ExpressLRS(ELRS): FPV 드론 조종의 새로운 표준
FPV(First Person View) 드론을 즐기는 분이라면 조종 신호의 안정성과 반응 속도가 얼마나 중요한지 잘 아실 겁니다. 최근 주목받고 있는 **ExpressLRS(ELRS)**는 오픈소스 기반의 송수신 프로토콜로, 뛰어난 성능과 유연성을 바탕으로 많은 드론 파일럿들에게 사랑받고 있습니다. 이 글에서는 ELRS의 기본 개념부터 작동 방식, 기존 프로토콜과의 차이점, 장단점, 설정 팁, 기존 조종기와의 호환성, 그리고 결론까지 깊이 다루어 보겠습니다.
ELRS란 무엇입니까?
ExpressLRS(ELRS)는 풀네임으로 "Express Long Range System"이라 부르며, 저지연(Low Latency)과 장거리(Long Range)를 목표로 개발된 RF(Radio Frequency) 프로토콜입니다. 기존의 Crossfire나 FrSky 같은 상용 프로토콜과 비교해도 손색없는 성능을 자랑하며, 오픈소스라는 점에서 커뮤니티의 활발한 지원을 받고 있습니다. ELRS는 2.4GHz와 915MHz(또는 868MHz, 지역에 따라 다름) 주파수 대역을 지원합니다. 다만, 대한민국에서는 전파법에 따라 915MHz와 868MHz의 사용이 제한될 수 있습니다. 국내에서 허용된 비면허 주파수 대역은 주로 917~923.5MHz로, 915MHz는 일부 겹치지만 완전히 허용되지 않을 수 있으며, 868MHz는 유럽 규격이라 사용이 불가능합니다. 따라서 국내 사용자는 2.4GHz 대역을 선택하거나, 900MHz 대역 모듈을 사용할 경우 주파수 규정을 확인해야 합니다. ELRS는 드론의 크기나 용도에 맞춘 다양한 하드웨어 옵션을 제공합니다.
ELRS의 핵심 기술
- LoRa 기반 통신:
LoRa는 'Long Range'의 줄임말로, 먼 거리에서도 신호가 잘 닿게 해주는 기술입니다. 예를 들어, 드론이 건물 뒤나 나무가 많은 곳으로 날아가도 조종 신호가 끊기지 않도록 도와줍니다. 비유하자면, LoRa는 약한 신호로도 멀리까지 목소리를 전달하는 확성기 같은 역할을 합니다. ELRS는 이 LoRa 기술을 활용해 안정성과 장거리를 동시에 잡아냅니다. - 높은 패킷 레이트:
패킷 레이트는 드론과 송신기가 초당 몇 번이나 소통하느냐를 뜻합니다. 숫자가 높을수록 드론이 내 명령에 더 빨리 반응한다는 의미죠. ELRS는 최대 500Hz(초당 500번 소통)까지 지원하며, 일부 설정에서는 1000Hz까지 가능합니다. 이는 마치 게임에서 프레임률(FPS)이 높을수록 화면이 부드럽게 보이는 것과 비슷합니다. 특히 레이싱 드론처럼 빠른 반응이 필요한 상황에서 큰 장점으로 작용합니다. - 적응형 설정:
사용자는 펌웨어를 통해 전송 출력, 패킷 레이트, 주파수 등을 자유롭게 조정할 수 있습니다. 전송 출력은 보통 25mW에서 1W까지 설정할 수 있지만, 이는 사용하는 기기에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들어, 일부 저가형 모듈은 최대 250mW까지만 지원하며, 대한민국처럼 비면허 장비의 출력이 25mW로 제한되는 지역에서는 규정을 준수하려면 추가 조정이 필요합니다. 이 유연성은 사용자 맞춤형 설정을 가능하게 하지만, 하드웨어 사양과 지역 규제를 미리 확인하는 것이 중요합니다.
기존 프로토콜과 ELRS의 차이점
ELRS는 기존의 인기 프로토콜(Crossfire, FrSky, Tracer, Ghost)과 비교했을 때 기술적 설계와 성능 면에서 뚜렷한 차이를 보여줍니다.
