Rafdy FPV

예전에 Fatshark goggle에 장착할 patch antenna를 고르다가 Immersion RC에서 나온 5dbi patch antenna를 많이들 쓰길래(아래 사진) 그걸 찾아서 주문한다는 것이 그만 아래 녀석을 주문해 버렸는데요. 배송오고나서 포장을 뜯어보니, 와 이건 손바닥만한 patch antenna라서 goggle에 달았다가는 목이 꺾일 꺼 같았습니다. 슬쩍 달아서 고글을 썼더니 느껴지는 무게감에 사용을 포기하고 위의 5dbi patch antenna를 다시 주문했더랬습니다. 그런데, 13dBi gain을 가지는 patch antenna를 goggle에 달면 영상 끊김이 매우 줄어들 것으로 생각이 들었고, goggle에 mount할 수 있는 방법을 googling 했습니다. 역시나 내가 생각한 것을 누군가는 생각을 했더라구요. Patch antenna를 receiver의 jack에 바로 꽂으면 한쪽으로 무게가 쏠릴테니 가운데 쪽에 달면 조금 덜할 것 같았는데, 어떤 행동가가 역시나 가운데에 patch antenna를 거치할 수 있는 3D model을 Thingiverse에 올려놓은 것을 찾았습니다. 그래서 바로 출력을 해서는 아래 사진처럼 mount했습니다. 거치대는 fan으로 돌출된 부분 양옆으로 끼우는 형태인데 따로 고글에 고정되는 부분이 없기 때문에 글루건으로 붙였습니다. Patch antenna에 나 있는 네 개의 볼트구멍과 맞도록 디자인 되어 있어서 위 그림처럼 M3 볼트로 고정을 할 수 있었습니다. 안테나 잭은 90도로 꺾어주는 adapter를 달아서 receiver의 잭에 연장선으로 연결해 주었습니다. 성능은 아직 심각하게 테스트 해 보진 못했는데, 고글을 썼을 때 무게의 압박감이 상당히 줄어 들었습니다. 그래도 약간 무거운 느낌이 나는 건 어쩔 수가 없습니다. 그래도 ground station에나 쓸 법한 안테나를 고글에 장착하니 천군만마를 얻은 것처럼 든든하더군...

오늘은 요즘 제가 주로 날리는 기체에 대해 리뷰해 볼까 합니다. 자체 제작한 녀석이고, PID 튜닝까지 완료한 쌩쌩한 녀석입니다. 주력기체가 되는 경우는 일단 들고 나가서 날리다가, 별 말썽을 안 일으키면, 계속 그 기체를 들고 나가서 날리다 보니,그렇게 됩니다. 대각선 모터의 축간거리가 정확히 220mm로 떨어지는 QAV-R clone frame이고, carbon fiber 소재로 되어 있습니다. Arm의 두께는 4.0mm, 하판의 두께는 2.0mm, 상판의 두께는 1.5mm 되겠습니다. 상판이 얇아서 엎어진 채로 바닥에 추락하면 가끔 깨져버리기 때문에 조금 두꺼웠으면 하는 바람이 있습니다. 두 번이나 깨진 탓에 이 녀석은 세 번째 frame입니다. ESC는 RacerStar 35A all-in-one을 사용했습니다. 가격 대비 성능이 좋고, noise도 그리 많지 않으며 내구성도 좋아서 평들이 좋길래 저도 한 번 써 보았습니다. ESC board 위로 omnibus F4 board가 soft mount 되어 있고 상부에도 silicone ring을 넣어주었습니다. 전원부에는 LC filter로 이어지는 전원선이 주전원선 양 옆으로 위치해 있습니다. FPV 영상에 noise를 줄이기 위한 방법이죠. 전원부 하단에도 330uf, 25v low esr capacitor를 달아 두었습니다. 덕분에 영상 feed는 비행내내 쾌적하게 좋습니다. 최상부에는 RC receiver인 FrSky XM+를 얹었습니다. 제가 써 본 2.4GHz receiver 중에는 가장 만족도가 높습니다. 조종 거리도 full range라서 최적의 상황에서 1km까지 비행이 가능하고 크기도 작고 가벼워서 어느 frame에건 잘 부착할 수 있어서 좋습니다. 뒤쪽 하판 바로 위에 TBS Unify Pro HV video transmitter를 달아주었고, 그 위에 LC filter를 얹어서 cable tie로 단단히 고정해 주었습니다. VTX에서 나오는 ...

