공간정보와 인터넷지도

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

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.
  

• "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

• 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

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.

• 3DR GPS Mast 

• 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. 

• Skywalker Quattro 4 in 1 ESC -  $33
• Hobbywing LED Program Card - $8
• Hobbywing Throttle Hub - $5

• R7008SB 리시버 - $158

며칠 전에 3DR Solo 기본 작동방법 과 시험비행에 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

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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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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.

스마트 샷(Smart Shots)

셀카촬영(Selfi)

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

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

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

• GoPro 연결

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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.

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 마지막 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

고효율 리튬배터리에 최적화된 소형 쿼드콥터

• 최신 초고효율 리튬 배터리는 일반적으로 사용하는 LiPo 배터리에 비해 무게당 에너지 밀도가 거의 2배에 달한다.
• 3300 mAh 3.7volt Panasonic NCR18650B 배터리의 무게는 47 그램임에 비해, 동등한 일반 LiPo 의 무게는 100 그램에 달한다.
• 다만 최대 방출비율(maximum discharge rater)가 2C 즉 6.6 A 뿐이 안된다는 단점이 있다.
• 아울러 고효율 리튬배터리는 일반 LiPo에 비해 충방전 회수가 몇배 정도 길다.
• 적절히만 사용한다면 이 배터리를 사용하는 콥터는 비행시간이 거의 2배정도 길어질 수 있다.
• 이러한 배터리를 사용하는 콥터를 설계할 때 가장 중요한 점은 전류가 충분할 수 있도록 무게를 낮추는 일이다.
• 이 쿼드콥터 설계에서는 가벼운 탄소섬유 프레임과 함께 잘 선택된 T-Motor MT2206 1200 KV 30 그램 모터와 10" 프롭을 사용한다.
• 여기에 2S 2P 6600 mAh 리튬배터리와 비행콘트롤러, 리시버, FPV 카메라와 송신기가 포함되어 있다.
• 무게는 500 그럼 정도. 배터리가 2개를 병렬로 하여 13.2 A를 제공한다 (최대 전류는 10A 이하)
• Xcalc 사이트에 따르면 호버링 60분, 비행시간 30분 정도가 가능하다고 한다.

특정 멀티콥터 조립법에 대한 링크

• 여기는 Forrest Franz 씨가 제작한 아주 간단하고 가벼우며 매우 강한 탄소섬유 쿼드콥터 프레임에 대한 링크이다.

첨단 설계 개념을 채택한 상용 멀티콥터 

결론 및 추가 고려사항

• 나는 3D 프린팅이나 CNC 는 언급하지 않았다.
• 이 두가지 기술은 모두 프레임 전체 혹은 부품을 만드는데 아주 좋은 기술이다.
• 하지만, 대부분의 사람들은 장비가 없어가 기술이 부족하여 여기에서 다루지 않았다.
• 몇백히 이런 기술이 있다면 멀티콥터 프로젝트를 훨씬 더 성공적으로 이끌 수 있다.
• 또한 레이드 유리섬유 혹은 탄소섬유 혹은 진공성형에 대해 많이 다루지 않았다.
• 아주 튼튼한 프레임 또는 외형을 만들 수 있지만, 이또한 아주 심각한 기술이 필요하다(특히 탄소섬유)
• 또한 멀티콥터의 공학적 기준에 대해서도 상세하게 다루지 않았다.

1. 잘 모른다.
2. 내 관점에서 볼 때 극히 일부 사람들만 가능하다.
3. Paul Pounds 박사정도는 가능하며, 이 주제에 대한 논문을 참고하라 : Quadrotors

• 간단한 설계를 원하고, 프레임암을 간단한 단일 튜브를 프롭 밑에 설치하는 거라면 잘 동작할 것이다.
• 둥근 튜브는 동일한 크기의 사각 튜브에 비해 flat plate 면적(프롭워시 간섭)이 반이다.
• 모터 프롭을 프레임 암 아래에 배치하면 효율성이 향상되나, 프레임 설계 및 clearance 문제가 발생한다.
• 가능한 한 무게를 중심으로 모으도록 하고, 비행콘트롤러를 가능한한 무게 중심에 가깝게 배치하라.
• 이렇게 하면 무게 중심 및 비행콘트롤러를 중심으로 콥터가 회전하게 된다.
• 하지만, 사람들이 생각하는 것처럼 중요한 것은 아니다. stablizing throttle이 자동으로 보상해주기 때문이다.
• 초보적인 힘의 이해만 있어도 많은 것이 해결된다. 좀더 많은 걸 원한다면 취미의 범주를 벗어난다.

