Drone Setting and Flight (Part 1)

요즘 드론이 대세입니다.

 

 현재 드론의 표준 처럼 굳어진 DJI 사의 팬텀 시리즈

조종기, 기체, 베터리를 같이 구매했을 때, 기계적인 경험이 없는 사용자에게 가장 높은 가성비를 제공하는 제품이기도 합니다.

멋이라고는 전혀 없는 카본 골조에 베터리, 화상 카메라가 탑재된 전형적인 레이싱 드론

패키지 형태로 나오는 경우도 있지만, 사용자 스스로 변속기, 모터 수신기를 조립해서 만드는 경우가 많습니다. 카본 골조에 레이싱을 기본으로 설계된 구성으로 충돌시에서 쉽게 수리가 가능하고 왠만한 충격도 벼텨낼 만큼 내구성이 높습니다.

딱 봐도 동글 동글 귀여운 완구 드론... 한달 이상 가지고 놀기 힘들고... 외부로 들고 나가기도 힘듭니다.

많은 글들이 있고 소개하는 내용들이 있지만… 딱히 내가 정확하게 보고 싶은 내용을 찾기가 어려운 것 역시 사실입니다.

 

무선 조종 자동차와는 다르게 적지 않은 설정이 필요합니다.

 

완구용 드론과는 다르게 성인 취미용 드론은 여러 가지가 비행 안정 장치가 전자 장비로 구성되어 있어, 해당 기능을 완벽하게 사용하기는 어렵습니다.

 

완구용 드론을 가지고 놀아본 경험이 있으신 분이라면… 아이들의 단순한 장난감 같은 항공기가 의외로 조종하기 어렵다는 것을 느껴 보셨을 겁니다.

 

갑자기 하늘로 솟구 치기도 하고… 착륙은 부드럽게 되기는 커녕 추락에 가까운 착륙을 하기도 합니다.

 

그리고 적지 않은 경우 착륙을 하는 중에 망가지는 경우가 더 많기도 합니다.

 

따라서 원활한 조종을 위해서 몇가지 전자 장비가 추가되는데요….

 

1. 6축 자이로 : 기본 중의 기본
   
    
   
   
    드론의 수평을 유지합니다. 드론은 헬리콥터와는 다르게 4개의 도는 6개의 모터가 회전해서 발생시키는 양력으로 비행하는 기기입니다. 실제 조종기로 이륙을 하게되면, 각각의 모터에 동일한 전력이 공급되고 모터는 '이론상' 동일한 양력을 발생시켜 드론의 수평을 유지하게 됩니다. 이는 이론상이며, 각각의 물리적으로 다른 모터가 동일한 파워를 정확하게 낼 수는 없습니다.  이 때, 기체의 기울기를 감지하여 양력이 떨어지는 모터에 추가적인 전력을 공급하여 양력을 증가시켜야 하는데… 이때 기체의 기울기 등을 확인하는 기능이 바로, 자이로 시스템입니다.
    요즘은 대부분의 완구용 드론에도 장착되어 있는 기본 중의 기본 기능입니다.

 

2. 압력계 : 고도 유지만 되어도 조종자를 자유롭게 한다…
   
    드론이라는 것이 3차원 공간에서 움직이는 항공기면서, 고정익 비행기 보다 어쩌면 더 어려운 조종 기술을 요구합니다. 가장 큰 문제는 동일한 고도를 유지하면서 그 자리에 계속 떠 있기가 생각보다 쉽지 않다는 데 문제가 있습니다. 출력을 올리면 너무 올라가 버리고… 조금만 낮추면 마로 추락해 버리는…
    이런 문제를 해결하는 것이 기압계입니다. 약 3 미터 정도의 고도도 기압계가 탑재된 드론은 고도를 유지하게 할 수 있습니다. 또한, 앞 뒤 옆으로 이동할 때 고도를 유지하게 하므로서 고도 유지에 대한 스트레스를 경감시켜 줍니다(이게 왜 스트레스가 심한 일인지는 다음에 설명하기로 하죠…)
   
    거기에 결정정인 추가 하나 더.. .고도를 알 수 있으니 착륙도 가능합니다. 즉, 자동 착륙이 가능합니다. 대부분의 경우 착륙 실패로 기체가 손상되는 경우가 많음을 감안할 때 자동 착륙 기능은 기체를 보호하는 좋은 방법입니다.

