간이 많이 걸렸습니다.


문제의 시작은... 시동을 걸고 약간... 아주 약간 기체를 띄우면 기체가 좌전방으로 조금씩 나가는 현상 때문이었습니다. (이를 상쇄하고자 pitch를 약간 땡겼더니 더 멀어지는 현상도 있었지만, 그 채널을 Reverse로 변경하여 해결. 원래 이렇게 설정하라고 되어 있는 걸 이번에야 발견. ㅠㅠ) Stabilize 모드에서 기체를 띄우면 거의 제자리에 있어야 하는데 자꾸만 밀리니까 모터가 고장인가 싶어서 대각선 방향으로 모터 까지 바꿔 끼워봤지만 동일한 결과가 발생했습니다. 결국 모터는 이상이 없다는 것이죠.


그래서 ESC 교정에 더 집중했지만, 여전히 좌측 앞쪽으로 조금씩 나가는 현상 발생. 그래서 마지막이라는 심정으로!!! 신정교 아래 넓은 곳에 나가서 테스트 해봤더니 이런 현상이 있기는 해도 그다지 크지 않다는 걸 확인하고 종료했습니다.


사실 어차피 ESC 교정이라는 것이 "Throttle 채널의 PWM값의 최대/최소 범위를 알려주는 것"이라고 할 수 있습니다. 따라서 구지 Mission Planner나 Pixhawk를 거쳐야 할 필요가 없는 것이죠. 그래서 최종적으로 4 in 1 ESC에 있는 "Throttle range setting" 방법을 사용했습니다. 방법은 아래와 같습니다.


배터리 -> ESC -> throttle hub -> receiver 순서로 연결을 했고, Pixhawk 전원은 아얘 차단시켜 뒀습니다. 삑삑 소리가 많이 나서 구분하기 힘들었거든요. 그리고 ESC에서 음악소리가 나는 옵션도 꺼버렸구요. receiver의 전원은 당연히 throttle hub를 통해 공급하는 겁니다. 


연결후 송신기의 전원을 넣고 throttle 을 최대로. 그다음 ESC에 배터리 연결. 2초후 삐삐 (최대치를 감지했다는 뜻). 송신기 throttle을 최하단으로. 삐소리 4번(4S을 사용중). 삐~~ 길게(최소치를 감지 완료) 


이 상태에서 throttle을 올려보면 모터가 바로 움직입니다. 모터 동작 확인 후 전원을 분리해주면 ESC 교정이 끝난 것입니다. 자세한 내용은 원본 PDF 파일을 참고하세요.


아무튼... 이렇게 해서 한 2-3일동안 고민했던 문제는 해결했습니다. 역시나 험난하네요.


민, 푸른하늘








Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 16. 15:41

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


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


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



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



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



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



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



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

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


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



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


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



Pixhawk는 진동에 민감합니다. Pixhawk에 따라오는 사각형 폼블락으로 아래처럼 붙이고



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



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



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



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



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마지막으로 결선.


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

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


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



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


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



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


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


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 15. 10:51

현재 새로 멀티콥터를 제작하기로 하고 부품을 주문했습니다. 드디어 엊그제 모든 부품이 도착해서 프레임을 조립 완료했습니다.


이번 조립에서 가장 중요한 부품은 아무래도 Pixhawk 비행콘트롤러입니다. 사실 예전에 DJI Flamewheel F450 세트를 조립했으면서도 새로 조립하려는 이유는 Pixhawk를 좀더 자세히 배우기 위해서 입니다.


그 다음으로 중요한 부품이 4 in 1 ESC 입니다. 원래 모터에 ESC가 하나씩 있는 게 보통이니 쿼드콥터의 경우 4개의 ESC가 있어야 하는데, 4 in 1 ESC 하나만 있으면 모든 모터를 제어할 수 있습니다. 따라서 배선이 간단해 질 뿐만 아니라 사고 위험도 줄어들고(4개의 ESC중 하나만 고장 나도 추락하니까요) 고전압 직류전선에 의한 자기장도 줄어드는 등 여러가지 장점이 있다고 합니다. 물론 가격도 저렴하고요.


제가 구입한 4 in 1 ESC는 Hobbywing에서 제작한 Skywalker Quattro 입니다. 아래는 이 사이트에 있는 매뉴얼과, Quadcoptersarefun.com의 문서를 주로하여 learnrobotix.com의 문서를 참고로 정리한 것입니다. 



4 in 1 ESC의 설정은 두 단계로 나눠집니다.

첫번째는 ESC의 설정 그 자체이고, 이 문서에서 주로 다룰 내용입니다.

두번째는 Pixhawk를 통한 ESC 캘리브레이션입니다. 원래는 Pixhawk를 통해 한꺼번에 캘리브레이션하는 방법을 사용하고자 했으나, 여러번 시행착오 끝에 배터리-ESC-Throttle Hub-수신기 순서로 연결해서 캘리브레이션했습니다. 이 내용은 여기에는 없습니다.


일단... 이번에 구입한 ESC 관련 부품들 사진입니다. 맨 오른쪽은 그냥 LiPo 배터리... 그 옆이 Skywalker Quattro 4 in 1 ESC 이고요, 세번째는 Throttle Hub(4개를 각각하지 않고 한번에 해결해주는 장비), 마지막 제일 왼쪽이 LED Programming Card 입니다. 그런데 Throttle Hub는 별도 구매가 필요 없었네요. ESC에 포함되어 있습니다. 머... 가격은 얼마 하지 않으니...



먼저 해야 할 일은 ESC의 전원선 납땜. 납땜을 잘 못해서 되도록 피하고 싶었지만... 전선에 XT60 커넥터를 연결하고 수축튜브로 마무리 했습니다. 전원선 옆으로 보이는 두 개의 선이 Pixhawk와 연결될 선들이고, 나머지 까만 선들은 모터와 연결되는 선입니다.



이제 설정에 사용되는 부품들을 연결합니다. 먼저 Throttle Hub와 4 in 1 ESC의 선 연결. 세줄짜리(5V BEC 포함) 된 선을 맨 위에 꽂고, 나머지 선들은 적당히 끼워줍니다. 이때, 세 줄짜리는 흰색 전선이 S에 가도록, 한줄짜리도 선들이 S에 가도록 끼워줍니다.



이제 Programming Card의 연결. Throttle Hub에 달려있는 선을 프로그래밍 카드의 BEC에 연결합니다.



이제 배터리를 꽂아줍니다. 그러면 현재 ESC에 설정되어 있는 상태가 LED에 표시됩니다.



상하버튼을 눌러서 항목간을 이동한 후, 좌우버튼을 눌러서 원하는 대로 설정합니다. 여기저기 볼 때마다 약간 차이는 있으나, 아래와 같이 설정했습니다. 상세한 내용은 아래를 참고하세요.

Brake - Off

Battery Type - LiPo

Cut Off Type - Soft-Cut

Cut Off Voltage - Low

Start Mode - Normal

Timing - Middle

Music/LiPo Cells - A+B -> 꺼짐 ** LiPo 셀 자동감지기능은 동일. 음악소리 여부만 다름. 

Reserved Item - A


이렇게 설정이 끝나면 맨 아래 우측에 있는 OK를 누릅니다. 바로 위에 있는 Connecting이 파란색으로 깜박이다가 정지합니다. 이때는 아직 기다립니다. 한 10초정도 지나면 파란색이 꺼집니다. 이제 완료됐습니다.



배터리를 뺀 후 다시 끼워서 원하는 대로 설정이 되었는지 확인하면 됩니다. 이상입니다. 아래는 위에서 언급한 세가지 링크에서 정리한 내용들입니다.


민, 푸른하늘

=====

매뉴얼 정리


기능

  • 보드 하나에 4개의 변속기. 배터리와 1번만 연결하면 됨.
  • 스위칭 방식의 BEC (S3로 제공됨)
  • 저전압 단전 보호(Low voltage cut-off Protection), 과열보호(Over-heat Protection), 쓰로틀 신호 단절 보호(Throttle signal loss Protection) 등 다중 보호 기능
  • 각 ESC의 throttle range는 각각의 멀티로터 콘트롤러/수신기에 맞춰 교정 가능
  • 최대 속도 : 210000 RPM (2 축 모터), 70000 RPM (6 축 모터), 35000 RPM (12 축 모터)

사양




프로그램 가능한 항목 (볼드체가 디폴트임)

  1. Brake : Disabled / Enabled
  2. Battery Type : LiPo / NiMN
  3. Low Battery Protection Mode(Cut-off) : Soft Cut-off(천천히 출력이 줄어듦) / Cut-Off(즉시 중단)
  4. Low Battery Protection Threshold(Cut-off) : Low / Medium / High
    • 리튬배터리의 경우 셀 숫자는 자동 계산됨. Low/Medium/High는 2.85V/3.15V/3.3V로 설정되어 있음. 예를 들어 3S 배터리를 Medium으로 설정하면 3.15*3=9.45V 로 설정됨
    • NiMN 배터리의 경우 Low/Medium/High는 처음 전압의 0%/50%/65%로 설정됨. 0%란 Low Battery Cut-Off 기능을 사용하지 않는다는 뜻. 예를 들어 6셀 NiMN 배터리의 경우 완충 전압은 1.44*6=8.64V 이므로 "Medium"으로 설정하면 *8.64V * 50% = 4.32V 에 Cut-off가 일어남
    • 주의!! 비싼 멀티로터를 보호하기 위하여 디폴트 설정(Battry Type = NiMN, Cut-Off Threshold = Low)은 LiPo 배터리가 과방전되어도 아무런 보호조치가 일어나지 않음. 배터리 보호기능을 사용하려면 디폴트 설정을 바꾸기 바람
  5. Startup Mode : Normal / Soft / Super-Soft (300ms /1.5sec / 3sec)
    • Soft/Super-Soft 모드에서는 최초 가속 속도가 느리다. 처음 throttle을 위로 올릴 때부터 최대로 올리기까지 각각 1.5초/3.0초가 걸린다. 최초의 시동후, 쓰로틀이 완전히 닫혔다가(bottom 위치) 3초내에 다시 올라갈 경우에는 쓰로틀의 반응이 느림에 따른 추락을 방지하기 위해 임시로 Normal 모드로 변경된다. 이 특별한 설계는 쓰로틀 반응이 빨라야 하는 aerobatic 비행에 적합하다.
  6. Timing : Low / Medium /High (3.75° / 15° / 26.25°)
    • 대부분의 모터의 경우 디폴트 설정으로 적합하다. 빠른 속도를 원한다면 높일 수 있다. 전극이 많으면 High로 설정.
  7. Music/Lipo Cells
    • 원래 매뉴얼에는 없음.
    • 2S 은 A, 3S은 B, 4S은 A+B 라고 하는 사람도 있음
    • A는 Music on 이고, B는 Cell 수를 자동인식하는 것이라는 사람도 있음
    • 아마도 후자가 맞는 듯. A+B로 세팅 하면 문제없음
    • 아래는 Programming Card에 있는 내용. 이에 따라 완전히 꺼버림.

 


새로운 ESC 처음 사용방법


송신기/비행콘트롤러에 따라 Throttle range가 다르므로, 비행전 변속기에 맞춰 throttle rangle를 교정해야 함

Throttle Signal Hub 를 사용하면 4개의 ESC의 Throttle rangle를 한꺼번에 교정할 수 있음.



Throttle Range 설정


주의 : Quattro에 있는 4개의 ESC의 Throttle Range는 별도로 설정해야 함. 멀티로터에 설치할 경우, 비행 콘트롤러를 통해 각각의 Throttle Range를 설정해야 함.