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

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.

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
• $14.00 CNC 가공된 초강력 유리섬유 암. Hoverthings Quadcopter에 사용됨
  

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

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.

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.

• 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.

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.

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 Kit 은 멀티곱터 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. 

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

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

• 암 제일 안쪽에 있는 구멍. 30mm 나사를 끼움. 임시로 너트로 고정해둠
• 검은색 암은 길쭉한 쪽으로 (이쪽이 후면임). 청색 암은 조금 넓은 쪽으로 연결할 것.

• 번호에 맞춰 모터의 3선과 ESC의 3선을 연결. 회전방향에 따라 색을 유의하여 꽂아줄 것.

- 전원부/모터/ESC 등을 모두 base plate 에 결합

• ESC를 base plate 끝부분에 cable tie 로 고정 (ESC 라벨을 아랫쪽 구멍속으로)
• 전원용 XT60 커넥터가 콥터 뒤쪽으로 빠져나오게 할 것

- Top plate 결합

• 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

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

• Pixhawk plate위에 30mm 스페이서를 두고 그 위에 Accessory plate

• 위쪽에서 나일론 bolt로 조이고, 아래쪽은 금속 너트
• 결합된 Pixhawk plate를 Top plate위에 올려두고, 너트만으로 결합

• I2C splitter, telemetry radio, RC 리시버 등 위치 선정. 양면테이프로 고정
• 각 부품들을 Pixhwak 와 확실하게 결합

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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

이 글은 3DR에서 판매하고 있는 픽스호크(Pixhawk) 퀵가이드를 번역하고, 기타 정보를 취합한 것입니다.

픽스호크 비행콘트롤러는 쿼드콥터와 같은 멀티콥터 외에도 고정익, 모형헬기, 심지어는 모형배나 자동차까지도 조종이 가능한 자동운항 가능 콘트롤러입니다. 

픽스호크는 기본적으로 하드웨어만 있습니다. 여기에 여러가지 종류의 Firmware를 올릴 수 있는데, 어떤 것을 올리느냐에 관계없이 거의 비슷하다고 합니다. (조금 더 알아봐야 합니다.)

픽스호크의 구성품

• Pixhawk 콘트롤로
• GPS with compass
• Telemetry radio

• 별도로 RC transmitter/reciever 가 필요함. 
• ArduPilot 펌웨어는 Mission Planner 또는 APM Planner를 통해 업로드 해야 합

픽스호크 설치 방법

Firmware 올리기

• Mission Planner 또는 APM Planner 를 설치하고 이를 통해 올릴 수 있음
• 모두 설치가 끝나면 어플을 실행하고, Pixhawk 를 mico-USD로 연결.
• 연결하면 자동으로 드라이버를 설치함. 이때는 "Connect"를 클릭하지 말 것.
• Initial Setup, Install Firmware를 선택하고 기체의 종류를 선택

• 상태줄에 다운로드가 완료되었다고 뜨면, USB를 끊었다가 다시 연결. 
• 이때 음악소리가 들리면 완료. 삑삑 소리가 들리면 USB를 끊고선 안전버튼을 누른 상태에서 USB를 연결. 이때 삑소리가 여러번 들리고 마지막으로 삑삑 하면 정상적으로 설치된 것임.