- Crossfire와의 차이:
Crossfire는 TBS에서 개발한 프로토콜로, 주로 900MHz 대역에서 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 변조를 사용해 장거리와 신호 안정성을 확보합니다. ELRS도 900MHz를 지원하지만, LoRa 변조 방식을 채택해 더 낮은 데이터율로도 신호를 유지합니다. 이는 잡음이 많은 환경에서 신호 손실을 줄이는 데 유리합니다. Crossfire는 최대 150Hz의 패킷 레이트를 제공하며 안정성에 초점을 둔 반면, ELRS는 500Hz 이상을 지원해 반응 속도 면에서 앞섭니다. 또한, ELRS는 오픈소스로 비용이 저렴하고, 동적 전력 조정(Dynamic Power)을 통해 배터리 효율을 최적화할 수 있습니다. 단, Crossfire는 자체 프로토콜 최적화로 설정이 간단합니다. - FrSky와의 차이:
FrSky는 주로 2.4GHz 대역에서 ACCST나 ACCESS 프로토콜을 사용하며, FSK(Frequency Shift Keying) 변조를 기반으로 동작합니다. 이는 신호 전송이 빠르지만, 장거리나 간섭 환경에서는 한계가 있습니다. ELRS는 LoRa를 활용해 스펙트럼 효율을 높이고, 신호 대 잡음비(SNR)를 개선해 더 멀리, 더 안정적으로 신호를 전달합니다. FrSky의 패킷 레이트는 50150Hz 수준에 머무는 반면, ELRS는 최대 1000Hz까지 가능해 조종 지연(Latency)이 약 34ms로 줄어듭니다. 다만, FrSky는 수신기와 송신기의 호환성이 뛰어나 기존 장비를 재활용하기에 유리합니다. - Tracer와의 차이:
Tracer는 2.4GHz 대역에서 고속 FHSS를 사용하며, 평균 250Hz의 패킷 레이트를 제공합니다. ELRS는 동일한 2.4GHz 대역에서도 LoRa를 통해 장거리 성능을 강화하고, 패킷 레이트를 50Hz에서 1000Hz까지 유동적으로 조정할 수 있습니다. Tracer는 최대 출력이 250mW로 제한적인 반면, ELRS는 1W까지 지원해 더 넓은 범위를 커버합니다. 하지만 Tracer는 플러그 앤 플레이 방식으로 설정이 간편합니다. - Ghost와의 차이:
ImmersionRC의 Ghost는 2.4GHz 대역에서 초저지연과 경량 설계를 목표로 설계된 프로토콜입니다. Ghost는 독특한 'Long Range Mode'를 통해 최대 333Hz의 패킷 레이트를 제공하며, 조종 지연이 약 4ms로 매우 짧습니다. ELRS는 이에 비해 더 높은 패킷 레이트(최대 1000Hz)를 지원하며, LoRa 기술로 장거리 성능에서 우위를 점합니다. Ghost는 수신기 무게가 0.6g 수준으로 초경량 드론에 최적화되어 있지만, 최대 출력이 350mW로 ELRS의 1W에 비해 낮습니다. 또한, Ghost는 상용 프로토콜이라 비용이 높고 커스터마이징이 제한적인 반면, ELRS는 오픈소스로 유연성과 저렴함을 제공합니다.
ELRS의 장단점
- 장점:
- 저렴한 가격: 오픈소스라 하드웨어 비용이 저렴합니다.
- 커스터마이징 가능: 설정을 원하는 대로 변경할 수 있어 유연성이 높습니다.
- 커뮤니티 지원: 문제 해결이나 최신 업데이트가 신속히 이루어집니다.
- 단점:
- 초기 설정의 복잡성: 초보자에게는 펌웨어 플래싱이나 바인딩 과정이 까다로울 수 있습니다.
- 하드웨어 의존성: 저가형 모듈은 성능이 일정하지 않을 수 있습니다.
ELRS 설정 팁
- 하드웨어 선택: TX 모듈과 RX 모듈을 구매할 때, 신뢰할 수 있는 브랜드(예: HappyModel, BetaFPV)를 선택합니다.
- 펌웨어 업데이트: ELRS Configurator를 사용하여 최신 펌웨어를 유지합니다.
- 바인딩: 송신기와 수신기를 바인딩할 때 고유 바인딩 문구를 설정하여 간섭을 줄입니다.
기존 조종기와 ELRS 호환성
기존에 FrSky, TBS, 또는 다른 브랜드의 조종기를 사용 중인 분들도 ELRS를 활용할 수 있습니다. ELRS는 외부 모듈 형태로 제공되며, 조종기의 JR 베이(모듈 슬롯)에 장착해 사용할 수 있습니다. 예를 들어, FrSky Taranis 시리즈나 Radiomaster TX16S 같은 조종기는 JR 베이를 지원하므로 ELRS TX 모듈을 바로 연결할 수 있습니다.
다만 확인할 점이 있습니다:
다만 확인할 점이 있습니다:
- 펌웨어 호환성: 조종기의 펌웨어가 외부 모듈을 지원하는지 확인합니다. OpenTX나 EdgeTX를 사용한다면 대부분 문제없이 동작합니다.
- 연결 방식: ELRS 모듈은 CRSF(Crossfire Serial Protocol)를 사용합니다. 조종기가 CRSF를 지원하지 않으면 변환기나 설정 조정이 필요할 수 있습니다.
- 추가 비용: ELRS 수신기(RX)와 드론 설정을 위해 약간의 투자가 필요합니다.
결론
ExpressLRS(ELRS)는 저렴한 비용, 뛰어난 성능, 그리고 유연한 커스터마이징으로 FPV 드론 조종의 새로운 기준을 제시합니다. LoRa 기술을 통한 장거리 안정성과 높은 패킷 레이트로 제공되는 빠른 반응성은 레이싱부터 장거리 비행까지 다양한 용도에서 빛을 발합니다. 기존 조종기와의 호환성 덕분에 접근성도 뛰어나며, 오픈소스 커뮤니티의 지원으로 계속 발전하고 있습니다. 초보자에게는 초기 설정이 다소 복잡할 수 있지만, 이를 극복하면 FPV 드론의 성능을 한 단계 업그레이드할 수 있는 강력한 도구입니다. 국내에서는 주파수와 출력 규제를 준수하며 사용한다면, ELRS는 분명 매력적인 선택이 될 것입니다.
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