  • 송신기 스위치를 올리고 Throttle을 최고로 
  • 배터리를 연결하고 2초간 대기
  • 삐 두번. throttle range의 상위지점을 확인했다는 뜻임
  • Throttle을 바닥으로. 배터리 셀 숫자만큼 삑 소리. (4S이면 4번)
  • 삐소리 길게 한번. Throttle Range의 하위지점을 확인했다는 뜻임.

일반 시동 방법


  • Throttle 스위치를 하단. 송신기 켠다.
  • 배터리를 ESC에 연결. '123' 같은 삐삐삐소리가 들리면 전원공급 OK라는 뜻
  • 배터리 셀 숫자만큼 삑 소리
  • 자가진단이 끝나면 길게 삐... 소리
  • 이제 비행할 수 있음

보호 기능


  1. 시동 실패 보호 : 모터가 throttle 신호에 대해 2초 이내에 시작하지 못하면 ESC에서 전원을 끊음. 이 경우 다시 모터를 시동시키려면 먼저 throttle을 아래로 내려야 함. (ESC와 모터 사이의 연결이 불안정하거나, 프로펠러/모터가 막혀있는 경우 등에서 발생)
  2. 과열 보호 : ESC가 110도 이상 올라가면 출력을 낮춤
  3. Throttle Signal Loss 보호 : Throttle signal이 1초 이상 끊어지면 출력을 줄임. 2초 더 신호가 없으면 출력을 정지시킴

문제 및 조치


  • 전원을 넣었는데 모터가 동작을 하지 않고 소리도 없다.
    • 원인 : 배터리 와 ESC간의 연결 불량
  • 전원을 넣었는데 모터는 작동하지 않고 삐삐... 삐삐... 삐삐... (삐삐 간격이 약 1초) 소리가 반복됨
    • 원인 : 입력 전압이 너무 높거나 낮음
  • 전원을 넣었는데 모터는 작동하지 않고 삐~~ 삐~~~ 삐~~ (삐~~ 간격이 약 2초) 경보음이 남
    • 원인 : Throttle 신호가 이상
    • 조치 : 송신기/수신기/FC 체크. Throttle 채널 케이블 체크
  • 전원을 넣었는데 모터는 작동하지 않고 삐~ 삐~ 삐~ (삐~ 간격이 0.5초) 경보음이 남
    • 원인 : Throttle 스틱이 바닥이 있지 않음
  • 전원을 넣었는데 모터는 작동하지 않고 삐 삐 소리 후에 56712 톤이 들림.
    • 원인 : Throttle 채널 방향이 바뀌어 있음. ESC가 프로그램 모드로 들어감.
    • 조치 : Throttle 채널 방향을 바로 해줌
  • 모터가 반대방향으로 돎
    • 원인 : ESC와 모터의 연결 변경요. 
    • 조치 : ESC와 모터와의 연결선 3개중 임의의 2개를 교환

송신기를 사용해서 ESC를 프로그램하는 방법


  • 여기는 LED 프로그램 카드를 사용하면 되기 때문에 생략
  • 모든 ESC에 대해 각각 프로그램해야 하며, 모든 ESC 가 동일한 값을 가지고 있어야 함에 주의

Throttle Hub 악세서리 (표준 악세서리임)


Throttle Hub 의 응용


  1. Throttle Hub를 이용하여 Quattro의 각 ESC에 대해 throttle range를 교정할 수 있음
    • ESC throttle wire(S1~S4)를 Throttle Hub의 Port#1 ~ Port#4에 연결한다. 아래 그림에서 S가 throttle 신호가 전송되는 길이다.

    • 오른쪽에 있는 플러그를 수신기 혹은 FC의 Throttle channel에 연결한다.
    • 배터리를 Quattro ESC에 연결
    • 이제 4개의 ESC의 throttle range를 한꺼번에 교정할 수 있음.
  1. Throttle Hub를 여러개의 ESC에 대해 throttle signal 분배기로 사용할 수 있음
    • 일반적으로 throttle signal 분배시에는 단 하나의 ESC에만 내장 BEC가 활성화되어야 한다. 다른 BEC는 제거해야 함(Rx 케이블에서 빨간 선을 잘라냄)
    • 위와 마찬가지로 4개의 ESC의 throttle wire(S1~S4)를 Throttle Hub의 Port #1~#4에 연결한다.
    • 오른쪽에 있는 플러그를 수신기 혹은 FC의 Throttle channel에 연결한다.


======

http://quadcoptersarefun.com/FourInOneESC.html


Quattro 4 in 1 ESC는 2S - 4S 용 20A -25A 와, 2S -6S 용 30A 버전이 있다.

  • 모든 전원선을 집중화하여 전력배분판(Power Distribution Board)이 필요 없다.
  • ESC 전면에 있는 알루미늄 판이 방열판 역할을 하며 대부분의 경우 이것으로 충분하다.
    • 필요하다면 직사각형 finned 알루미늄 방열판을 붙이면 된다.
  • ESC로 연결하는 직류선이 필요 없어서, 직류 자기장을 줄여줌으로써 전자 나침반과의 간섭이 준다.
  • 전자 나침반이 내장된 FC를 사용하는 경우, 반드시 ESC 알루미늄판이 위로 향하도록 설치
Throttle Hub(왼쪽 및 가운데) 와 LED Program Card(오른쪽)을 사용하면 쉽게 설정할 수 있다.



  • ESC-> Hub -> Program Card 연결
    • Hub에 4개의 ESC 시그널 케이블을 연결. Hub의 케이블을 LED Program Card의 BEC 입력에 연결
    • LiPo 배터리를 Quattro ESC 에 연결
    • 반드시 이 순서를 지켜야 함. 
    • 연결하면 현재의 설정에 따라 LED가 켜짐.
    • 7 LiPo Cells 는 연결한 배터리의 셀 숫자에 따라 2S -> A, 3S ->B, 4S -> A+B 로 켜짐
  • "Hub"를 이용해 4 in 1 ESC를 캘리브레이션 : APM/Pixhawk 등에서는 어차피 ESC 캘리브레이션을 하게 되므로 이 과정을 거칠 필요 없음

"Programing Card"와 "Hub"를 이용해 APM 모드로 프로그래밍 하는 방법


  • 연결 (반드시 순서를 지킬것)
    • "Hub"에 ESC 시그널 케이블을 연결함. 
    • "Hub"의 케이블을 프로그래밍카드의 BEC input에 연결
    • Quattro 4 in 1 ESC를 배터리에 연결
    • 이렇게 연결하면 프로그래밍카드 LED에 불이 들어옴(ESC의 현재 설정값 대로)
    • LiPo Cells는 A(2S), B(3S), A+B(4S)가 들어옴
  • Programming Card를 사용한 설정
    • Brake = Off, Battery Type = LiPo, Cut Off Mode = Soft, Cut Off Threshold = Med, Start Mode = Soft, Timing = Medium
    • UpDown, LeftRight 버튼을 이용해 원하는 곳으로 이동. 10초간 대기후 OK 버튼을 누름. 파란색 LED 가 깜박거리기가 멈출때까지 기다린 후, 다른 것을 세팅
    • 7 battery의 경우엔 LED가 켜지지 않을 수도 있고, 매뉴얼로 설정할 필요가 없을 수 도 있음. ???
  • 최종 결과 확인
    • 배터리를 분리한 후 다시 꽂아서 원하는대로 LED가 켜지는지 확인할 것.
    • 아래 왼쪽은 처음 상태, 오른쪽 두개는 설정 후 상태


4 in 1 ESC를 Quadcopter에 연결


  • ESC를 플레이트에 고정. 벨크로... 등등
  • 모터 선 연결. (세개를 편할대로 연결. 모터회전 방향이 다를 경우 임의의 2개를 교환)
  • ESC의 시그널 선(S1 ~ S4)를 Pixhawk의 M1~M4에 연결. 이때 S/+/- 에 유의
  • ESC의 BEC를 사용하지 않을 경우, S3의 빨간색 선을 제거
    • 커넥터에서 핀을 뽑은 후, 테이프로 붙여둘 것.
    • 추가로 external servo를 사용할 경우에는 그대로 둠


Pixhawk 와 ESC calibration


  • Pixhawk를 USB 케이블을 사용하여 Mission Planner에 연결
  • 프로펠러는 반드시 제거
  • Mission Planner에서 Terminal Mode 탭으로. test mode. Test -> Motors.
  • 회전 방향이 맞는지 확인

    • 방향이 틀리면 모터 연결선 3개중 임의의 2개를 교환
  • 이제부터는 ESC 캘리브레이션 가능
======


  • 4in1 ESC 설정과정은 단 두번. 첫번째는 여기에 있는 프로그래밍카드를 이용한 설정. 두번째는 Mission Planner에서 ESC 캘리브레이션. 윗 글에는 이거저거 많이 써 있으나 이거면 충분할 듯
  • Throttle Hub를 연결할 때, S3(전선이 3개인 것)을 맨 위로 꽂으라고 함. 
  • 7번 Music/Lipo Cells의 경우 A는 음악소리 On, B는 LiPo Cell의 수 자동인식.
    • 그런데 이마저도 이상함. 그래도 A+B로 설정하면 크게 문제가 없을 것 같음
  • 설정방법 : 매번 OK를 누를 필요 없이 마지막에 한번만 누르면 됨.
    • UpDown 버튼을 이용해 위/아래로 이동. 현재 위치가 깜박거림
    • LeftRight 버튼을 이용해 원하는 곳으로 이동. 현재 위치가 LED 켜짐
    • 이런 식으로 모든 설정을 완료.
    • 마지막으로 OK를 누름. 파란색 LED(Connecting) 가 깜박거림. 깜박거림이 멈추면 설정완료



Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 글 잘보고 있습니다

    많은 도움을 받고 있구요
    한가지 궁금한게 있습니다
    리시버, ESC 를 직결하면 모터가 돌아가는데
    리시버,FC를 연결후 ESC를 연결후 모터를 연결하면
    모터가 돌아 가지 않는데
    도저히 원인을 못 찾겠습니다
    혹시 어느 부분을 보아야 할까요

    감사합니다

    2016.01.24 21:09 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 너무 막연하네요. FC가 고장날 수도 있고, 연결이 잘못되었을 수도 있고(이건 아마 아닐 듯).

      일단 설정 소프트웨어에서 하나씩 점검해 봐야 할 것 같습니다.

      2016.01.26 12:50 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. 준도리

    저도 위에 분 현상이랑 같네요
    지금 FC로 naza m v2 를 사용하고 있습니다
    변속기는 BEC형 변속기고요, 근데 구글링하다가 FC와 변속기를 연결할 때
    세개의 선중에 빨간색(+)을 제거하고 연결하라던데,,
    제거하지않고 그냥 꼽았을때 돌지 않거든요..
    혹시 +선을 제거해야하는 건가요?

    2016.06.05 05:34 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • BEC의 빨간선을 제거하라는 건 BEC를 별도로 사용하지 않으면 꽂지 말라는 겁니다. 모터 작동 여부와는 전혀 관련 없습니다.

      2016.06.06 09:27 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 12. 14. 17:41

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


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


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


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



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


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



이렇게 조이면 끝입니다.



===

이번엔 다리를 조립합니다. 아래는 부품입니다. 



먼저 아래처럼 다리 한쪽을 먼저 꽂아주고



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



나사를 조여주면 아래처럼 고정이 됩니다.



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



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



이렇게 해서... 1단계로 껍데기 조립은 완료되었습니다.


