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얼마전 고정익 드론을 조립했습니다. 이번엔 저혼자 조립한 게 아니라 Dronewe에서 시행하는 픽스호크 조립교실(고정익)에 참가해서 조립했습니다. 

언젠가 한번 고정익 드론을 조립해야겠다... 라고 생각하고 있었는데, 조립교실을 보자마자 신청했습니다. 제가 좌충우돌하는 것보다 시간을 절약할 수 있고, 픽스호크를 잘 아는 분과 만나는 것도 의미가 있다고 생각했기 때문입니다.

아래는 이번에 제가 조립한 드론입니다. 밥상하고 비교해보니 상당히 커보입니다. 하지만, 재질이 강화스트로폼이라서 별로 무겁지 않습니다.

이번 글은 저번 글 - 고정익 드론 조립(1) 부품 - 에 이어, 부품들을 조립하는 과정입니다. 조립하는 동안 찍어둔 사진과 조립된 결과를 위주로 설명할 예정입니다.

이번에 조립할 고정익 드론의 구조입니다. 교육하시는 분들이 이전에 조립했던 것입니다. 제가 조립하는 것도 이것과 그다지 다르지 않습니다. 다만, 저는 이번에 카메라는 설치하지 않았습니다.

본체 조립

먼저 구입한 프레임 박스를 해체하면 아래와 같습니다. 몸체와 별도의 날개 끝, 그리고 부품들이 들어 있습니다.

동력 계통입니다. 모터와 ESC 그리고 프롭입니다. 자세한 내용은 이전 글을 참고하세요.

아래는 픽스호크 및 관련 부품입니다.

자... 조립을 시작합니다. 먼저 날개 끝 부분을 분리합니다. 그냥 칼로 자르면 됩니다.

여기에 착륙용 나무판을 붙였습니다. 접착제는 순간접착제를 사용한 후, 순간접착제용 경화촉진제를 도포하는 방법을 썼습니다.

다음으로 날개 끝부분을 연결합니다. 

X5 기체는 EPO(Expanded PolyOlefin) 이라는... 스치로폼의 일종인데 상당히 단단한 편입니다. 모형비행기쪽에는 EPP(EPP - Expanded PolyPropylene) 와 EPS(Expanded PolyStyrene), EPP(Expanded PolyPropylene) 등의 재료와 함께 많이 사용되는데, 겉면이 번질번질해서 접착제가 잘 붙을 수 있도록 칼로 긁어주면 좋습니다.

붙어있는 보조날개를 칼로 잘랐습니다. 그 다음 보조날개를 적당히 흔들어서 (떨어지지는 않게) 유연하게 만들었습니다. 

사실 이부분에는 여러가지 방법이 있습니다. 이 비디오를 보면 아주 작은 플라스틱 경첩을 사용해서 연결하며, 힌지테이프를 사용하는 방법도 있습니다.

꼬리 모터 부착

다시 여기에 ESC를 직결하였습니다. 연결 방법은 동일. 미리 선의 길이를 계산해서 모터부터 전원이 있는 곳까지 딱 맞도록 했습니다. 

이제 ESC의 자리를 잡은 뒤 모터와 연결하고

배터리와 픽스호크가 들어 갈 수 있도록 내부 공간을 칼로 정리해 줬습니다.

아래처럼 잘 들어가면 됩니다. 가운데 부분은 카메라용으로 비워뒀습니다. 사진은 없습니다만, 배터리 선을 구부려서 ESC - 픽스호크 전원모듈 을 꽂으면 길이가 딱 맞습니다.

서보모터 연결

서보 모터에 회전 막대를 꽂았습니다.

그 다음 동력을 전달할 막대를 꽂는 부품... 을 꽂았습니다.

서보 모터의 자리를 잡아 준후 (회전막대가 움직일 수 있도록 약간 칼로 잘라냈습니다.) Pushrod 를 고정하는 모습입니다.

부품을 보조날개에 꽂고 막대를 서보모터와 연결해 줍니다. 아래가 최종 연결된 상태입니다. 사실 이 정도 교육이 진행되었을 때는 벌써 많이 피곤해서 사진이 많이 빠져 있네요.

