드론/쿼드콥터2016. 10. 24. 18:00

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

1. 모터

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

브러쉬/브러쉬리스

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

내부회전식과 외부회전식

브러시리스 DC 모터의 종류는 다음과 같다.

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

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

"KV"

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

추력(Thrust)

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

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

기타 고려사항

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

2. 프로펠러

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

깃과 지름

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

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

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


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

회전(Rotation)

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


재료(Material)

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

플라스틱

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

강화 섬유 폴리머(Fiber-Reinforced Polymer)

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

자연재료

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


접이식(Folding)

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


탑재(Mounting)

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

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

프롭보호기(Prop Saver)

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

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

프롭 가드(Prop Guard)

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

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


밸런싱(Balancing)

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


전자변속기(ESC)

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


커넥터(Connectors)

ESC에는 양쪽으로 여러선이 나와 있어 처음에는 어리둥절할 수 있다.

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

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

BEC(배터리 절감 회로)

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

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

펌웨어(Firmware)

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

전력배분(Power Distribution)

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

배터리(Battery)

화학

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


전압

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

용량

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

방출률(Discharge Rate)

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

안전(Safety)

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

충전

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

설치

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

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

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

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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.


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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
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  • 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. 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 ]