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 14. 17:37

제가 지난 여름 DJI F450 Flamewheel 을 기반으로 해서 쿼드콥터를 조립했습니다. 촬영은 잘 못나가서 계속 자리만 차지하고 있지만요.


그후 인하대 수업차 3DR DIY Quad Kit을 구매해서 같이 조립을 했었습니다. 사실은 저도 배워가면서... :)


그 다음부터 APM:Copter Wiki를 계속 공부하고 있습니다. 이 Wiki 사이트에는 드론 일반론부터 조립, 하드웨어 설정 등 아주 많은 내용을 담고 있습니다. 계속 공부하려다 보니 아무래도 Pixhawk 가 필요하겠더군요. 그래서 일단 Pixhawk부터 주문을 했습니다.


아래는 제 구입목록

  • 3DR Pixhawk 세트 - 버저와 스위치, 그리고 Power Module 이 포함되어 있습니다.
  • 3DR UBlox GPS with Compass Kit - 외장 GPS와 전자나침반입니다. Pixhawk 용으로 Customize 되어 있습니다. 다른 곳에서 구입하면 설정필요
  • 3DR Radio Set - 텔레메트리용입니다. 지상국(GCS)에서 명령을 보낼 수도 있고, 현재 비행상태를 내려받을 수도 있습니다. 거의 필수라고 보시면 됩니다.
  • Pixhawk External LED and USB - 이건 꼭 필요한 건 아닙니다. 다만 Pixhawk를 내부에 설치할 경우, LED가 잘 보이지 않고 USB 연결도 힘들 수 있어 구입했습니다.
아래가 구입한 부품들을 모아둔 겁니다. 3DR Radio Set은 보이지 않네요. :)


그런데... 장바구니 넣은 상태로 오랫동안 검토를 했건만, 그래도 빠진 게 있더군요. 다름 아닌 GPS를 세워주는 Mast 입니다. ㅠㅠ
사고 싶지 않아서가 아니라, 당연히 GPS kit 에 포함되어 있으리라 생각했던 제 잘못입니다. 그러나... GPS를 구입하는 사람들에게 Mast 는 별도로 판매한다는 글이라도 있어야 하지 않나... 싶네요. 암튼요. 
그래도 큰 문제는 아닙니다. 제가 예전에 별도로 접히는 GPS 마스트를 구입해 뒀으니 그걸 사용하면 되겠죠.
그 다음... 프레임을 어떻게 하는게 좋을지 고민했습니다. 한가지는 프레임을 새로 구입해서 새로 조립하는 방법이고, 다른 하나는 현재 조립해 둔 드론에 부품을 교체하는 방법입니다.

현재 조립해 둔 것은 DJI F450 ARF 키트에 Gimbal + GoPro H4 Black, 그리고 OSD(On screen Display) 포함 FPV 세트까지... 동급으로는 최고급 사양으로 맞춰둔 겁니다. 만약 여기에 Pixhawk를 달려면 GImbal을 포함해 비디오와 관련된 것은 사용할 수 없으니 떼어내야 하고, DJI의 Flight controller 인 NAZA M V2와 GPS도 모두 떼어내야 합니다. 그러니까... 프레임과 모터 그리고 ESC만 남기고 나머지는 모두 고이 모셔둬야 하는 거죠. 

그런데, 이 프레임 세트가 대략 30만원 정도인데 보관해야 하는 것들은 거의 100만원에 가까우니... 이건 좀 아니다 싶은 생각이 자꾸 듭니다.

====
그런데 새로 프레임을 구입하려니... 안그래도 별로 날릴 일도 많지 않은 DJI F450 세트를 그냥 두고 새로 기체를 하나 더 늘리는 셈이라 이것도 도무지 마음에 들지 않습니다. 그래서... 고민하다가... 모르겠다... 프레임을 새로 갖추기로 했습니다. 

물론 다른 프레임을 사용해도 되지만, 이번에도 DJI F450 Flamewheel을 사용하기로 했습니다. 겉 모양은 아주 비슷해 보일 것 같네요. 구성품은 완전히 다르지만요. 다만, 이번에는 카메라쪽과 FPV 쪽은 구매를 하지 않았습니다. 일단 자동 운항까지 잘 다룰 수 있게 되면 그때 생각해 볼 예정입니다.

이번 구입 목록입니다. 링크로 들어가면 제품을 확인할 수 있습니다. 가격차이는 배송비 때문입니다.
  • DJI F450 Flamewheel 프레임 - 아마존 $50
  • Flamewheel용 DJI 모터(2312) + 프롭(9443) - AliExpress $80

이렇게 따로따로 구입할 바에는 아래 그림과 같이 아얘 F450 ARF 키트로 구입하면 더 좋겠습니다. 그런데 저는 이번에 E310 ESC를 사용하지 않고, Hobbywing에서 제작한 4 in 1 ESC으로 조립할 예정이라서 별도 구매했습니다.



원래 BLDC 모터에는 ESC(전자변속기)가 하나씩 달려 있어야 합니다. 4 in 1 ESC 는 말 그대로 이 4개의 변속기가 필요없이 하나로 4개의 모터를 모두 제어하는 ESC 입니다.4개의 ESC를 각각 달 필요 없이 중앙에 하나의 ESC만 있으면 됩니다. 그리고 납땜을 할 필요가 없는 장점도 있습니다. 



다만, 4 in 1 ESC를 사용하려면 설정이 좀 까다롭더군요. 설정 방법은 여기를 보시면 되는데, 이를 위해 두가지 부품을 더 주문해야 했습니다. 그래도... E310 ESC를 제일 싸게 사도 개당 $25 정도 되니까... 반 값 정도 되는 것 같네요. 

기타 Futaba 14SG 용 수신기를 별도 구매했습니다. 본체는 있으므로 수신기만 구입하면 됩니다. 


마지막으로 배터리 상태표시 및 경고등. 꼭 필요한 건 아니지만, 그래도 있는 게 좋다고 들어서 구매했습니다.




이 이외에도... 예전에 AliExpress에서 주문했던 다리를 이번에 사용하기로 생각했습니다만.... 가격은 비싸지 않은데... 무게가 300그램 정도라 달아야 할지 고민해야 할 것 같습니다.



대충 이렇습니다. 이 정도 하면... $346 이네요. ㅠㅠ 하지만 이게 처음 쿼드콥터였다면, 송신기를 별도 구매해야할테고, LiPo 배터리와 충전기도 구매했어야 할테니... 적어도 한 40-50 정도는 추가되어야 했을 겁니다. 그나마 다행이라고 해야겠죠. :)

자... 이제 모두 주문을 넣어뒀으니... 한 한달 정도 기다려야 합니다. 비싼 건 EMS로 주문했지만, 싼 것들은 그냥 무료배송 요청 해뒀거든요. 기대가 됩니다. ㅎㅎㅎ

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 11. 11:14

며칠 전에 3DR Solo 기본 작동방법시험비행에 관한 글을 올렸습니다. 이것만 응용해도 드론을 활용한 사진/비디오 촬영은 왠만큼 전문가 수준으로 촬영할 수 있습니다.


이번엔 안드로이드용 APM:Copter 지상국(Ground Control System)인 Tower를 이용하여 3DR Solo를 제어하는 방법을 정리해보겠습니다. 


3DR 쏠로의 비행콘트롤러는 Pixhawk2 입니다. Pixhawk보다 여러가지 기능이 확장되었다는데, 아직 정확한 사양은 나와 있지 않습니다. pixhawk 와는 달리 오픈하드웨어도 아니고요. 그렇다고 하다라도 Pixhawk2는 Pixhawk와 유사하므로, Pixhawk용 지상국으로도 Tower를 제어할 수 있습니다.


Tower를 이용하면 완전 자동 운항이 가능합니다. (원래 APM 계통에 포함된 모든 지상국 소프트웨어가 자동운항 기능이 있습니다.) 사실 Tower는 여러가지 지상국(GCS:Ground Control System)의 일종이기 때문에 시동걸기 이륙 포함 모든 걸 조종할 수 있습니다. Solo 앱이 없어도 조종가능합니다.


Solo 앱에서 제공하는 셀카(Selfi)기능, 케이블캠(Cable Cam)기능, 회전(Orbit)기능 등도 자동운항이긴하지만, 극히 한정적인 기능만 제공합니다. 그에 비해 Tower는 자동이착륙, 이동지점(Waypoint) 지정, 카메라 촬영 등 거의 모든 부분을 제어할 수 있습니다. 원한다면 클릭 한번으로 자동으로 이륙하여 원하는 곳으로 이동하여 사진을 촬영한 뒤, 제자리로 돌아와 착륙하는 것까지 가능합니다.


Tower를 이용한 자동운항은 대략 다음과 같은 과정을 통해 이루어집니다. 이글은 먼저 2/3/4에 대해서 설명을 하고, 1에 대해서는 뒷부분에 자세히 설명하겠습니다.

  1. Tower에서 비행계획을 세운다.
  2. Tower를 Solo에 연결한다.
  3. Tower에 비행계획(Mission)을 업로드한다.
  4. Tower에서 자동운항을 시행한다.

경고 : Tower를 사용하여 3DR Solo를 제어할 때, 오류가 발생한다는 분들이 있습니다. 특히 솔로앱과 Tower 앱을 동시에 사용할 경우 그런 현상이 발생한다고 하니, (아무렇지도 않다는 분들도 있습니다만) 항상 조심하시기 바랍니다. 


참고로 이 글은 이 비디오와 여러가지 글을 참고하여 작성했습니다.


Tower를 3DR Solo 에 연결하기


우선 Tower는 여기 들어가면 다운로드 받을 수 있습니다. 


Tower를 사용하여 쏠로를 제어하려면 먼저 Tower를 Solo와 연결해야 합니다. Solo App을 연결하는 것과 마찬가지로요. 연결하는 방법은 간단합니다. 


  1. Solo 본체 및 콘트롤러를 켠 상태에서 스마트폰을 먼저 Solo의 WiFi, 즉, Sololink 에 연결시킵니다.
  2. Tower를 실행시킨 후, Setting에 들어가 Connection Type을 *UDP* 로 지정합니다.
  3. Tower 화면 오른쪽 위에서 Connect를 누릅니다.



Tower에서 Solo로 비행계획(Waypoint Mission)을 올리기


Flight Data 화면에서 맨 오른쪽에 있는 점3개를 누르고 MIssion Upload를 누르면 현재 화면에 있는 비행계획이 Solo로 업로드 됩니다. 이때 기존에 저장되어 있던 비행계획은 사라집니다. (Solo에는 단 하나의 Mission만 올릴 수 있습니다.)


비행계획을 세울 때 Takeoff 및 RTL을 지정하지 않았을 경우에는 아래와 같이 이들을 추가할 지를 묻는 화면이 나옵니다. 자신의 판단하에 수락 여부를 결정하시면 됩니다.




자동비행 시행하기


Mission을 업로드 시켰다고 해서 바로 솔로가 자동으로 시작되지는 않습니다. Flight Data 화면에서 위쪽을 보면 Loiter(GPS를 이용하여 Hovering 하는 모드. Solo에서 Fly 모드와 동일) 라고 되어 있는 부분이 있는데, 이를 클릭하면 아래와 같은 화면이 나옵니다. 여기에서 Auto를 선택하면 그 즉시 첫번째 Waypoint를 향해 날라가게 됩니다. 만약 첫번째 명령이 Takeoff 였다면 모터에 시동이 걸리고 이륙을 하게 되겠고요.



자동미션시 주의사항


이륙을 포함해서 완전 자동비행을 시행할 때에는 정말 조심할 게 있습니다. 이륙 지점과 첫번째 Waypoint 사이에 아무런 장애물이 없어야 한다는 것입니다. 이륙하면서 바로 첫번째 Waypoint로 날라가게 되니까요. 만약 장애물이 있을 것 같으면, Takeoff 점의 높이를 조절해주면 됩니다.