프로펠러 결합

프로펠러를 조립하여 모터에 결합했습니다. 사실 저는 구경만 하고 사진도 없다보니 정확히 어떻게 했는지 기억이 안납니다. ㅠㅠ

픽스호크 선연결

이제 거의 다 완료됐습니다. 픽스호크 부품들을 다 연결해 주면 됩니다. 좌측으로 부저를 뺐고, 우측으로 텔레메트리를 뺐습니다. 뒤쪽 꼬리부 바로 위에는 GPS 안테나를 연결했고, 픽스호크 넣은 왼쪽 공간에 수신기를 넣어줬습니다. (참고로 안전스위치(Safety Switch)는 연결하지 않았습니다. 다만 이때에는 Mission Planner에서 안전스위치를 사용하지 않도록 설정을 바꿔줘야 합니다.)

결선 방법은 아래 그림을 참고하면 됩니다. 제가 예전에 쿼드콥터 조립할 때 작성한 문서도 참고하세요.

그 다음 선들을 마스킹 테이프로 고정했습니다.

뚜껑 고정

마지막으로... 뚜껑을 고정합니다. 사실 뚜껑과 본체는 그냥 분리되어 있습니다. 그래서 뭔가로 고정을 해줘야 하는데... 특히 앞부분이 비행중 분리가 되면 안되므로, 확실하게 고정해야 합니다. 저는 GPS에 따라 나오는 마스트를 비녀처럼 사용하기로 했습니다. 

아래처럼 가는 드라이버를 사용해 적당한 위치에 구멍을 뚫었습니다.

비녀를 끼운 상태입니다.

뒷부분은 역시 마스킹 테이프로 처리. 물론 힌지를 다는 방법도 있습니다. 

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이상입니다. 조립은 생각보다 간단합니다. 아니, 멀티곱터 조립때보다도 훨씬 간단하네요. 다음은 픽스호크 설정 방법입니다.

얼마전 고정익 드론을 조립했습니다. 이번엔 저혼자 조립한 게 아니라 Dronewe에서 시행하는 픽스호크 조립교실(고정익)에 참가해서 조립했습니다. 

언젠가 한번 고정익 드론을 조립해야겠다... 라고 생각하고 있었는데, 조립교실을 보자마자 신청했습니다. 제가 좌충우돌하는 것보다 시간을 절약할 수 있고, 픽스호크를 잘 아는 분과 만나는 것도 의미가 있다고 생각했기 때문입니다.

아래는 이번에 제가 조립한 드론입니다. 밥상하고 비교해보니 상당히 커보입니다. 하지만, 재질이 강화스트로폼이라서 별로 무겁지 않습니다.

참고로 저는 부품을 따로 따로 주문하지 않고 교육키트를 구매했습니다. 만약 처음으로 조립을 한다면, 교육키트 외에 무선 송수신기와 LiPo 배터리 충전기가 더 필요합니다.

가장 중요한 부품은 아무래도 프레임이겠죠. 이 프레임은 Skywalker X-5 FPV / UAV Flying Wing 1180mm 라고하고 Hobbyking에서 구입하실 수 있습니다. 알리익스프레스에도 많이 나와 있습니다. X5는 Elevon(Elevator+Aileron) 타입입니다. 좌우 날개에 달린 보조날개 두개만으로 승강타(Elevator), 방향타(Rudder), 보조날개(Aileron) 의 기능을 모두 수행하는 구조입니다. 

다음으로 픽스호크(Pixhawk) 비행콘트롤러가 필요합니다. 이번에 사용한 건 Hobbyking의 HKPilot32 입니다. 

그리고 이와 함께 외부 LED+USB 모듈도 구입해야 합니다. 멀티콥터의 경우 반드시 필요한 건 아닌데, X5는 뚜껑을 덮어버리기 때문에 외부에서 확인하기 편하도록 이 녀석을 추가하는 게 좋습니다.

저는 이제까지 모두 3DR에서 나온 Pixhawk 오리지날 제품만 사용했었습니다. 하지만 현재 3DR에서는 Pixhawk를 더이상 판매하지 않고, Pixhawk mini 만 판매중입니다. 그것도 예약판매만 하는 중이죠. 그리고 Pixhawk 2 가 판매를 시작했기 때문에 Pixhawk 2를 사용하는 게 더 좋을 수도 있습니다.