한동안 블로그 작성이 뜸했습니다. 레이싱 드론 제작하고 비행 연습하고 수리하고... 무한반복... 정신없이 달려온 육개월입니다. 레이싱 드론 조립 및 비행을 시도한 건 이삼년 전이지만, 최근 육개월 동안 집중적으로 연습해서 그나마 좀 날리게 되었습니다. 저는 주로 신정비행장에서 연습을 하긴하는데, 안전 문제가 늘 신경쓰입니다. 주말에 산책과 운동을 하는 사람도 많고, 어린아이들 같으면 드론 보고 뛰어들어 달려 오기도 합니다. 레이싱 드론은 물론이고 dji사의 드론들도 이 문제에서는 안심할 수 없겠습니다. Team blacksheep의 logo에 있듯 serious toy임에 분명합니다. 이번 주말부터는 서울 및 경기권에서 인적이 거의 없는 스팟을 좀 찾아보려고 합니다. 아차하는 순간에 늘 사고의 위험이 있고, 기체 손상은 둘째 문제고 사람이 다칠 수 있기 때문입니다. 안전한 취미로 오래 지속하기 위한 자구책입니다. 비행금지 구역에 인적이 드물기만 하면, dji류의 기체는 날릴 수 있겠지만, 레이싱 쿼드는 더 까다로운 스팟 선정이 중요한 것 같습니다. 앞으로는 레이싱 쿼드 비행에 적합한 스팟 리뷰도 블로깅 하겠습니다

Rotor Riot의 Freestyle FPV Quad를 위한 Hypetrain 모터에 대해 알아보겠습니다. Quad의 성능을 좌지우지하는 중요한 요소 중의 하나가 바로 모터가 되겠습니다. 지금까지 주로 중저가의 모터만 찾아 빌드를 해온 저로서는 하이엔드 모터에 대한 로망이 아주 많은데요. 하이엔드 모터인 T-motor의 F시리즈 모터를 써보니 안정적이고 진동이 거의 없는 회전 및 폭발적인 회전능력이 아주 마음에 들었습니다. Rotor Riot의 Hypetrain motor 역시 고급진 quad용 모터인데 두가지 정도의 특장점이 있어서 구매를 해보았습니다. 아직 배송중이지만 도착하는대로 리뷰를 남겨 보도록 하겠습니다. Hypetrain motor는 www.rotorriot.com에서 구매하실 수 있습니다. Paypal로 결제를 했고, 개당 25.99$입니다. 4개를 구매하고 배송비까지 지불하니 118.02$가 되더군요. 배송기간은 2주 정도 될 것으로 예상됩니다. Hypetrain 모터의 경우 밑뚜껑이 개방형으로 되어있어 열방출에 유리한 디자인으로 되어있습니다. 모터에 열이 발생되면 모터의 영구자석의 자력이 약해지기 때문에 모터의 성능이 저하됩니다. 따라서 열방출이 원활해야 모터의 건강을 유지할 수가 있습니다. 다만 개방형 모터라서 추락후 이물질이 모터에 들어갈 가능성은 더 높아지겠습니다. 또한 이러한 구조는 모터의 무게를 줄여주기 때문에 결과적으로 드론의 성능을 높여주는 효과가 있습니다. 두번째로 모터의 회전부인 bell 부분과 밑뚜껑의 결합이 c clip이 아닌 볼트로 되어있어 분리 및 청소에 유용합니다. 모래나 흙 풀을 먹었을때 분리가 간편합니다. 물론 하이엔드 모터를 쓴다고 비행실력이 월등히 늘지는 않겠지만, 장비병에 걸린 취미가들이 각종 고가의 장비를 사모으곤 하는 것이 드론도 예외는 아닌가봅니다. 출처: www.rotorriot.com 이녀석을 포함한 quad를 얼른 제작해서 테스트 비행을 해보고 싶어지네요.

오늘은 fpv에 대해 알아보겠습니다. Fpv란 first point view의 머리글자를 따서 만든 용어입니다. 말그대로 일인칭시점이란 뜻입니다. 마치 지상의 내가 드론에 타고있는 것처럼 드론이 보는 주변을 보면서 조종하는 방법입니다. 제 개인적인 생각은 fpv야말로 드론을 더 재미있고 스릴있게 하는 아주 매력적인 비행방법이 아닌가합니다. Fpv 비행을 위해서는 드론에 fpv를 위한 특별한 장치들을 집적해 넣어야 합니다.  어떤 장치들이 필요한지 그리고 그 장치들은 어떤 역할을 하는지 하나씩 살펴보도록 하겠습니다. Fpv camera 드론에 장착하는 카메라입니다. 드론의 전면에 장착하여 드론의 앞에 펼쳐지는 환경을 실시간으로 보여주는 역할을 합니다. 무게와 부피는 작고 좋은 image 센서가 장착된 것이어야 하고 당연히 그 조건을 잘 만족할 수록 가격이 비싸집니다. 해상도를 나타내는 스펙, 입력전압, 등등의 것들이 다양하지만 초보자들의 입장에서 보자면 Runcam이나 Foxeer사의 fpv camera를 사면 제일 무난합니다. Microphone 오디오 마이크입니다. 매우 작은 사이즈의 마이크가 있는데 fpv 시스템에 탑재하여 드론주변의 소리를 파일럿에게 전달해줍니다. 마이크를 사용하지 않으면 지상에서 보는 fpv카메라의 영상이 너무 밋밋하다고 느껴지는데 파일럿으로부터 멀어진 후 영상만 눈앞에 펼쳐지고 모터의 회전이나 바람소리가 나지 않기 때문입니다. 특별히 드론의 모터회전소리나 바람소리를 생생하게 느끼고 싶지 않다면 필수 아이템은 아닙니다. VTX (Video Transmitter) 드론이 보고 듣는 영상과 소리는 카메라와 마이크를 통해 수집이 되는데 지상의 조종자에게는 어떻게 전달을 해줄까요? 거기에 대한 해답이 바로 VTX입니다. 마이크를 달았다면 오디오 전송까지 가능한 vtx를 구매하셔야 합니다. 25mW, 200mW, 500mW, 600mW등으로 표시되는 전력량이 큰 ...