캘리브레이션

이 부분은 http://copter.ardupilot.com/wiki/configuring-hardware/ 참조

• Pixhawk를 PC에 연결. communication option에서 PX4 FMU, 115200 으로 설정. 
• Connect 를 누름. -> Initial Setup 과 Mandatory Hardware를 선택
• Frame Type 선택
• Compass 캘리브레이션
• compass 를 Enable. Allow Dec Calculation 두개모두 On으로 설정
• Pixhawk를 선택
• 그 다음 Live Calibration 을 선택하면 Wizard가 뜸. 
• 가속도계 캘리브레이션
• Accel Calibarion 선택. AC 3.0+를 선택후 Calibrate를 누름. 
• 기체 위치를 바꿀 경우에는 몇초쯤 대기후 실행할 것
• RC 캘리브레이션
• Radio Calibration 선택. 
• 송신시 전원. Calibrate Radio 누름. 모든 스틱과 스위치를 끝까지 보냄. 
• 모든 채널에 대해, 빨강 막대가 설정되면... Click when Done을 누를 것

• **** 좀더 자세한 내용 : Ardupilot Wiki 참조

• Flight Mode 선택
• 송신기 스위치를 조작하여 (비어있는 위치로) 옮김. 녹색이 현재 설정된 위치임. 
• 각각의 위치에 대해 모드를 설정함. 
• 다 끝나면 Save Modes를 누름.
• 자세한 내용은 Copter wiki  확인

• ESC 캘리브레이션
• 아마도 필요하지 않을 것 같지만, 모터가 잘 안돌아간다면 여기에 있는 비디오를 참고로하여 실시

• Pre-armSafety check
• 캘리브레이션 잘못, 센서데이터 오류 등이 발생을 하면 비행이 불가능하도록 막음.
• 이 경우 미션 플래너에 연결하여 오류를 체크하고 필요하다면 수정. 
• 자세한 내용은 http://copter.ardupilot.com/wiki/prearm_safety_check/ 참조

기타 정보

• LED의 의미

• Safety Switch의 의미

• 소리의 의미
• 초기화 성공 : 삘리리삘릴리 또르르르
• 초기화 실패 : 삐 뚜~~ 뚜~~
• 기타 소리는 여기를 확인할 것

• Port

이번엔 3DRobotics의 DIY Quad kit을 조립할 예정입니다. 이 문서는 조립을 위한 사전 준비용입니다.

이 제품은 멀티콥터 조립방법의 분류에 따르면 완전 조립 키트(All Inclusive Kit) 입니다. 말그대로 모든 부품이 다 포함되어 있어 그냥 키트만 구입한 후 조립만 하면 됩니다. 물론 이것만 조립할 것은 아니고, Tarrot Gimbal kit 그리고 LiveView Kit도 함께 조립할 예정입니다. 사진/비디오를 촬영하지 않는다면 의미가 없을테니까요.

아래가 DIY Quad kit 입니다. DJI F450 Flamewheel 에 비해 썩 예뻐보이지는 않네요. ㅎㅎ

왜 이걸 조립하느냐... 몇가지 이유가 있습니다.

우선 저는 Pixhawk 비행콘트롤러에 관심이 많습니다. 오픈소스이기도 하고, 자동운항을 비롯해 아주 많은 기능이 들어 있기 때문입니다. (DJI NAZA 쪽은 건드릴 수 있는 게 아무 것도 없거든요) 항공사진촬영 및 3D 매핑쪽으로 응용하려면 이 콘트롤러가 필수적입니다. 

이 기종은 물론 GoPro 용입니다. 그러니까 항측용으로는 조금 부적절합니다. 하지만, 처음부터 대형기종을 조립하는 건 부담스러워서 이걸로 우선 테스트 해볼 생각입니다.

이 글은 http://3drobotics.com/kb/diy-quad-kit/ 에 있는 조립 설명서를 정리한 것입니다. 제가 필요한 것을 위주로 정리했기 때문에 약간 빠진 것도 있을 수 있습니다. 그리고 그림은 거의 없습니다. 원 소스를 참고해서 보셔야 합니다.