아울러, 미션을 업로드하면 이 미션은 계속 남아 있기 때문에 어떤 미션이 올려져 있는지 확실히 알고 있는 경우가 아니면 Auto를 누르지 않는 게 좋습니다. 아얘 아주 멀리있는 곳까지 날아가버리는 경우가 발생할 수도 있으니까요. 특히, 화면에서 비행계획을 세운뒤 바로 Auto를 누르게 되면 현재 화면에 있는 Mission 이 아닌 예전에 올려둔 미션이 시행될테니 반드시 체크 또 체크해야 합니다.


콘트롤 가능 거리 너머서 혹은 건물과 같은 장애물 뒷편까지 자동미션을 수행해야 할 때가 있습니다. 만약 아무런 설정도 하지 않을 경우, 콘트롤이 끊기게 되면 FailSafe에 의해 자동으로 Return to Launch 가 실행되어 이륙지점으로 돌아오게 됩니다. 


이때는 Flight Data 화면에서 Parameters로 들어간 후, 구름모양 아이콘을 눌러서 설정변수를 다운로드 한 후, FS_THR_ENABLE 파라미터를 2로 설정하고, 다시 구름모양 아이콘을 눌러 업로드 시키면 됩니다.<- 권하지 않습니다.



===================

Tower에서 Waypoint 입력하기


먼저 Tower의 메뉴(왼쪽위 줄3개)를 눌러, Editor 를 선택합니다. 



왼쪽 위에서 두번째 아이콘(파란색)을 클릭하면 오른쪽이 "WAYPOINT"로 표시됩니다. 이 상태에서 화면을 클릭하면 순서대로 Waypoint가 추가됩니다. 


참고로 세번째 아이콘을 누르고 손가락으로 화면을 따라 움직이면 움직인 궤적에 따라 Waypoint가 자동 생성됩니다.



현재 1번부터 4번 지점까지 모두 높이가 20미터로 되어 있습니다. 이중 3번만 40미터로 바꾼다고 한다면, 아래쪽에서 3번점을 클릭한 후(파랗게 변합니다.), 오른쪽에서 휠을 돌려 40으로 맞춰주면 됩니다.



속성을 모두 한꺼번에 변경시키려면 먼저 모두 선택해야 합니다. 4번째 아이콘을 선택하면 오른쪽이 "SELECT ALL"로 바뀌는데, 여길 클릭하면 모두가 한꺼번에 선택됩니다. (모두 녹색에서 파란색으로)



그 다음 왼쪽 아래에 있는 동그란 아이콘을 누르면 속성창이 나타나고, 여기에서 높이를 바꿔주면 됩니다. 참고로 어떤 점의 높이를 설정하면 그 다음부터 입력되는 Waypoint는 모두 그 높이로 자동 설정됩니다. 따라서 맨 처음 점을 입력하면 바로 원하는 높이부터 설정해두는 게 좋겠죠.




Tower에서 Waypoint 삭제하기


WayPoint를 삭제하려면 왼쪽에서 5번째 아이콘(쓰레기통)을 먼저 눌러줍니다. 이 상태에서 아래에 있는 Waypoint 중 원하는 것을 클릭하면 삭제됩니다. 번호는 자동으로 변경됩니다. 아래는 위의 4개의 점 중에서 3번째 점을 지운 것입니다. 



먼저 선택을 한 상태에서 쓰레기통 아이콘을 누르면 선택된 것만 지울 수도 있습니다. 아래는 먼저 취소아이콘(6번째)를 눌러서 복구 시킨 후, 전체를 선택하고, 다시 2번을 클릭하여 1,2,4번을 선택한 상태로 만든 것입니다. 그 다음 휴지통 아이콘을 누르고 오른쪽에 "선택된 것 삭제(CLEAR SELECTED)"를 누르면 현재 선택된 3개의 Waypoint만 삭제할 수 있습니다. 그 오른쪽에 있는 CLEAR MISSION을 누르면 모든 웨이포인트가 사라집니다.




이 착륙 지정


현재 상태는 4개의 WayPoint 만 지정되어 있는 상태입니다. 이 상태대로 이 비행계획을 Solo에 업로드 시켰다면, 이륙과 착륙은 사용자가 직접 수행해야 합니다. (업로드 시킬 때 이착륙을 추가할 수도 있습니다)


아래 그림에서 빨간 별표에서 Solo의 전원을 켰다고 가정하겠습니다.(이곳에서 전원을 넣었을 뿐 아니라, GPS가 고정되었다는 뜻입니다.) 


자동 미션을 수행하려면 먼저 Solo 콘트롤러의 FLY 버튼을 이용하여 먼저 안전한 높이까지 이륙을 시켜야 합니다. 그 다음 Tower에서 자동 미션을 지시 하면 1번->2번->3번 을 지나서 4번까지 돌아와 현재 설정된 높이에서 그냥 기다리게 됩니다.


그 다음에 Return Home을 누르든 다른 방법이든 착륙을 시키는 것은 사용자가 직접 조작해야 합니다.



자동으로 이착륙 시킬 수도 있습니다. 그러려면 맨 첫점을 선택한 후, WayPoint를 클릭하여 Take off로 바꿔주면 됩니다.



이렇게 시작점을 Takeoff(이륙)으로 바꾸면, 아래 그림과 같이 그 지점이 지도에서 사라집니다. 이륙지점은 Solo에 전원을 넣고 GPS를 고정한 지점입니다. 즉, 어디에서 전원을 넣던 그 지점에서 이륙하게 됩니다. 아래처럼, 이륙 지점에도 높이를 지정할 수 있습니다. 



이번엔 마지막 지점(4번점)을 착륙지점으로 바꿔보겠습니다. 마찬가지로 4번점을 선택한 후, "LAND"로 바꾸면 됩니다. 이때는 아래 그림과 같이 4번지점이 사라지지 않고 삼각형 형태로 표시가 됩니다. 이는 Solo에 전원을 어디에서 넣었든 이 지점으로 착륙시킨다는 뜻입니다.



원래 출발지점으로 돌아와서 착륙시킬 수도 있습니다. 이때는 WayPoint를 "Return to Launch"로 바꿔주면 됩니다. 이렇게 바꾸면 Takeoff 때와 마찬가지로 지도에서는 사라집니다. 당일 출발 지점이 착륙지점이 되는 것입니다.




관심지점(Region of Interest)


관심지점은 카메라가 향하는 방향을 말합니다. Solo가 어느쪽으로 움직이더라도 카메라는 이 지점을 향하게 됩니다.


관심지점은 가능한 한 일찍 잡아주는 게 좋을 겁니다. 그래서 먼저 1번점으로 ROI를 지정합니다. 두번째 아이콘을 누르고, 오른쪽에서 Waypoint 대신 Region of Interest를 선택하고 원하는 곳을 클릭해주면 됩니다. 


Region of Interest에 대해서도 높이를 지정할 수 있습니다. 카메라가 어느 높이를 목표로 촬영할까를 지정하는 것입니다. 예를 들어 100미터짜리 건물일때 50미터 정도로 지정하면 건물 중앙부가 항상 화면 중앙에 위치하게 될 겁니다.



아래는 세번째 아이콘을 이용하여 그 주변을 한바퀴 돌도록 Waypoint를 지정했습니다. 중간에 Region of Intererst를 변경시키지 않으면, 이륙하여 2번지점에서 10번지점에 올때까지 카메라는 계속 ROI를 가르키게 됩니다.




기타 여러가지 Waypoint


회전(CIRCLE)은 지정한 점을 주위로 정해진 횟수만큼 회전하라는 명령입니다. 지정할 수 있는 속성은 높이와 회전반경 그리고 회전 횟수입니다.



속도변경(CHANGE SPEED) 는 말그대로 속도를 변경시켜주는 명령입니다. 이 시점 이후부터는 지정한 속도로 이동하게 됩니다. 



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이상입니다. 정리하고 보니... 역시 일반적인 목적이라면 Solo 앱을 사용하는 게 나을 것 같고, 자동임무가 필요할 경우에만 Tower를 사용하는 게 좋을 것 같네요.

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 스누피

    Tower 어플 사용중 solo어플을 사용하게 되면 GPS 수신이 오락가락하며 잘못된 좌표수신으로 아주 멀리멀리 도망가더군요... 문제는 컨트롤러와의 연결도 불안정하게 되어... 시동 OFF 및 긴급정지등 어떠한 제어도.. 할수 없게 되네요... 저는 저의 solo를 멀리멀리 보내야만 했습니다...

    2017.09.17 16:30 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 조혁래

    컴터를 이용해서 조작이 가능한가여?
    컴터를 이용하면 솔로 수신거리가
    길어지나여?
    그러니까 컨넥터 를 tcp 로 연결해서
    솔로에 와이파이 에그 연결하면
    수신거리 높아질수잇나여?
    수신거리를 조금이라도 멀게 하고 싶습니다
    한마디로 요즘보면 iot 캠 방식으로
    앱에서 거리무제한으로 할수잇는지
    묻고싶습니다

    2018.03.05 08:50 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 컴퓨터를 이용해 조작하는 건 가능합니다. 컴퓨터와 드론에 송수신기를 붙이고, 적절한 통신 프로그램만 사용한다면요.

      수신거리 문제라면, 통신망을 바꿔야죠. wifi면 도달거리 최대 500미터 보면 될테고... 더 멀리보내겠다면 3G나 LTE 통신을 사용해야 할겁니다.

      2018.03.06 15:44 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]

드론/쿼드콥터2015. 12. 6. 18:24

오늘 날씨도 따뜻하고 바람도 없는 김에 처음으로 3DR Solo의 테스트 비행을 나갔습니다. 어디서 날릴까 고민을 하다가, 광명역 근처에 RC 비행장이 있다는 소식을 듣고 찾아 갔습니다.


그냥 저혼자니까 날릴만은 했지만, RC 비행장이라고 하기는 좀 그랬습니다. 원래 RC 비행장으로 사용되었을 것 같은 넓고 평탄한 곳은 주차장으로 사용되고 있고, 제가 드론을 날린 곳은 그 바로 옆에 있는 공터입니다. 아마 현재는 사용되지 않을 듯 싶습니다.


아래가 서울 인근의 비행공역입니다. 서울 시내 전체가 거의 날릴 수 없다고 보시면 되는데, 마침 광명역쪽은 비어있습니다. 따라서 적당한 곳만 있다면 RC 비행장을 찾을 이유도 없습니다.



이전 글에서 소개한 것처럼 3DR Solo를 날리는 방법은 아주 간단합니다.