 

3.  GPS:  끝판왕
    항공 촬영 전문가 용으로 가게 되면 끝이 없겠지만… GPS 만 탑재되더라고… 거의 기능면에서는 끝판왕입니다. 셋업용  Application  에서 경로를 설정하고 비행하게 하는 것은 물론, 고도 및 위치를 고정한 상태로 비행도 가능합니다. 즉 측풍이 불어 오는 중에도 지속적인 위치를 유지할 수 있습니다.
    경로 비행이가 위치 고정을 가장 그럴듯하지만… 뭐니 뭐니 해도 끝판왕인 이유는 자동 복귀 기능입니다. RTL ( Return to Launch)  또는 RTH (Return to home) 이라는 기능인데… 기능을 활성화 하는 즉시 해당 위치에서 약 20m 를 수직 상승한 후 원래 위치로 돌아오는 기능입니다. 고도계와 GPS  를 활성화 시킨 기능으로 이 기능만 있다면 드론이 손상되거나 잊어먹을 이유가 거의 없습니다. (물론 비행 중에 베터리를 다 소모하게 되거나 강풍이 불게 되는 경우는 예외입니다.)

 

 일단 드론을 구매하시게 되면, 위 세가지의 기능이 있는지 없는지를 먼저 살펴 보신 후에 구매를 하시는 것이 가장 중요합니다. 가격이 좀 있더라도, 쓰다 버릴 드론이 아니라면…  최소한 압력계가 탑재된 드론을 구매하시는 것이 좋습니다.

 왜냐하면, 압력계가 탑재되는 위치는 대부분 드론의 두뇌라고 보이는 Flight Controller 라고 하는 기능입니다. 압력계가 포함되는 FC  는 향후 소나, GPS  를 탑재할 수 있는 확장성을 가지는데 반해, 압력계가 없는 경우는 확장성이 떨어지며, 향후 확장을 위해서  FC 를 교체할 경우, 어렵디 어려운 셋업을 다시 진행하여야 합니다.

 

 드론의 선택

 

드론을 선택하기 위해서는 자신의 성향 부터 파악해야 합니다.

 

 드론을 날리고 드론을 통하여 항공 촬영을 하고 하는 것이 중요한 목적이라면 완제품 드론을 구매하는 것이 좋습니다.

 완제품 드론 중에서도 약간의 가격이 있는 것들과 그렇지 않은 완구용 드론이 있는데… 그 구분은 여러가지가 있겠지만… 시중에 각각 개별 부품을 판매하느냐 그렇지 않으냐가 가장 큰 차이라고 할 수 있습니다. RTF (Ready to Flight)  를 구매하시는 것이 가정 적합합니다.

 

 조종기, 카메라까지 탑재한 대표적인 RTF  드론 그냥 사서 날리기에는 딱 좋지만.. 뭔가 부족함을 느끼기 시작할 때 부터 할 수 있는 것이 아무것도 없다는 것에 절망하게 됩니다.

 특히 부품에 손상이 있는 경우 해당 제조자의 정품이 아니면 쓸 수 없기에.. 수리가 배보다 배꼽이 더 커지게 됩니다.

 드론을 가지고 산으로 들로 돌아 다니시면서 가지고 놀고 하시고 싶으신 분이라면.. 조종기, 드론이 같이 들어 있는 제품을 구매하시는 것이 좋습니다

 

 드론은 날리는 것도 좋지만.. 기계로 조립하고 만드는 것도 좋다… 는 분은… 아예 처음부터 하나 하나 구매하시거나 PNF 제품을 사용하시는 것을 권합니다.

 

 하나 하나 만들기가 불가능하지는 않지만… 납 땜 부터 아무런 가이드가 없는 상황에서 만들어 나가는 것은 정말 쉽지 않습니다. 가끔 부품에 불량 부품이 뭍어 오는 경우라면.. 도무지 어디서 뭐가 잘 못 되었는지 알 수 없는 경우가 많습니다.

 

 일단 시작은 PNF 로 하게 되면, 조립에 대한 이해와 향후에 다른 드론을 만들 때 많은 도움이 됩니다.

 

 이 글도  PNF  드론을 구성해서 만들어 보는 것 까지… 를 내용으로 하려고 합니다.

 

 하지만 Plug and Flight  라고 하는 것도 만만치 않습니다.

 

조종기, 베터리만 빠진 상태의 Hobbyking DYS-250

FC 는 초보적인 CC3D  지만 FC 뿐만 아니라, 모터 변속기까지 다양하게 변경이 가능합니다.

조종기와 베터리가 빠진 Quanum Venture 모델... 일단 이렇게 만들어 주면 이 기체를 기본으로 구성할 수 있는 기본적인 컨셉을 이해할 수 있습니다. 특히 탑재된 화상 송신기는 1 km  의 송신 능력을 자랑합니다

 무선 자동차야 변속기와 조종기 리시버면 연결하면 바로 굴러가지만… Flight Controller  라는 것이 운영 체제를 가지고 있는 만큼 그 운영 체제에 적정한 설정을 해 주시 않는 경우라면… 프로펠러를 돌리기가 정말 쉽지 않습니다.

 

 뿐만 아니라, 자동차와는 다르게 비행을 위해서 많은 부분이 생략된 드론은 프로펠러 때문에 다치기 쉬운 기계기도 하니.. 조심 또 조심하면서… 시작을 하려고 합니다.