부품

Frame : 프레임 부속품. 암/플레이트/다리/기타 나사 와 벨크로

          PDB(전력배분판), 4줄전선(15cm), 6줄전선(15cm), 서보케이블...

전자부품 : 모터, ESC, 프로펠러, GPS 키트, Pixhawk

기타 필요한 부품 : 스크류 드라이버,  양면테이프, 납땜 도구 등

모터 조립

- 모터를 암에 결합

• mortor plate를 암 끝에 올림. 좁은쪽이 바깥쪽. 그 위에 모터. 
• 모터에 있는 구멍 2개를 정렬한 후, 아래쪽 큰 구멍을 통해 5mm 로 조임
• threadlocker는 한방울 이하로 사용. 끝부분 나사 4-5개 정도만 발라줌.

- 모터 cable을 암 내부로 끼움

- 밑바닥에 motor plate 결합

• 윗쪽 motor plate와 동일한 방향으로
• 19mm spacer 를 가운데 두고  25mm 볼트/너트 3개로 결합. 

전력 계통 결합

- Deans connector 를 ESC에 납땜

+는 빨간색선, -는 까만선에. 미리 열수축튜브 끼워둘것.

- ESC에 1-4번까지 번호를 써둘 것. 

- ESC를 PDB(전력배분판)에 결합

• PDB에 보면 M1 ~ M4 까지 있음. 이에 맞춰줘야 함. Deans connector 와 3선 케이블을 PDB에 연결
• 3선 케이블 연결시, 하얀색은 M1-4 위치에, 빨간색은 +, 까만색은 - 에 맞춰줌

본체 플레이트 결합

- base plate에 벨크로를 감는다

• 맨질맨질한 면이 바닥으로 가야함
• 배터리 고정용 벨크로 strap을 아래쪽 긴 구멍을 통해 끼워줌.
• 긴 벨크로 테이프를 보슬보슬한 쪽을 base plate 아래에 붙여주고, 꺼칠꺼질한 쪽을 배터리에 붙여줌
• *** 이 작업은 base plate 아래쪽임. 즉 배터리는 아래에 매달리는 형태

• 암 제일 안쪽에 있는 구멍. 30mm 나사를 끼움. 임시로 너트로 고정해둠
• 검은색 암은 길쭉한 쪽으로 (이쪽이 후면임). 청색 암은 조금 넓은 쪽으로 연결할 것.

• 번호에 맞춰 모터의 3선과 ESC의 3선을 연결. 회전방향에 따라 색을 유의하여 꽂아줄 것.

- 전원부/모터/ESC 등을 모두 base plate 에 결합

• ESC를 base plate 끝부분에 cable tie 로 고정 (ESC 라벨을 아랫쪽 구멍속으로)
• 전원용 XT60 커넥터가 콥터 뒤쪽으로 빠져나오게 할 것

- Top plate 결합

• 암 위에 Top plate를 올림. 암 고정부는 현재 금속너트로 고정되어 있는데, 여기에 나일론 너트를 하나더
• 검은색 암은 30mm 볼트 + thumb nuts.
• 파란색 암은 25mm 볼트 
• 마지막으로 윗판과 아래판사이에 19mm spacer를 끼우고 25mm 볼트와 너트로 결합

Pixhawk 플레이트 결합

-  Pixhawk 설치

Pixhawk 키트의 foam... 4개를 구석에 붙임. 화살표가 앞쪽(넓은 부분쪽)을 향하도록 설치함.

- 버저와 스위치 설치

• 스위치를 Accessory plate에 끼워넣음. 스위치를 분리. 전선을 구멍에 윗쪽에서 아래쪽으로 끼워넣음. 
• 스위치 케이블을 Pixhawk 에 있는 SWITCH 포트에 결합. 
• 양면테이프를 사용하여 버저를 Accessory plate 아래쪽에 부착
• **** 스위치는 위쪽, 버저는 아래쪽에 위치함.