제가 사용한 HKPilot32는 픽스호크 clone입니다. 픽스호크 자체가 오픈하드웨어 프로젝트로 제작된 것이기 때문에 클론이 많을 수 밖에 없습니다. aliexpress에서 검색해보면 정말 많습니다. 어떤 게 정말 쓸만한지... 비교해 놓은 글도 별로 없어서 망설일 수 밖에 없는데, 그나마 HobbyKing에서 제작한 것이고 이 리뷰글에 따르면 벌써 1년 전에 제작된 것이므로 안정적으로 사용할 수 있을 것 같습니다.

다음 모터. X5 프레임에 보면 다음과 같은 내용이 있습니다.

• Motor: 2212-2215, 1600-1900KV 
• Prop: 7x4 - 8x6

모터는 2212-2215 크기의 1600-1900 kV 제품을 사용하라는 건데요, 2212, 2215 가 무엇을 의미하는지 찾아봤더니, 회사에 따라 다를 수는 있지만, 모터의 크기를 의미한다고 합니다. 예를 들어 아래는 2822 모터는 아래와 같이 모터의 지름이 28mm 인 경우를 

제가 사용한 모터는 Turnigy 의 2836 1500 kV 모터입니다. 추천한 모터보다 크기는 큰 편입니다. 아마도 힘도 좀 더 세지 않을까 싶네요.

프롭은 8x4.5 크기의 Folding Propeller 입니다. X5 기체의 특성상 착륙시 동체로 착륙하는데, 이때 프로펠러가 땅에 닿아 부러질 가능성이 높기 때문에 접이식 프롭이 필요하답니다. 이 프롭은 핏치가 4.5인치인데, X5 스펙에 8x6 프롭을 추천하였고, 모터도 원래 것보다 약간 힘이 센것이니, 8x6 프롭을 사용하면 더 낫지 않을까 싶네요.

다음은 변속기(ESC). 아래의 Hobbywing XRoter 40A 짜리 ESC를 사용했습니다. 원래는 이게 아니었는데 조립중 문제가 발생해서 이걸로 바꿨습니다.

그다음 배터리. 이건 국내에서 오이엠으로 제작한 것이랍니다. HBZ-B 11.1v 4200mAh 3S 35C

동력계통의 마지막은 서보모터입니다. 서보모터란 피드백이 제공되어, 원하는 속도 및 거리(각도)로 정확하게 동작할 수 있는 모터를 말합니다. 제 드론에 들어 있는 건 3.9kg.cm 인데, 사실 이게 얼마나 강한 모터인지는 전혀 모릅니다. ㅠㅠ 하지만, 워낙 보조날개가 가벼워서 그다지 센 모터가 아니라도 괜찮을 듯 싶고... PX4 조립에서 추천한 건 1.2kg.cm 짜리이므로 좀 강한 서보모터인 듯 합니다. 

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여기까지가 가장 중요한 부품들입니다. 크게 나누면 프레임과 비행콘트롤러, 그리고 동력계통, 이렇게 세부분으로 나눌 수 있겠는데, 저는 이중 동력계통에는 어떻게 해야 가장 적절한 것을 선택할 수 있을지 거의 모릅니다. 그냥 찾아봐서 다른 사람들의 추천을 받거나, 기존 만들어진 부품을 기준으로 만들 수 밖에 없는 정도. 앞으로도 더 많이 공부해야 한다는 뜻입니다.

그리고... 처음부터 테스트목적이니 만큼, Skywalker X5 ARF kit을 사서 테스트해보고 부품을 바꾸는 것도 괜찮은 생각이다 싶네요.

그리고 조립하려면 별도의 송수신기 외에도 나사라던가 드라이버, 열수축튜브 등등 여러가지가 필요하지만 생략하겠습니다. 

rod connector : Staufenbiel

힌지 테이프 : Hinge Tape w=3.8cm, L=5m [힌지테이프];

순간접착제 경화촉진제 : 록타이트 경화촉진제

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참고 글 : PX4 조립