  • 맨처음 준비 
    • 먼저 GoPro의 전원을 켭니다. 
    • 본체의 전원을 넣습니다. 짐벌이 흔들리다가 평형을 이루면 초기화가 완료된 것입니다.
    • Solo 콘트롤러의 전원을 넣습니다. Power버튼을 한번 누르면 배터리 양이 표시되는데, 여기서 한번 더 길게 눌러주면 콘트롤러가 켜집니다. 잠시 초기화 과정을 거친 후 본체와 연결되면, GPS를 찾는다는 메시지가 뜹니다.
    • Solo 앱을 실행시킵니다. 자동으로 연결이 안되면 좌측 위에 있는 Connect 버튼을 누르고, WiFi 설정창에서 SoloLink*** 와 연결시켜주면 됩니다.
  • 이륙과 착륙
    • 콘트롤러에서 Fly 버튼을 길게 눌러줍니다. 그러면 시동이 걸립니다.
    • 또 한번 콘트롤러에서 Fly 버튼을 길게 눌러줍니다. 그러면 기체가 자동 이륙합니다. 약 1미터 정도 떠오른 뒤 호버링(Hovering) 합니다. 
      • 그 다음 원하는 대로 콘트롤러 좌우 스틱을 이용해 조종하면 됩니다.
    • 비행이 끝난 후 다시 Fly 버튼을 길게 눌러주면, 현재 위치에서 자동 착륙한 뒤 모터까지 꺼집니다. 이때 원하는 위치가 마음에 들지 않으면 콘트롤러로 방향을 조종할 수 있습니다.
    • Return Home 버튼을 눌러주면 현재 위치에서 몇 미터정도 더 위로 올라갔다가 출발지점으로 복귀한 뒤 지상에 착륙합니다. 이 때도 콘트롤러로 위치를 조종할 수 있습니다.
그러니까... 그냥 버튼만 눌러주면 이착륙이 해결되는 겁니다. 간단하죠. ㅎ

스마트 샷(Smart Shots)


이렇게 일반적인 조종보다 3DR Solo에서 더 중요한 것은 아무래도 자동운항일 것입니다. 이 정도 급의 드론은 사진/비디오를 촬영하는 목적이니까요. 전문가라면 기체를 조종하면서 카메라까지 자유자재로 조종하겠지만, 일반인으로는 마음에 드는 샷을 촬영하기 힘듧니다. 

솔로는 스마트 샷, 즉 자동촬영으로 이를 해결하고 있습니다. Solo에는 셀카(Selfi), 케이블캠(Cable Cam), 오빗(Orbit), 추적(Follow me) 등 4가지가 준비되어 있습니다.

셀카촬영(Selfi)


셀카 촬영은 가장 간단한 방법입니다. 우선 3DR Solo를 자신의 전방 몇미터 정도로 이동시킨 후, 자신이 촬영되도록 카메라 방향을 잡아주기만 하면 준비가 끝납니다. 그 다음 실행시키면 그 지점에서 상승하며 멀어지면서 촬영합니다.

아래 왼쪽처럼 화면 아래에 화살표가 있는데 Fly in을 누르면 가까워지고, Fly Out을 누르면 멀어집니다. 우측 그림처럼 사선방향으로요. 

비디오를 촬영할 경우, 아래 왼쪽 화면에서 오른쪽에 있는 빨간 단추를 눌러주면 비디오가 촬영 시작 혹은 촬영 끝을 지정할 수 있습니다.


아래는 제가 촬영한 영상입니다. 가장 멀어진 지점에서 화면이 출렁하는데, 이건 제가 짐벌을 조정했기 때문입니다. 



케이블 캠(Cable Cam)


케이블 캠은 두 지점을 자동운항하면서 촬영하는 방법입니다. 어떤 한지점으로 Solo를 이동시킨 후, 원하는 장면을 향하도록 방향을 잡은 후 콘트롤로에서 A 버튼을 누르고, 다른 지점으로 이동한 후 동일한 방법으로 B버튼을 눌러주면 준비가 완료됩니다. 이 두 지점간을 이동하면서 카메라 뱡향도 자동으로 돌아갑니다. 


촬영하는 방법은 셀카와 유사합니다. 아래쪽에 있는 Point A를 누르면 A 지점으로 이동하고 B를 누르면 B 지점으로 이동합니다. 끝까지 갈 필요없이 중간에 돌아올 수도 있습니다.



아래는 제가 촬영한 영상입니다. A  지점은 약간 내려보는 방향이고, B 지점은 수평방향입니다. 그리고 A 지점과 B 지점은 약 120도 정도 회전되어 있는 상태입니다. 돌아오면서 화면이 출렁이는 것은 제가 임의로 짐벌 각도를 조종한 것입니다. 이렇게 조종해도 비디오 맨 처음과 맨 마지막을 보면 동일한 지점, 동일한 방향이라는 걸 아실 겁니다.



오빗(Orbit)


오빗은 어떤 한 지점을 중심으로 회전하면서 촬영하는 방법입니다. 아래 그림과 같이 지도를 보면 드론의 현재 위치(큰 동그라미+삼각형)와 회전 중심이 표시되는데, 화면을 드래그하여 중심을 잡은 다음 콘트롤러의 A 버튼을 눌러주면 회전 중심이 확정됩니다.



조종하는 방법은 유사합니다. 아래 왼쪽 화면 아래쪽을 보면 Orbit left와 Orbit right 가 있는데 이 버튼들을 눌러주면 회전중심을 기준으로 왼쪽 혹은 오른쪽으로 회전하게 됩니다.



아래는 제가 촬영한 영상입니다. 의도치 않게 Coway 트럭을 중심으로 회전하네요. 조종기를 사용하면 회전을 하면서 높낮이도 변경할 수 있고 회전 반경도 줄이거나 늘일 수 있습니다. 물론 화면 중심은 변하기 않고요. 아마 문화재 같은 걸 촬영할 때면 이 방법이 가장 좋지 않을까 싶습니다.




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마지막으로 추적(Follow me) 촬영이 있습니다. 드론을 적당한 위치에 띄워두고 자신이 보이도록 촬영방향을 조정한 후 추적을 누르고 이동하면 드론이 자신의 속도에 맞춰 따라오면서 촬영하는 겁니다. 자전거 등을 타면서 촬영하면 최고일 듯 한데... 이때 쯤 배터리도 20%남았다고 경고가 뜨기도 하고... 혼자라서 시험해보기도 그렇고 해서 이번엔 시험하지 않았습니다. 제주도 해안도로 정도를 움직이면서 촬영하면 얼마나 멋질까... 싶네요.


그런데... 촬영된 영상마다 전부 깨져 있네요... 이건 GoPro 문제인데... GoPro만 따로 촬영해봐야겠네요. 이상하네요... ㅠㅠ


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 5. 23:54

3DR Solo를 구입해서 Gimbal을 결합하고 테스트중입니다. 현재 DJI의 팬텀 시리즈가 훨씬 더 많이 알려져 있지만, 제가 보기에는 3DR 솔로가 훨씬 기능이 다양합니다.


대부분 이정도 급의 드론을 날리는 분들의 목적은 프로급의 사진/비디오를 촬영하기위한 목적이라고 생각되는데, 콘트롤러로 조정하면서 멋진 영상을 잡아내는 것은 생각만큼 쉽지 않습니다. 물론 오랫동안 모형비행기를 날려봤던 분들이라면 쉽겠지만요.


일반인이라면 아무래도 자동화된 촬영이 편리할 겁니다. 이런 점에서 3DR 솔로는 아주 좋은 대안이라고 보입니다.


먼저 백팩에 들어 있는 솔로. 여유 배터리를 2개 더 넣을 수 있습니다. 조종기는 본체 하부에, 프롭은 왼쪽에 있는 망사쪽에 들어 있습니다.



Solo와 조종기를 꺼낸 모습입니다. 짐벌이 기울어져 있습니다. 이 상태에서 먼저 고프로를 꺼내어 고프로의 전원부터 넣습니다. 짐벌에 전원이 들어와 있는 상태에서 카메라를 만지는 것은 좋지 않습니다. 게다가 이 짐벌은 고프로 전원을 가려버리기 때문에 먼저 전원을 넣는 방법뿐이 없습니다.



다음은 본체에 전원을 넣은 상태입니다. 프롭 밑에 불이 들어와 있고 고프로가 수평을 잡았습니다.



콘트롤러의 전원을 넣었습니다. 콘트롤러에 본체의 상태가 나타나게 되는데, 현재는 실내라서 GPS를 찾고 있다는 메시지가 나옵니다.



이제 안드로이드의 Solo App을 켭니다. (아이폰용도 있습니다.) 좌측 위를 보면 현재 연결되지 않았다고 나옵니다.



여기에서 Connect를 누르면 아래 좌측처럼 WiFi 연결화면으로 바뀝니다. 여기에서 SoloLink.... 네트워크를 찾아 연결해주면 됩니다. 연결이 되면 아래 오른쪽처럼 위에 Connected... 가 나타나고 여길 눌러주면 원 화면으로 돌아갑니다.



연결이 끝나고 난 뒤, 왼쪽 아래에 있는 Fly Solo 단추를 누르면 아래와 같은 화면이 나타납니다. 현재 배경으로 보이는 것은 제 다리입니다. ㅎㅎ 



여기에서 좌측 아래에 있는 촬영단추를 누르면 아래와 같이 여러가지 기능이 나타납니다. SELFI, CABLE CAM 등이 자동화된 촬영방법입니다. 이에 대한 상세한 설명은 나중으로...



다시 이 화면으로 돌아와서... 오른쪽에 있는 빨간 단추를 누르면 촬영을 시작하거나 끝낼 수 있습니다. 만약 현재 모드가 Photo 모드라면 사진이 한장씩 촬영이 되고요.



빨간단추 바로 아래에 있는 슬라이드바 처럼 생긴 곳을 누르면 아래처럼 설정화면이 나옵니다. 여기는 카메라/비디오를 선택하는 화면이고...



여기는 기타, 비디오/카메라에 관한 설정을 바꿀 수 있는 화면입니다. 대부분의 경우 고프로를 사용하는 모델의 경우 설정을 끝내고 비행을 하면 더이상 바꿀 수 없는데, 3DR은 언제든지 이를 바꿀 수 있어 아주 편리합니다. 


특히 FOV의 경우... 고프로를 수평방향으로 촬영하면서 Wide 모드로 촬영하면 프로펠러가 나오기 때문에 이때만 FOV를 medium으로 줄여주면 좋습니다. 



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일단 여기까지. 비디오/사진 촬영용으로는 정말 좋을 것 같네요.


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 12. 3. 10:50

어제 3DR Solo를 조립했습니다. 사실 조립이라고 할 것도 없죠. 원래 완제품이니까요. 


그런데 제 예상과는 달리 3DR Solo 본체와 Gimbal 이 분리되어 있었습니다. 3DR 본사 사이트에는 여기 보는 것처럼 원래 본체와 Gimbal이 결합되어 있는 상품이 있는데, 우리나라에는 아마도 없는 것 같습니다.


구입은 국내에서 했습니다. 가격비교사이트 Enuri.com 에서 3DR Solo로 검색을 해서 제일 저렴한 것들로만 구입했습니다. 본체+짐벌, 고프로 hero4 black, 프롭 추가, 배터리추가 그리고 모두 담을 수 있는 백팩까지. (본체에 프롭이 여유분까지 들어 있어 별도로 구매할 필요는 없겠더군요.)가격은 미국 본사에서 블랙프라이데이 세일한 것보다 저렴했습니다.


아래는 모두 정리해서 백팩에 넣은 모습입니다. 아래에 넣어져 있는 게 조종기입니다. 백팩이 부피가 크기는 한데 매보면 등에 딱 달라붙는 게 좋더군요. ㅎㅎ



우리나라에서 구입을 했기 때문에 한글 매뉴얼이 들어있었습니다. 읽어본 결과... 앞부분은 그런대로 괜찮았는데 뒷부분은 거의 아니다 싶을 정도였습니다. 아마도 드론이나 모형비행기 날려본 경험이 전혀 없는 사람이 번역한 듯... 용어도 마음대로 오역도 빈번히 눈에 띄었습니다.


게다가... 짐벌 설치부분은 아얘 없습니다. 영문 매뉴얼 사이트에 보니 짐벌 설치부분을 3장에 새로 추가했다고 되어 있네요.


암튼 그래서... 3DR Solo에 짐벌을 설치하는 과정을 잠시 기록으로 남기고자 합니다.