-  GPS 설치

• 기둥을 Accessory place 앞쪽에 설치. 단 이때, GPS 마스트 위쪽에서 낮은 부분이 왼쪽으로 가도록 할것
• 마스트에서 비닐 벗겨내고, GPS 안테나 설치. 이때도 방향유의. 화살표가 앞쪽으로.
• 선을 케이블 타이로 정리

• Pixhawk plate위에 30mm 스페이서를 두고 그 위에 Accessory plate
• 위쪽에서 나일론 bolt, 아래쪽은 금속 너트
• Pixhawk plate를 Top plate위에 올려두고, 너트만으로 결합

• I2C splitter, telemetry radio, RC 리시버 등 위치 선정. 양면테이프로 고정
• 각 부품들을 Pixhwak 와 확실하게 결합

다리 조립

- 다리 조립

다리판 배열. 구멍 3개. 18mm 스페이서를 넣고 5mm 나사로 결합. 

다리 위쪽에는 leg support plate를 끼워 넣음

- 25mm 나사로 결합

캘리브레이션

- Mission Planner 혹은 APM Planner 를 다운로드 받음

- Wizard 실행

• mission planner를 실행시키고 Pixhawk 를 USB로 연결. copter의 배터리 연결. *** 프로펠러는 꽂지 말것
• 메뉴에서 "Initial Setup" 
• Firmware 설치 - 완료되면 음악들림. 삑삑 소리가 들리면 비상스위치를 누름
• Wizard 실행 - 그 다음부터는 순서대로. 
• Frame type 은 대칭형 쿼드콥터
• 가속도계 캘리브레이션
• 전자나침반 캘리브레이션
• 배터리 모니터... 전압과 전류 조정. 이 비디오 확인 (다른 장비가 필요하네... ㅠㅠ)
• 소나 - 통과
• 송수신기 캘리브레이션. 이전에 미리 바운딩 되어 있어야 함. RC 송신기를 켜고 Calibrate Radio를 선택함. Calibrate를 누르면 시작함. 스틱과 스위치들을 끝까지 돌릴 것. 각각의 빨간색 막대가 콘트롤 끝까지 가는지 확인할 것. 각각의 채널에는 최대/최소를 조정할 수 있음. 다 끝나면 "Click when Done"을 누를 것
• Flight Mode를 선택 : 송신기에서 스위치를 이동시켜서... Flight mode를 각 스위치의 초록색부분에 할당시킬 것.???? ******* Flight mode는 별도 정리
• Fale Safe : throttle failsafe, battery failsafe, GPS and ground station failsafe 등.
• Geofence : geofence를 설정하면 Autopilot 이 정해진 구역에는 들어가지 못하도록 막아줌. 설정방법

• 시작전 확인사항 : PC와 연결되어 있으면 안됨. Battery 꺼져있고, 프로펠러도 빼고 시작
• #1 - 송신기 전원 켜고, Throttle을 최대로 올려줌. 
• #2 - 배터리 전원 연결 - LED가 파랑-노랑-빨강이 순환함. (다음번 전원에서 ESC 캘리브레이션 하겠다는 뜻)
• #3 - 배터리를 뺐다가 다시 연결. (Throttle은 그대로)
• #4 - 삑 3개(3S 배터리), 삑 2개 (throttle이 최고라는 것 감지했음) - throttle 내릴 것, 긴 삑(완료). 이상태에서 throttle을 올리면 모터가 돌아감. - LED는 빨강/파랑이 순환됨. 
• #5 - throttle을 내린 상태에서 배터리를 해제했다가 다시 연결해주면 정상상태로 돌아감

프로펠러 결합

- 프로펠러 조립

프로펠러 패키지에서 링을 제거. 링보다 작은 구멍을 찾아서, propeller hub 뒤쪽에서 삽입

- 프로펠러 어댑터 조립

프로펠러 어댑터와 긴 스크류 드라이버. 프로펠러 어댑터에 포함된 3개의 작은 나사에 threadlocker 발라줌. 어댑터를 모터 위에 결합

- 프로펠러를 모터에 결합할 때 방향을 잘 확인할 것 (글씨가 위로 가는 방향으로 결합)

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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.