드론의 중요한 동력인 모터와 모터를 콘트롤하는 장치인 ESC(electronic speed controller)를 알아보겠습니다. 플콘(플라잇 콘트롤러, flight cintroller)은 바로 모터에 연결되어 모터를 제어하지 않습니다. 플콘은 자이로센서 및 가속센서의 값과 RC 조종기의 신호를 읽어서 드론이 파일럿이 의도한 조종대로 움직이고 있는지 판단하고 어떤 모터가 얼마만큼의 출력으로 돌아가줘야 하는지 esc에게 알려줍니다. Esc는 brushless motor에 플라잇 콘트롤러로부터 받은 신호를 전압으로 바꾸어 모터를 회전시키는 역할을 합니다. https://robotics.stackexchange.com/questions/10970/connected-battery-esc-and-motor-does-not-power-up-the-arduino 그림은 flight controller가 아닌 arduino board에 연결된 것입니다. Motor를 제어하는 signal을 flight controller가 주는 것이냐 arduino board가 주는 것이냐의 차이만 있습니다. 브러쉬리스 모터는 일반 모터와 달리 브러쉬가 없어서 중심축에 전류를 흘리기 위한 접촉이 없습니다. 따라서 마찰에 의한 열발생이 없어 고속 회전 모터에 사용됩니다. 모터의 규격은 2203-2300KV 와 같이 네자리-네자리 숫자로 표시되는데 22는 모터의 지름 03은 높이를 나타내고 2300KV는 1V당 1분에 2300 회전이 가능한 모터라는 뜻입니다. 다만 모터에 프로펠러가 장착되지 않은 상태의 회전수입니다. 이 KV 숫자가 높다고 무조건 좋은 것은 아니고 같은에너지를 소모하는 모터에서 회전수가 높아지면 토크에서 손해를 보기 때문에 돌아가는 속도는 빠르지만 회전의 힘은 그만큼 손해를 보게 되어 있습니다. 고속으로 회전하기 때문에 밸런싱이 잘 맞게 제작되어야 하고 이 품질에 따라 가격이 차이가 납니다. 250mm 프레임을 쓰는 드론의 경우 2300KV~2600KV...

드론을 구성하는 각 구성요소의 종류를 알아보고 각 요소의 역할에 대해 알아보도록 하겠습니다. 직접 드론을 제작하고 비행하고 싶다면 각 구성요소를 알고 이해하는 것이 중요하겠습니다. 각각의 부품들은 eBay나 Aliexpress 등에서 쉽게 구매할 수 있습니다. 결제는 금방 되지만 배송은 평균 2주 이상입니다. 자신의 스타일대로 드론을 구성하고 만들어 보고 성능을 개선하고 튜닝하는 일 역시 비행만큼이나 즐거운 일입니다. 1. 프레임(frame) 드론의 뼈대가 되는 부분입니다. 모터를 비롯한 송수신 장치와 flight controller를 장착하기 위한 바탕이 됩니다. 가장 많이 쓰이는 것이 carbon fiber frame이고 glass fiber 소재를 사용한 frame도 있습니다. 물론 플라스틱이나 알루미늄 재질의 프레임도 있지만 소재의 강성이나 무게를 고려할 때 carbon fiber가 가장 많이 쓰이고 있습니다. 구글 이미지에서 quadcopter frame으로 검색한 결과 구글에서 quadcopter frame으로 검색해 보시면 위와 같은 여러 종류의 frame을 볼 수 있습니다. 흔히들 frame의 size를 얘기할 때 450mm, 250mm, 210mm, 180mm 등의 수치로 얘기하는데 서로 대각선 상에 있는 두개의 모터 축간의 거리를 수치로 나타낸 값들입니다. 숫자가 클 수록 크기가 큰 프레임입니다. 250mm가 가장 많이 쓰이고 있고, 210mm의 frame도 상당히 인기가 높습니다. 제작의 편의성이나 액션캠 등을 달아 고화질의 영상까지 녹화할 생각이라면 250mm 또는 210mm frame을 생각하시는 것이 좋습니다. 브랜드 있고 정밀하게 제작된 frame의 경우는 10만원을 훌쩍 넘기기도 하지만 중국산 clone frame의 경우는 5만원 이하의 가격으로 만나보실 수 있습니다. 품질의 차이가 매우 크냐고 물어보신다면 크게 차이가 나진 않습니다. 명품 가방과 무난히 들고 다니는 가방의 차이라고나 할까요? 마감이나 내구성 등이...