사실 3DR Solo의 자동 촬영기능(Smart Shots)는 짐벌 없이는 거의 불가능합니다. 예를 들어 Cable cam 기능은 A 지점에서 위치와 카메라의 방향을 잡고, B 지점에서 위치와 카메라 방향을 잡아주면, 기체가 알아서 이동하면서 카메라도 회전시켜 줍니다. 그런데 고프로가 없다면 카메라의 수평 회전은 가능하지만, 수직회전은 불가능하기 때문에 제한적입니다.


게다가... Solo 선전에 보면 앱을 통해 GoPro 세팅을 직접 바꿀 수 있다고 되어 있는데, 짐벌이 달려있는 경우에만 가능합니다. Video <-> Photo 전환, 해상도 설정 변경 등을 앱을 통해 제어할 수 있으며, 사진을 촬영하거나 비디오 촬영의 시작/끝을 제어할 수 있습니다. 


따라서 짐벌은 별도로 판매하는 게 아니라 일체식으로 판매하는 게 맞다고 생각합니다. 다만 그렇게 할 경우 경쟁제품이라고 할 수 있는 DJI의 팬텀3와 비교해서 가격이 비싸기 때문에, (고프로를 따로 구입하는 경우엔 상당히 비쌉니다.) 별도 판매하는 것이죠. 머... 그점 참고하시길.


====

먼저 박스 개봉사진입니다. 맨 왼쪽이 짐벌 본체이고, 그옆에 드라이버, 그다음은 고프로용 햇빛가리개(sunshade)와 무게조절용 추입니다. 이 짐벌은 GoPro H4 Black에 맞춰 제작되어 있어서, H4 Silver나 H3+ Silver의 경우엔 이 추를 끼워주면 됩니다.



  • Solo, Solo App, GoPro 모두 최신버전으로 업그레이드할 것

Solo와 Solo App 의 경우 솔로를 설치하면서 업그레이드 되었을 것이므로 생략합니다. 


GoPro 의 경우엔 http://gopro.com/update 에서 설치하면 됩니다. 저는 맨 아래에 있는 수동으로 카메라 업데이트를 이용했습니다. 3DR에서 추천하는 방법입니다. 업데이트 파일을 다운로드 받아 압축을 푼 뒤, 생성되는 폴더를 GoPro의 메모리 카드에 넣어준뒤 전원을 넣어주면 됩니다. 전원이 서너번 정도 꺼졌다 켜졌다 하고 나면 최신버전으로 업데이트됩니다.

  • Solo에 달려있는 고프로 프레임 제거

머... 그냥 간단합니다. 솔로를 뒤집은 상태에서 나사 3개를 풀고(빠져나오지 않습니다.) HDMI 케이블을 잘 빼내주기만 하면 됩니다.



  • Solo에 짐벌 연결
매뉴얼엔 아주 복잡하게 써져있지만, 이것도 그다지 어려울 것은 없습니다. 본체 속에 있는 짐벌 콘트롤 케이블과, HDMI 케이블을 짐벌에 연결해주고 다시 나사 3개로 고정시켜주기만 하면 됩니다. 

선은 아래 그림처럼 꽂아주면 됩니다. 선모양이 구분이 잘 되므로 잘못 꽂을 일은 없습니다.


제일 중요한게 선을 처리하는 것입니다. 윗 그림에서 화살표를 쳐둔 동그란 부분이 있을텐데, 그 부분이 선에 닿지 않도록 해야 하는 것입니다. 그래서 우선 HDMI 케이블을 크게 둥글게 돌려주고, 짐벌 콘트롤 케이블을 나중에 연결해서 위로 가도록 해주면 됩니다.



  • 짐벌을 고정
선을 연결한 후에는 짐벌을 솔로의 아랫부분에 맞춰 넣어줍니다. 먼저 다리부분을 잘 맞춰서 꽂아주면 됩니다. 이때 힘을 주지 않아도 짐벌이 자기 위치에 잘 맞춰져야 합니다. 힘을 줘서 눌러야 하는 상황이라면 다시 열어서 케이블을 조정해줍니다.

위치를 잘 잡은 후에는 마지막으로 나사 3개만 조여주면 끝.


  • GoPro 연결
GoPro를 짐벌에 연결하는 것도 어렵지 않습니다. 아래 그림처럼 먼저 좌측을 밀어 넣고 우측을 고프로 제어포트에 잘 맞춰서 끼워주고 마지막으로 HDMI 케이블을 연결시켜 주면 됩니다.


위에서 언급했지만, 3DR Solo용 짐벌은 GoPro Hero4 Black 용으로 제작되어 있기 때문에, GoPro Hero4 Silver나, Hero3+ Silver 일 경우에는 아래의 그림을 참조하여 균형 추를 더 달아주면 됩니다. 참고로 이보다 하위모델의 경우, 짐벌이 지원되지 않습니다.



아래는 최종 결합 사진



=====

제가 아직 야외에서 촬영을 해보지 않았습니다만, 실내에서 테스트해본 바로는 아주 잘 작동하고 있습니다. 작동시키는 방법은 아래와 같습니다.


  • 먼저 고프로를 짐벌에서 분리하여 전원을 넣고 다시 짐벌에 꽂아줍니다. 
    • 짐벌 케이스가 고프로의 전원버튼을 가리고 있다보니 전원을 넣기 위해서는 반드시 분리해야 합니다.
    • 전원 on/off를 앱에서 콘트롤 할 수 있으면 좋겠으나, 현재는 지원하지 않습니다.
  • 솔로의 전원을 켜고나서 초기화 과정을 거치고 나면 짐벌이 수평을 잡습니다.
  • 그 다음 콘트롤러를 켜주고 잠시 기다리면 본체와 통신을 하고 GPS 신호를 기다립니다.
  • 다음으로 Solo App을 켜고 Wifi로 연결하고... 왼쪽 아래에 있는 Fly Sol를 누르면 GoPro 화면이 앱에 표시됩니다.
 
날려보고는 싶은데... 날씨도 그렇고... 촬영할 만한 곳도 마땅치 않고... 그렇네요.

민, 푸른하늘


Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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드론/쿼드콥터2015. 11. 23. 17:36

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 세번째 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


멀티콥터 프레임


프레임은 아주 다양한 유형이 있으며, 용도에 적합한 프레임을 구성하는 것이 가장 중요하다.

  • 아주 많은 멀티콥터 프레임 유형이 있는데, 많은 것이 단순 프레임 키트 또는 반완제품 혹은 완제품 콥터로 나와 있다.
    • 가장 전문가급 멀티콥터는 유리섬유와 탄소섬유 튜브과 플레이트로 제작된다.
      • 탄소섬유는 매우 튼튼하지만, 부스러지기 쉽고 충격에 산산조각이 나며, 가공과 접착도 힘들다.
      • 유리섬유는 동등한 힘에 비해 약간 더 무겁지만, 파쇄 우려가 덜하며 가공과 접착도 쉽다.
      • 유리섬유 또는 탄소섬유 튜브/플레이트는 자작 콥터를 제작할 때 가장 적합하다.
    • 많은 소비자급 멀티콥터는 주입 몰드 플라스틱 부품과 알루미늄 튜브로 만들어져 있다.
      • 일부 주입 몰드 플라스틱 부품은 아주 튼튼할 수 있지만, (예를 들어 Iris의 Zytel 프레임 암), 대부분 저렴하며 부서지기 쉽다.
      • 사각형의 알루미늄 튜브 프레임 암을 많이 사용하지만, 휘어지기 쉽거나 일반적인 사고에서 너무나 잘 부서진다.
      • 특별하게 용접한 H 형 혹은 박스형 프레임을 제외하면 알루미늄 튜브 프레임 암은 별로 좋은 편이 아니며 여기에서 자세히 다루지 않는다.
    • 일부 새로운, 소형, 상업적 쿼드콥터는 일체형 주입식 몰드 플라스틱 외형을 사용한다.
      • 소형 콥터에서 이런 외형도 상당히 튼튼하지만, 대형이 되면 너무 부서지기 쉽다. 
    • 일부 쿼드콥터는 진공성형 박판 케덱스 또는 기타 플라스틱 시트로 제작된 일체형 외형으로 되어있다.
      • 박판 키덱스 진공성형 외형은 소형 콥터의 경우 매우 튼튼하며, 방수용으로 매우 좋다.
      • 적어도 한가지 built in blade gaurds 가 있는 진공성형 콥터가 제작됐다. Safe Flight 4410 (불행히도 중단).
    • 고급 쿼드콥터의 경우, Hand laid 유리섬유 또는 탄소섬유도 많다.
      • 아주 매혹적이며 구하기는 힘들지만 저렴한 hand laid 유리섬유와 탄소섬유 외형을 "DeX"에서 제작한다. 
      • 또한 수륙양용을 포함하여 일반용/상용/군용 유리섬유 외형도 여러가지 존재한다.
      • 유리섬유 외형은 비싼 경향이 있고, 사용시 파손될 수 있으며 수리가 힘들 수 있다.
    • 각각이 장단점이 있으므로, 자신의 용도에서 가장 중요한 것이 무엇인지 파악하는 것이 중요하다.
    • 프로펠러 사이간격 및 프롭과 프레임 간격이 프로펠러의 최대 크기를 결정한다.
      • 여러가지 프롭 크기를 허용하면, 현재의 무게, 배터리, 기능을 위해 콥터를 튜닝해야 한다.??
      • 일반적으로 프롭의 끝과 끝 사이에 비대칭 프롭 워시(prop wash) 진동을 방지할 수 있도록 1/2 인치 이상이 떨어져 있어야 한다. 
      • 중요한 설계 기준은 프레임을 사용하고자 하는 가장 큰 프로펠러에 적당한 프레임을 고르는 것이다.
      • 일반적으로 큰 프롭이 효율이 좋고, X 프레임 형이 가장 큰 프롭을 탑재할 수 있다.
      • 물론 모터 속도와 힘과 프레임 강도가 프로펠러 직경 및 총 적재 하중과 맞아야 한다.
      • 팬케이크 형 낮은 KV, 낮은 RPM 모터가 큰 프롭을 효율적으로 돌릴 수 있다.
      • 프롭을 위아래로 배치하는 방식으로 프롭 끝을 겹치게 할 수도 있지만, 효율에 영향을 미치고 비대칭 진동을 유발한다.
      • 크고 느린 프롭은 부정적인 진동, 불안정성, 돌풍 보상이나 반응 속도 등의 문제가 있을 수 있다.
    • Hexa 혹은 Octo 콥터는 모터가 추가됨으로써, 모터 하나에 문제가 생겨도 복구가 가능하며, 사진 촬영용으로 보다 부드럽게 비행을 할 수 있다.
      • 그러나 모터 사이의 간격문제로 작은 프로펠러를 사용해야 하며, 이로인해 효율성이 떨어지고 비행시간도 짧아진다.
      • 또한 비용도 추가되고, 프레임/추가된 모터와 프롭으로 인하여 무게도 증가된다.
      • 그리고 복잡성의 증가로 인해 신뢰성도 감소한다.
      • 고품질 확장서비스?? 대형 팬케이크 모터 및 프롭은 이제 막 사용가능하게 되고 있다.
      • 따라서 전문가 및 상업용에서조차 헥사/옥로로부터 대형 쿼드콥터로 이동되는 것을 보게될 것 같다.

탄소섬유 혹은 유리섬유 튜브 및 플레이트 프레임


탄소섬유 또는 유리섬유 튜브 및 플레이트 프레임은 튼튼하고 가볍고 쉽게 가공할 수 있기 때문에 인기가 많다.