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

• T3 season 2 – “the model” blog post and winner announcement 
• Sylvain’s “fallen blockhouse” T3 entry blog post 
• Thorsten’s “resconstruction of largest hallstatt tumulus grave” T3 entry blog post 
• Stephen Gienow’s “Octocopter scan of UMBC” T3 entry blog post 
• Krasiczyn Castle 3D model, Poland 
• MyDrone’s “Buisante Chapel” T3 entry 
• Creating Maps from Drone Imagery – 3DRobotics and Aero drone 
• Ecosynth wiki – a suite of tools used to map vegetation in 3d using off-the-shelf digital cameras and open-source computer vision software 
• Triggering non-CHDK cameras from Pixhawk
  

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.

• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(1) - 부품에 대한 설명
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(2) - 조립에 관한 정보 수집
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 1단계 조립완료(3) - 하드웨어 조립 순서
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - Naza 와 Futaba 14SG 세팅(4) - 하드웨어/소프트웨어 설정
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - FPV (5) - 카메라/비디오 조립 및 설정

먼저 참고문서들입니다. 

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.

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

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.

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.

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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.

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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. 

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.
   

민, 푸른하늘

이 글은 DJI NAZA 와 Futaba 14SG, 그리고 14SG에 함께 오는 SBUS2 모드를 지원하는 RX7008SB를, SBUS 모드로 설정하는 방법입니다.

F450 하드웨어 구매, 관련 조립방법 정리, 실제 조립을 통해 하드웨어는 결합했지만, 그렇다고 바로 날릴 수 있는 것은 물론 아닙니다. 송신기(조종기)인 Futaba 14SG와 F450 + NAZA 를 서로 연결하고, 자신의 필요에 따라 설정해야 하기 때문입니다.

이 글은 RCGroups에 있는 DJI Naza and Futaba 14SG/RX7008 in SBUS2 mode 를 기본으로 보면서 유튜브 비디오도 참고로 하여, 계속 테스트하면서 나름대로 수정한 내용을 담고 있습니다. 

제가 쿼드콥터 조립하는 과정은 아래 글들에서 볼 수 있습니다.

• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(1) - 부품에 대한 설명
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(2) - 조립에 관한 정보 수집
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 1단계 조립완료(3) - 하드웨어 조립 순서
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - Naza 와 Futaba 14SG 세팅(4) - 하드웨어/소프트웨어 설정
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - FPV (5) - 카메라/비디오 조립 및 설정

먼저 사용되는 장비입니다.

• Futaba 14SG 송신기
• Futaba SBUS2 수신기 - RX7008SB (RX2008SB 나 기타 SBUS를 지원하는 수신기도 가능하다고 함)
• DJI NAZA M V2 비행콘트롤러 - (V1 도 가능)
• 멀티곱터 - DJI Flame Wheel F450 (물론 다른 기체도 무방)

원문에서는 모드1으로 설정하였으나, 이 글에서는 모드2로 설정하였습니다. 모드1은 비행기나 헬기 등 전통적으로 많이 사용했던 방식이고 특히 우리나라와 일본에서 많이 사용한다고 하는데, 멀티곱터의 경우 우측 핸들에 전후방/좌우이동이 함께 배치되어 있어 사용하기 편하여, 현재 기본으로 사용되고 있습니다. 특히 저처럼 처음부터 드론으로 입문한다면 모드2로 사용하는 게 나을 것 같다는 조언도 받았습니다.

여기에서 멀티콥터를 기준으로 할 경우, Throttle은 상하 이동, Rudder는 좌우 회전, Elevator 는 전후방이동, Aileron은 좌우방향 이동입니다. 원래의 의미는 아래 그림을 참조하시면 됩니다.

나머지 키는 아래와 같이 할당합니다. 참고로 가능한 한 자세모드(GPS/ATTi/FS) 설정키는 Throttle과 반대쪽에 두는 게 좋다고 합니다. 자세모드를 변경할 때 기체가 흔들릴 수 있으므로, Throttle을 확실히 콘트롤 할 수 있어야 하기 때문이라고 합니다.

