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드론(쿼드콥터) 완제품을 산다면 신경 쓸 필요가 없는 부분이지만, 나는 직접 조립할 것이므로 부품을 따로 알아보고 사야한다.

각 부품에 대한 자세한 설명은 따로 글을 파서 하겠지만, 우선 주요 내용에 대해서 메모해둔다.



1. 모터

당연히 드론을 날리려면 드론을 띄울 동력이 필요하다. 쿼드콥터에는 4개가 필요하다.

드론에 주로 쓰이는 모터의 종류로는 코어리스 모터BLDC 모터가 있는데,

코어리스 모터는 회로가 덜 복잡하고, 그래서 작은 완구 드론에 주로 쓰이지만 드론 체급이 커지면 힘이 부족하다.

BLDC 모터는 브러시리스 모터라고도 부르는데, ESC라는게 필요하지만 더 강하고 빠른 힘을 낼 수 있어서 대부분 이 쪽을 쓴다.

나도 BLDC 모터를 써서 만들 것이다.



2. ESC (Electronic Speed Controller, 전자 속도 제어기 / 변속기)

위에서 말한 BLDC 모터의 제어를 위해 사용하는 부품이다.

BLDC 모터는 구조상 선이 3개 있는데, 여기에 극성을 적절하게 가해서 회전시키는 원리이다. ESC는 그 극성을 가해서 모터를 회전시키며, 또 신호를 받아 적절히 모터 회전 속도를 가/감속한다.


ESC는 모터에 필요한 전류에 따라 다르게 선택하는데, 예를 들어 모터의 최대 소모 전류가 18A라면 ESC는 20A 이상의 것을 사용하면 된다.

또 제품 카탈로그를 보면 OneShot125 같은 기능도 있는데, FC(제어보드)의 역량에 따라서 쓸 수 있는지가 결정된다.

나는 아두이노로 직접 제어보드를 만드는데, 우선은 날리는 데에 의의를 두고 나머지 ESC의 기능은 나중에 천천히 생각해보도록 한다.



3. 배터리

모터를 돌리려면 역시 필요한 전력원이다.

리튬 폴리머 배터리는 "셀"로 구성돼있는데, 이를 몇개 직렬로 연결했는지에 따라 1S, 2S 등으로 분류한다. 일반적으로 멀티콥터에는 2S ~ 6S 사이의 배터리를 많이 쓰고, 3S~4S 정도가 무난하다. 나는 3S 배터리를 사용하기로 했다.

3S 배터리라면 12.6V ~ 10.2V의 전압이 출력된다. 배터리의 특성이나 전압과 관련된 얘기는 추후 배터리 글에서 하자.



4. PDB (Power Distribution Board, 전원 분배 보드)

배터리에서 나가서 4개의 모터로 들어가는 전류는 꽤 크다. 이 전류를 전선에 과부하를 걸지 않고 전달하기 위해 PDB를 사용한다.


물론 전선을 잘만 연결한다면 전류에 대해서는 생각할 필요가 없다. 나는 다만 미관상으로 좋지 않고 망가지기 쉬워서라고 생각한다.

배터리의 +극에 ESC 4개의 +선을 연결하면 한 접점에 5개의 선이 연결된다. -극에 대해서도 하면 또 선 5개가 추가된다. 어쩔 수 없이 접점은 커질것이고, 진동이나 충격에 깨지기도 쉬울테니 PDB를 사용해서 구분을 해 놓는 것이다.


아무튼 어느 정도만 넘으면 큰 차이가 없는 부품이고 가격도 크게 비싸지 않으므로, 적당한걸 사면 된다. 간혹 드론 몸체에 내장되어있기도 한데, 그렇다면 그걸 사용하면 된다.



5. 드론 본체 (프레임)

모든 부품들을 올려놓을 본체이다. 사용 목적에 따라 고르는 기준이 몇가지 있는데 적당히 맞춰서 사면 된다.


첫째로 크기, 레이싱 드론 같은 것들은 250mm 정도의 프레임을 주로 사용하고, 촬영용으로는 비행 안정성을 위해 450mm 이상의 것들을 주로 쓴다.

둘째로는 재질, 카본섬유(카본파이버) 재질이 가장 튼튼하면서도 가볍지만, 그만큼 비싸진다. 작고 추락 가능성이 큰 레이싱 드론들은 비싸진 않은 카본섬유 프레임이 많이 있다.

그 다음으로 유리섬유도 있는데, 질기고 적당히 가볍고 저렴해서 많이 쓰인다.

나는 유리섬유 재질의 450mm 프레임을 사용할 예정이다.



6. FC (Flight Controller, 비행 제어기)

시중에도 많이 있고, 뭘 고르느냐에 따라 비행 특성, 효율 등이 많이 달라질 부품이다.

평범한 RC 비행기, RC 헬리콥터에는 잘 달지 않는 부품인데, 센서로 현재 각도를 계산해 여러 모터들의 출력을 끊임없이 조절하면서 각도를 맞추어 수평을 유지하면서 안정적으로 날 수 있게 해주는, 멀티콥터에게는 반드시 필요한 부품이다.


CC3D, Naze32, APM 등등 여러 상용 보드가 있지만, 이 프로젝트의 목적이 아두이노로 FC를 만들어 쿼드콥터를 조종하는 것이므로 상용 보드는 다루지 않는다.

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예비컴공돌이

각종 프로젝트 진행중! 생각날때마다 블로그 업데이트합니다.

이번 학기 안으로 직접 아두이노로 드론을 제작해서 날리려고 한다.

드론의 종류는 RC 비행기, 헬기, 멀티콥터 등등 다양하게 있는데, 여기서 말하는 드론은 프로펠러가 4개 달린 쿼드콥터이다.


계획은 학기 초부터 했지만, 회로 설계, 부품 주문, 드론에 탑재될 다른 기능 제작 등으로 프로젝트 시작과 포스팅이 늦어졌다.


윗 줄에서도 말했듯이, 드론을 날려보는게 끝이 아니고 추가적으로 넣을 기능도 있다. 그건 앞으로 진행하면서 공개하기로 하고, 인트로 끝!

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