  • Tarot 650 은 17인치 프롭까지 사용할 수 있는 전형적인 형태의 중형 탄소섬유 쿼드콥터 프레임이다.
    • 암을 접을 수 있고 착륙장치도 있다.
    • 팬케이크 모터와 17" 프롭을 지원할 수 있어 비행시간이 매우 길다.
    • 어떤 사람에 따르면 조립 품질이 그다지 좋지 않다고 하지만, $125 이면 완전 헐값이다.

  • 유리섬유와 탄소섬유 튜브/플레이트 콥터를 위한 조립 요구사항 및 기법
    • 위에 있는 콥터에서 부착방법은 알루미늄 브래킷을 사용하여 탄소섬유 튜브 암을 클램프로 고정하는 방식이다.
      • 이는 탄소섬유부품을 부착하는데 따는 어려움 및 튜브에 구멍을 낼때 발생하는 스트레스 때문이다.
      • 유리섬유는 탄소섬유에 비해 튼튼하지도 가볍지도 않지만, 유연하고 가공하기 쉽다.
    • 원하는 것이 상용 프레임키트로 가능하다면, 그냥 구입하는 것이 더 좋다. 직접 제작하면 비용이 더 많이 든다.
      • 아울러 콥터를 설계하고, 부품을 구하고 자르고 구멍을 뚫고, 가공하는 데는 많은 시간과 노력이 필요하다.
      • 또한 설계나 제작 실수나 판단 미스로 인해 모든 것을 새로 시작할 가능성이 높다.
    • 직접 프레임을 제작할 충분한 이유가 있다면, 일반적으로 가정에서 제작하기엔 튜브와 플레이트 구조가 가장 현실적이다. 
    • 여러가지 재료를 쓰는 것이 합리적이다. 보통 탄소섬유 프레임 튜브와, 유리섬유로 중심및 모터 마운팅 플레이트를 쓴다.
      • 탄소섬유와 유리섬유 튜브/플레이트는 쇠톱이나 전기톱이나 전동기계톱으로 자를 수 있다. (금속 또는 유리섬유 날을 사용)
        • 또한 HSS 또는 TC 코팅 드릴과 밀링머신으로 구멍을 뚫거나 자를 수 있으나, 이러한 재료를 자르면 모든 도구가 빨리 닳는다.
      • 탄소섬유는 특히 자르기/구멍뚫기, 가공하기가 어려워서, 부드럽게, 천천히 하지않으면 찢어지거나 부서지거나, 박막이 일어나기 쉽다.
        • 탄소섬유의 경우, 미리 작은 구멍을 뚫어둘 수 없기 때문에 정확한 위치에 고정시킬 수 있도록 드릴프레스가 반드시 필요하다.
        • 가능하다면 탄소섬유에 대해 밀링작업은 피하는 게 좋다. 만족스러운 결과를 얻기 매우 힘들다.
        • 소비자용 콥터에 달린 탄소섬유 플레이트에 구멍이 있는 것이 있지만, 이것은 일반적으로 워터넷으로 잘라낸 것이다.
        • 긴 구멍을 밀링머신으로 잘라내는 것보다, 드릴로 정확하게 구멍을 뚷는 것이 일반적으로 좋은 결과를 얻을 수 있다.
        • 탄소섬유판 바깥쪽 경계는 전기톱으로 주의 깊게, 천천히 잘라낸 후, 드레멜로 부드럽게 다듬을 수 있다.
        • 긴 구멍이 반드시 필요하다면, 양쪽 끝을 드릴로 구멍을 뚫은 후, 드레멜에 작은 원형 톱 또는 flex shaft??를 사용하여 두개를 연결하는 것이 좋다.
    • 모터 마운트와 중심 판을 프레임 암 튜브에 클램프로 고정시키려면 적당한 브래킷이 필요하다.
      • 튜브를 클램프로 고정해야지만, 부서져서는 안된다. 실리콘, 고무 개스킷을 사용하면 보호도 되고 진동도 막아줄 수 있다.
      • 하드웨어는 알루미늄이나 스레인레스 나사를 사용하고, Nylok 너트 또는 일반 너트에 "Blue" 록타이트를 사용할 수 도 있다.
      • 플레이트 분리와 마운팅은 니일론 또는 알루미늄 spacer를 사용하면 된다.
      • (참고 : 누군가 뭔가를 만들어주면 좋겠지만, 아직까진 그런 게 없다. It would be really nice if somebody made an X internal slip-glue fit ferrule for the center of the frame tubes but they don’t – yet!)
    • 아주 다양한 탄소섬유와 에폭시 유리섬유 부품이 존재한다.
      • 탄소섬유 제품... RockWest Composites , Carbon Fiber Tube Shop, Dragon Plate
      • 탄소섬유 절단 및 접착용 제품... Carbon Fiber Tube Shop
      • 유리섬유 및 탄소섬유 제품... CST Sales, ACP Sales
      • 3M 2216 Epoxy Glue의 데이터 시트. 판매하는 곳Amazon
      • Loctite 9430 Glue의 데이터시트. 판매하는 곳 Loctite 9340 Amazon

기성 플라스틱 및 유리섬유 부품을 프레임으로 사용하기


  • 직접 만드는 것보다는 못할지 몰라도 자신의 설계에 일부 부품을 효과적으로 활용할 수 있다.
  • Team Blacksheep FPV 서브프레임은 DJI Flamewheel 쿼드콥터용 플라스틱 프레임 암을 재활용한다.
  • 이처럼 다른 프레임에서 나온 부품이 자신의 설계에 좋은 효과를 가져올 수도 있다.
  • 명백히 설계를 할 때 그 부품을 판매자로부터 구할 수 있는지 확인해 두어야 한다.
  • 아주 바람직한 부품들의 예

    • 당연히 기성 제품은 사용 가능성과 더불어 적합한지 크기는 맞는지 등을 자세히 조사해야 한다.
      • 하지만 사용할 수만 있다면 프로젝트가 간단해지고 더 좋아진다.

경첩식 전기박스를 사용한 자작 방수 프레임


탄소섬유 암과 플라스틱 전자부품 및 배관자재를 사용한 정말 멋지고 아주 깔끔하고, 튼튼한 방수 설계



  • 원본 링크 : Alec Short’s construction article in Makezine
  • 나는 튜브를 안정하기 위해 중앙부 4 way hub 를 사용한 것과 모터 마운트로 the slip fit adjustable tension T's 를 사용한 것이 정말 마음에 든다.
  • Pixhawk 또는 APM2.x를 설치할 경우 잘 동작하게 하려면 반드시 별도의 GPS/전자나침판 모듈이 필요하다.
  • 여기에 사용 것과 같은 걸쇠방식의 방수 전기 박스는 아주 다양하다.
  • 중요한 요구사항으로는 사용하고자하는 배관/전기제품에 적합한 외경을 가진 탄소섬유 튜브를 확보하는 것이다.
  • 다음번 Home Depot를 방문하게 되면 전기쪽과 배관쪽을 꼭 방문할 예정이다.

진공성형 프레임 및 부품


  • 여기에 서술하는 것은 특별한 기술로 진공성형 프레스가 필요하지만, 몇몇 분야에는 아주 좋을 수 있다.
  • 진공 몰딩 프레스는 소형 외형 형태의 프레임 또는 부품을 만들때 상대적으로 저렴하게 제작할 수 있다.
  • 이런 식으로 만들어진 콥터는 방수가 가능하며 아주 튼튼할 수 있다.
  • Kydex는 박판식 플라스틱 판으로서 상당히 튼튼한 모노코크(외판만으로 하중을 지탱하는 구조) 형태를 만들 수 있다.
  • 현재는 생산되지 않지만, Safe Flight Copter SFC4410-1 진공성형 프로펠러는 H 형 쿼드프레임을 보호하였다. ??


  • 아래는 저렴하고($120.00) 아주 튼튼한 방수 Aquacopter frame 이다.


  • 완벽하게 기능하는 진공성형 시스템은 shop vacuum 과 전기 그릴을 사용해 제작할 수 있다.

  • 진공 성형으로 튜브/플라스틱 혹은 유리섬유 프레임 암이 있는 콥터를 위한 중심부 외형을 만들 수도 있다.
  • 너무 특별한 경우지만, 아주 튼튼하고 가벼운 중심부 프레임 외형이나 덮개가 필요하면 시도해 볼 수 있다.
  • 또는 튼튼하고 방수가되는 중소형 쿼드콥터를 여러개 만들 경우 이것이 가장 좋다.
  • (아니면 그냥 Aquacopter 프레임을 구매하라!!!)

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. 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


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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. 


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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. 


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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. 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.


      ====

      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 ]

      드론/쿼드콥터2015. 4. 16. 17:24

      요즘 쿼드곱터 제작에 대해 알아보는 중입니다. 인터넷으로 뒤지는 것만으로는 한계가 있어, 좀 체계적으로 정리된 책이 있었으면 했는데, 그런 책이 마땅한 게 없네요.


      겨우 아마존에서 "Build Drone" 으로 검색한 결과가 이 책입니다. 책값이 $24, kindle 버전이 $12 나 되지만, 일반 책으로 따지면 50-60 쪽 정도나 될까 싶습니다. 그나마 현재 드론 제작에 관해서는 이 책이 유일합니다. 올 하반기 되면 두 권 정도가 새로 나오는 모양이네요.


      저자가 드론으로 촬영하는 쪽엔 꽤 경험이 많은 전문가인 것 같으나, 제작하는 쪽은 거의 수박 겉핱기 정도로 자기가 어떤 부품을 모아 조립했다는 수준 정도라, 실질적으로 드론을 제작하는데는 별로 참고가 될 것 같지는 않습니다. (제가 아주 초보자라서 그나마 처음 보는 정보들도 있어 도움이 된 건 사실입니다.)

       


      Quadcopter = Quad Rotor Helicopter


      Chapter 1 멀티곱터란.


      • 여러개의 프로펠러(rotor)로 체공하는 기기. 헬기와는 달리 꼬리프로펠러없음. 
      • 로터의 갯수는 다양함 (2, 3, 4, 6, 8)



      • 비슷한 용어... 드론(Drone), UAV(Unmanned Aerial Vehicle), UAS
      • 대부분 멀티곱터는 시야(Line of Sight) 이내에서 운행. 
      • 드론은 시야를 벗어나서 자동운행 가능한 것들을 이름. 
      • 멀티곱터의 주요목적은 사진/비디오 촬영. 
      • 멀티곱터는 두가지 원리로 남. Lift/Toque. 
      • 헬리곱터의 경우 주익의 회전에 따른 반작용을 상쇄시키기 위해 꼬리 프로펠러가 필요함
      • 멀티곱터의 경우, 반대로 회전시킴으로써 이러한 효과를 없애어 기체 안정성을 유지함. 반은 CW, 나머지반은 CCW
      • Pitch(Y)/Roll(X)/Yaw(Z)


      멀티곱터의 운동 원리



      • 위 그림 좌측에서 2/4번 로터는 시계방향으로 회전. 이에 따른 반작용으로, 기체는 반시계방향으로 회전하게 됨. 1/3번 로터는 이와 반대 효과. 따라서 이렇게 로터를 구성하면 기체가 안정적으로 유지됨.
      • 상하 운동은 간단. 4 개의 로터를 한꺼번에 빨리 돌리면 위로 상승. 천천히 돌리면 하강함.