모든 스위치는 전원을 넣었을 때 스위치가 윗쪽 방향(조종자에게서 멀어지는 방향)으로 가도록 설정하였습니다. 취향에 따라서는 모두 아래쪽 방향으로 설정할 수도 있습니다. 적어도 일부는 윗쪽, 일부는 아래쪽으로 설정하면 좋지 않습니다. 만약을 대비해서요.

위는 제가 최종적으로 설정한 상태입니다. 왼쪽에 있는 SA 스위치에는 IOC(Intelligent Orientation Control)를 설정하였고, 오른쪽에 있는 SD 스위치에는 자세제어 옵션을 넣었습니다.

스위치는 설정을 요약하면 다음과 같습니다. 원래는 다른 설정도 있는 것 같지만, 최초 설정은 이 정도면 무방합니다.

• 송신기 스위치 - 채널 - NAZA - 기능
• SA             -  6   - X2     - IOC 설정(Off - CL - HL)
• SD             -  7   - U      - Flight mode(GPS - ATTi - FS)

**** 쿼드콥터에서 프로펠러 제거 

• 의도치 않은 사고 방지를 위해서는 먼저 프로펠러를 제거하는 게 좋습니다.

**** 14SG 송신기와  수신기(RX7008) Binding (Futaba 한글매뉴얼 참조)

• 먼저 송신기(조종기)와 무선수신기를 연결해야 합니다. 송신기에서 보내는 신호를 수신기가 받도록 하는 것입니다. 맨처음 구매를 했을 때에는 바인딩이 되어 있습니다. 그런데 저는 새로운 Model을 생성했기 때문에 바인딩이 필요했습니다.

1. 수신기가 50cm 이내에 있는 상태에서 송신기 전원을 넣는다.
2. LNK를 두번 클릭하여 Linkage 메뉴로 들어감. System을 선택하고 RTN을 클릭함
3. LINK로 옮겨간후 RTN을 클릭함. LINK 모드로 들어가면서 삐리릭 소리가 들림.
4. 즉시 수신기의 전원을 넣음.
5. 잠시 기다리면 수신기 LED가 빨간색 깜빡임 상태에서 녹색으로 전환됨. 바인딩이 완료된 것임. 다시 System에 들어가보면 아래와 같이 id 가 표시됨.

*** 수신기와 NAZA 콘트롤러 결선

• DJI PMU를 Naza X3 포트에 연결함 : +5V 전원공급 및 Naza-to-USB 신호를 전달
• Naza X2 포트와 RX7008의 8번(SBUS) 포트를 연결 (주의 : SBUS-2 아님)
• 기타 1번부터 7번까지 연결한 선이 있다면 모두 제거함.
• 이 두개 선만 연결되어 있으면 됨

1. Link/Mode 스위치를 누른 상태에서 수신기의 전원을 켬. 적색과 녹색 LED가 동시에 점멸하면 버튼에서 손을 뗀다.
2. Link/Mode 스위치를 누를 때마다 1/2/3/4모드 가 순서대로 바뀜. 2번 모드로 설정(적색 LED 가 두번씩 반짝임) - 2번모드는 1-7번은 일반 채널로 사용하고, 8번은 S.BUS채널로 사용하는 모드임
3. 원하는 모드로 변환했으면 버튼을 길게 누름(2초 이상). 적색과 녹색 LED가 동시에 점멸하면 모드변환이 완료. 
4. 다른 모드로 바꾸려면 전원을 껐다가 다시 시도.