      • 멀티곱터는 전후/좌우로 기울임(tilting)으로써 이동을 함.
      • 멀티곱터를 기울이면, 로터에 들어오는 공기 흐름의 방향이 바뀌게 됨. 예를 들어 앞쪽으로 숙이면(윗 그림에서 오른쪽 위) 공기가 위아래로 흐를 뿐 아니라 약간 뒷쪽으로 나가게 됨. 공기층이 뒤로 밀리는 만큼 작용/반작용 법칙에 따라 기체가 앞으로 전진하게 됨. 
      • 기체를 기울이는 방법은... 해당 방향의 앞쪽은 속도를 줄이고, 뒤쪽은 속도를 높여주면 됨.
      • 이러한 방식이 모든 방향에 공통이기 때문에 Rotor의 속도 조절만으로 기체를 기울이고, 이동시킬 수 있으므로 전통적인 기기(비행기나 헬기)에 대해 기계적으로 매우 간단함

       

      구성요소

       

      • airframe - 클 수록 무거운 것을 나를 수 있지만, 크다고 반드시 좋은 것 아님. 목적에 맞는 균형
      • 모터와 프로펠러 - 
      • ESC(Electronic Speed Controller) - BLDC (Brush less DC)모터를 콘트롤 해주는 장치. 모터와 균형이 맞아야 함. 출력이 낮은 걸 사용하면 불이남.
      • 조정장치(Guidance System) - 여러가지 센서 값을 읽고 조정하는 값는 받아들여서 계산- 모터 조정

      • 윗 그림에서 동그란 것은 compass+GPS. 회색 박스중 뒷쪽에 보이는 것은 센서박스(가속도계, 자이로, 기압계) 앞쪽으로 보이는 것이 CPU. (DJI 의 Wookong M) 짐벌(gimbal)도 여기에 연결함

      • 위는 짐벌(gimbal). Photoship 에서 제작. 800달러정도

      • 송수신기. Futaba 나 Spektrum/JR 제품이 많이 사용됨. 사진은 Spektrum DX7s + AR8000

      2장 턴키 시스템 구매(Buying Turnkey System)


      • 한번 만들거면 기성 제품이 낫다.
      • 안정적인 제품을 만들려면 비용이 많이 든다. 아니면 문제를 일으킬 수 있다. 수없이 테스트하고 조정하고 테스트하는 과정을 반복해야 한다.

      • 온라인 커뮤니티... 
        • RCGroups.com - 가장 큰 커뮤니티
        • youtube.com - 원하는 단어로 검색

      • GoPro 용 : 팬텀 시리즈. H3-2D, H3-3D gimbal. mini iOSD, 
      • 대형 카메라용 : MicroKopter MK Okto 시리즈, 또는 DJI Spreading Wings S1000 (Zenmuse 15 장착)


      3장 부품 구하기


      • 수없이 많은 선택. 여기는 예제임.
      • 어떤 크기로? -> 자신의 목적에 맞게. 크면 비용 높아지고, 안정성이 떨어지고, 사고 생기면 피해가 큼
      • 로터의 수는? -> 많으면 안정성이 높아지나, 배터리 소모가 커짐
      • calculation -> 요구조건과 부품의 사양을 넣어서 현실적인지 계산해 주는 사이트
        • http://www.ecalc.ch/xcoptercalc.php?ecalc&lang=en
      • 프레임 -> 카본? 알루미늄? 
      • 프로펠러... 프로펠러가 정해지면, 모터가, ESC가, 배터리가 순차적으로 결정됨. 강하고, 바람을 잘 가르고, 가능한한 탄성이 없고, 가벼워야 함. 탄성이 있으면 모터등과 공조될 수 있음. 탄소섬유 좋음. 직경과 피치가 중요. 직경(diameter)는 간단. 피치(pitch)는... 중심부는 느리게 돌아감. 바깥일 수록 빠름. 따라서 공기 흐름을 맞춰 피치 각도를 설정. 날개는 2개를 많이 사용. 3-4개를 쓰면 양력이 좋지만, 저항도 많아져 배터리 소모가 많아짐. PConst(Power Constraint)... 프로펠러가 소모하는 에너지량. 대부분 1.3정도. 이 책에서는 14인치를 사용. 12인치 정도면 충분
      • 모터 -> 작은 프로펠러는 빨리돌고 큰 프로펠러는 천천히 돈다. cavitation(공동화) 방지를 위함. 프로펠러가 회전하면 고압부분과 저압부분이 발생하는데, 너무 빠르면 뒷 프로펠러가 저압부분까지 치고 들어오게 되어 효율성 낮아짐. 전기모터의 회전율 KV. 공급되는 전압 대 회전수(RPM) 좋은 모터는 350-600 KV. 14인치의 경우 500KV 내외. 
      • 브러시, 브러시리스. 브러시리스(brushless) 모터가 접접 마찰이 없어 오래가고 효율적. 극이 몇개인가? 극과 극사이에는 dead zone 있음. 이전 극과 다음 극의 사이. 진동 발생. 극이 많을 수록 회전이 부드러워짐. 여기에서는 Turnigy Multistar 4830(480 KV, 22 극)를 사용
      • ESC(Electronic Speed Controller) -> 전기적인 고장은 거의 여기서 발생. 불이 날 수도 있음. ESC가 견디는 전류 확인 필요. 여기에선 Multistar 45amp 2-6S 사용. BEC(Battery Eliminator Circuit) 도 고려해야 함. 일반적을 ESC에는 BEC 가 내장되어 있어서, 무전수신기(receiver)의 전원을 공급함. 대부분의 Guidance System은 직접 수신기에 전원 공급하므로, ESC에 BEC 가 없음. 
      • 배터리 -> 여러가지가 있지만 LiPo(리튬폴리머). 무게대 에너지 효율 짱. 전용 충전기 필요. S 레이팅 -- 배터리에 몇개의 셀이 있는가... 각각의 LiPo 는 3.7 볼트. 따라서 2S 는 7.4 볼트, 3S 는 11.1 볼트. mAH 값는 총전하량. 1000 mAh 면 1A 로 1시간. puffing... 사용이 많아지면 부풀어오름. 5000 mAh 1C이면 5A 까지 안심하고 뽑아쓸 수 있다는 뜻. 5000 mAh 30C 이면 150 A까지. 
      • 지금까지의 스펙을 사용해 계산을 하고... 조정을 함.

      카메라 짐벌


      • 카메라의 기울어짐을 보상하여 카메라의 수평을 유지해주는 장비. 멀티곱터의 회전을 상쇄시켜 카메라를 안정시켜줌. Pitch 와 Roll을 상쇄함

      • 예전에는 한쪽방향(예 전방)만 바라봄. 요즘의 3축 짐벌은 yaw 의 효과를 완화시켜줌. 
      • 서보와 브러시리스 두가지가 있음. 브러시리스는 축을 전자기장에 부유하도록. 훨씬 좋음. 

      Guidance System


      • 여러가지 위치 센서 데이터를 취합하여 계산 멀티곱터가 하는 일을 추정. 종류가 달라도 센서는 동일. 정확도와 속도가 차이남. 
      • GPS 센서...
      • 전자나침반(compass) -> 지구의 자기장을 측정하는 센서. Hall Effect. 멀티곱터 날리기전에 초기화 필요. calibration 하지 않으면 위험. 안되면 toilet bowling 이라는 현상 발생. 자기가 생각하는 방향과 틀리기 때문에 약간 동쪽/서쪽으로 이동하게 됨. 그 결과 소용돌이 치는 것 같이 움직임. 아니면 dog running... 좌우로 흔들리면서 앞으로 나감.
      • 고도(Altitude) 측정 -> Sonar...잡음이 많아서 측정힘듦... 요즘은 기압계(barometer) 사용. 
      • 자세(Attitude) 측정 -> 가속도계와 자이로 사용. piezoelectric 방식 - 아주 작은 수정구조물... 스트레스에 대응... 전기가 생성. capacitance 방식 - 센서 근처에 있는 아주 작은 구조물간의 정전용량 측량. 자이로는 Crystal, Ceramic, Silicon 방식이 있음. 
      • the CPU. CPU 가 느리면 과도한 보정이 일어날 수 있음. 
        • X-Aircraft - 별로 안좋다. 
        • ArduPilot - 오픈소스. 공식 릴리즈 있음. 
        • DJI - Big boy. Naza-M(팬텀에 사용됨. 작은 기체에 좋음), WooKong-M(큰 기체에 좋음), A2(최신, 최고)

      Human Interface


      • FM 방식은 더이상 사용하지 않음.
      • Futaba 또는 Spektrum 이 많이 사용됨. (이 책에서는 Spektrum DX7s + AR8000)
      • 7 채널 이상 필요. 



      제4장 드론 조립(Assembling)


      • 부품을 연결


      • Guidance System 프로그래밍 - 필요하다면 업데이트
      • WooKong S/W 등으로 확인
        • Motor configuration 지정. IMU/자이로 설치, RC 테스트, 모터 세팅, 배터리 세팅 등.

      제5장 멀티곱터 비행


      • 시뮬레이터. http://www.realflight.com/

      • 일주일에 몇시간 정도 연습 필요.

      제6장 FPV(First Person View) 장비



      • 구성요소
        • 카메라 : CMOS 타입을 많이 사용함. 빠르게 흔들리면 영상이 찌그러질 수 있음. 
        • OSD(On Screen Display) : Guidance 시스템에서 나오는 telemetry 데이터를 비디오에서 나오는 영상에 덧씌위 주는 장치. 원본 영상에는 아무런 영향이 없음


        • Video Transmitter(TX)/Video Receiver(RX) : 콘트롤하는 채널과 다른 주파수를 사용할 것. Spektrum 은 2.4GHz 사용하므로, 비디오는 5.8GHz 대역 사용. 이 책에서는 Immersion RC 제품 사용. cloverleaf 스타일의 안테나를 사용.
        • Monitor : 밝을 것. 햇빛 차단. 리모콘에 붙일 수 있을 것
      • 날리는 원칙
        • 공중의 안전이 우선
        • 법규를 지킬 것
        • 드론과 카메라를 지킬 것


      7장 카메라 날리는 기법


      • 크레인 샷(crane shot) : 한지점에서 다른 지점으로... 고도를 높이면서(낮추면서) 촬영. 전진하면서 높이를 높이는 식으로 촬영. 조금씩, 부드럽게 움직여야 멋진 장면이 연출됨.
      • 돌리 샷(Dolly shot) : Dolly 란 바퀴달린 차위에서 카메라를 촬영하는... 듯한 방식. 한두사람이 차를 밀고 한사람은 촬영. 고도를 일정하게 유지하면서 수평방향으로 이동하면서 촬영. 전후방향(forward or backward)는 촬영하기 쉬우나, 측면 방향(sideways)는 촬영이 쉽지 않음. 특히 FPV 방식으로는 거리감각이 없어서 힘듦. 
      • 플라이 스루(Fly through) : 시각적으로 멋진 효과. 매우 기술적임. 장애물을 통과하면서 촬영. 연습이 많이 필요. 미리 시뮬레이터를 사용하여 연습할 것. 
      • 오빗 바이(Orbit by) : 약간 곡선을 이루며 날라가면서 안쪽 또는 바깥쪽을 계속하여 촬영. inside... 카메라를 회전중심쪽으로... 건물이나 사람 촬영시 좋음. outside... 고속으로 움직이는 bike 등을 촬영시 좋음.
      • 360 오빗(360 Orbit) : 어떤 한점을 360도로 돌아가면서 촬영. 스틱 움직임 자체는 어렵지 않으나, 거리를 일정하게 유지하면서 부드럽게 움직이는 것은 쉽지 않음.


      Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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      1. 이거 책 어디서 파나요?

        2016.01.09 11:39 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]