• DJI 사이트에서 최신 S/W를 다운로드 받아 설치.
• PC가 인터넷이 연결된 상태에서 R/C 송신기 전원 -> 쿼드콥터 전원 -> USB 포트 연결
• DJI 사이트에서 드라이버를 받아 설치.
• Assistant S/W 실행하고 Register 혹은 로그인
• 왼쪽 아래 단추 2개가 각각 초록색(연결) /파란색 깜박임(통신)하면 작동 가능상태임

• 업그레이드를 눌러서 모두 "No updates"로 표시되지 않으면 업그레이드 실시

• Quadcopter로 설정
• 설정 후, 아래에 있는 모터테스트를 하여 모터 방향 확인 (1/3은 반시계, 2/4는 시계)
• 모터 방향이 맞지 않을 경우, ESC 선 3개중 아무거나 2개를 서로 바꿔주면 됨.
• GPS 위치 설정. 
• 무게중심과 안테나 중심간의 거리를 측정. 가능한 한 정확하게
• 장비를 설치하는 등 무게중심이 바뀌면 새로 고쳐줘야 함.
• 특히, NAZA M V2와 안테나의 방향을 주의할 것
• RC 설정. 
• Receiver Type은 DBUS로 설정 (위에서 Naza X2 포트와 RX7008의 8번(SBUS) 포트를 연결한 것)
  
• 이 상태에서 조종기(송신기)의 조이스틱을 움직이면 이 화면에서도 움직여야 함
• 저의 경우엔 "TX stick(s) mid point error too big" 이라는 에러가 발생해서 고생했는데, 그냥 아래에 있는 것처럼 Calibration만 해주면 해결됩니다.
• 모두 전원을 끈 후, 송신기 전원 -> 드론 전원 -> USB 연결 -> Assistant 실행 -> RC 탭에서 A/E/T/R 밑에 있는 Calibration [Start]를 누르고 조이스틱을 여기저기 끝까지 계속 왔다갔다 한 후 Finish.
• E/T는 Rev로 설정 : 조이스틱 움직이는 방향과 화면에서 움직이는 방향이 일치하지 않을 경우에 조종기에서 REVERSE로 설정할 수도 있지만, 그냥 여기서 설정하는 게 편함.
• 조종기의 LNK 세팅
  
• 7번 채널에 SD를 할당. GPS-Atti-FS로 설정
• 이때 7번 채널의 ENDPOINT를 78(중간지점) 로 변경.
• 7번채널의 방향을 바꾸기 위해 REVERSE에서 설정
• NAZA Assistant S/W의 상태 
  
• SD를 위아래로 움직이면, 위(GPS)/중간(Atti)/아래(FS)로 각각 움직여야 함
• 현재상태에서 스위치를 켜면 자동으로 FailSafe로 이동해야 하며, 스위치를 켜면 즉히 SD의 상태로 표시되어야 함. (이 유튜브 비디오의 13:50 ~14:53확인. 단, 이 비디오에서는 SD가 아니라, SE에 모드를 설정했음에 유의)
• Assistant S/W에서 Receiver Advanced Protection(자동으로 FS로 들어가는 조건)을 ON으로 설정
  
• Gain은 건드리지 않음.

• Motor Idle Speed : 변경하지 않음
• Cut Off Type : Intelligent 로 세팅
• FailSafe 는 Go-Home and Landing 으로 설정
  
• IOC는 설정
• 아래와 같이 켜준다
  
• X2는 channel 6 SA에 할당되어 있는데 방향이 반대라서 REVERSE 시킴
  
• Gimbal 은 생략
• Votage Setting 은 배터리 종류만 설정
  
• Limits은 아래처럼 설정. (필요에 따라)
  

• Check IMU Status 단추를 누름.
  
• 맨 처음이기 때문에 캘리브레이션이 필요. 아래에 있는 Basic Cali를 수행
• 수평상태로 가만히 두기만 하면 Basic Calibration은 통과됨

• 이제 설정은 완료된 상태임.
• View 탭에 들어가면 현재까지 설정된 상태를 한꺼번에 체크 가능
  
• 설정완료!!!

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.

• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(1) - 부품에 대한 설명
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립(2) - 조립에 관한 정보 수집
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 1단계 조립완료(3) - 하드웨어 조립 순서
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - Naza 와 Futaba 14SG 세팅(4) - 하드웨어/소프트웨어 설정
• DJI F450 기반 쿼드콥터 조립 - FPV (5) - 카메라/비디오 조립 및 설정

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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.

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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. 

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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.

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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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