드론 DIY 기초 - 부품 구성

ED 콘텐츠 에디터 2018.03.08
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대한민국 No.1 드론 웹 정보채널 엔조이드론 운영자입니다.


이번 가이드는 레이싱에 입문하려는 분들을 위한 가이드를 좀 써볼까 합니다^^


레이싱드론은 대부분이 DIY로 직접 제작한 기체를 사용하니 아무래도 드론에 대한 지식 수준이 상대적으로 조금 높습니다.


물론 완구용 드론이나 촬영용 센서드론도 어차피 드론이고 원리는 똑같지만 기성품으로 나오는걸 사용만 하면 되는 제품들이니 상대적으로 지식에 대한 수요가 적을 수 밖에 없죠^^;;;


완구드론, 센서드론, 레이싱드론 등 드론의 종류에 따른 차이점이 궁금하세요?


드론의 종류 구분 : [엔조이드론 웹사이트 바로가기]


또한 레이싱드론도 기성품으로 나오는 것들이 있지만 워낙 "스포츠" 개념의 분야이다보니 좋은 성적을 내기 위해 기체 튜닝을 하게 되는 경우도 많고, 견적도 많이 나서 부품교체를 해야 하는 경우도 많고... 결국 기성품을 사더라도 기본적인 DIY를 할 줄 알아야 편하죠^^


그렇다고 완전히 드론 개발자처럼 전문적이어야 할 정도는 아니니 레이싱입문전부터 너무 긴장하지 마시구요^^;; 예를들면 PC를 조립식으로 만들어서 쓰는 정도의 지식 수준은 있어야 한다는 것이죠. 그러려면 각 부품들이 하는 역할과 부품들간의 연관성 정도는 알아야 하니까요 ㅎㅎ


자, 그럼 각설하고 오늘 설명해드릴 첫 내용은 드론을 구성하는 부품들의 종류에 대해 설명해드릴까 합니다^^




 

1) 프레임 (Frame)

2) FC (Flight Controller ; 비행조종장치) 

3) PDB (Power Distribution Board) & BEC (Battery Eliminator Circuit)

4) 모터

5) ESC (Electronic Speed Controller ; 변속기)

6) 수신기

7) 카메라

8) 영상송신기

9) 배터리

0) 배터리스트랩, 프로펠러



일단 FPV 레이싱 드론의 구성품을 10가지로 구분해 보았습니다.


드론 기체를 구성하는 부품들만 나열한 것이고요.


이외에 FPV레이싱을 위해 필요한 조종기나 고글에 대한 초보자가이드는 향후에 따로 작성하도록 하겠습니다^^


먼저 드론을 구성하는 부품들간의 관계에 대해서 먼저 설명을 드려야겠네요.



 

드론 부품들은 크게 두가지 시스템으로 나뉘어서 작동됩니다.


한가지는 드론 비행에 관련된 시스템이고 또 다른 한가지는 영상과 관련된 시스템이죠. 이 두가지 시스템은 별개로 작동되기 때문에 한쪽에 문제가 생겨도 다른쪽 시스템에는 영향을 주지 않습니다. 즉, 드론이 날지 못한다고 해서 영상이 안나오는 것은 아니고 영상이 안나온다고 해서 드론이 날지 못하는 것은 아니라는 것이죠.  


물론 전원은 같은 곳에서 공급받으니 전원체계에 문제가 있다면 두 시스템이 동시에 작동이 되지 않을수는 있겠지만요. ㅎㅎ


그럼 다음으로 부품 하나하나에 대한 간단한 설명을 해드리겠습니다.



1) 프레임 (Frame)



 

프레임은 기체의 얼굴에 해당하는 부분이죠. 프레임 형태에 따라 드론의 모양이 달라지니까요. 그리고 DIY된 레이싱기체의 모델명을 표기할때도 프레임을 기준으로 표기하는 것이 일반화 되어 있습니다.


프레임은 위, 아래 보드 하나씩과 4개의 암대로 구성되어 있는 경우가 일반적입니다. (기종에 따라 옆면에 보드들이 들어가는 것들도 많습니다만...^^;;)


암대는 4개의 모터가 올라가는 부분으로 "arm"이라는 명칭을 우리나라식으로 표현하다보니 "암대"라고 하는듯 보입니다. 뭐, "다리"라고 표현하는 사람들도 있고요^^;;


암대는 아래 보드와 일체형으로 된 것도 있는데 그런 형태일 경우 암대가 부러지거나 하면 보드 전체를 바꿔주어야 하는 번거로움으로 인해 최근에는 거의 아래보드와 암대를 조립하는 형태로 나옵니다.


또한 프레임에 따라 기체의 크기별 등급도 정해집니다. 250급 레이싱드론이라고 하면 대각선의 모터와 모터 사이 길이(휠베이스라고 합니다)가 250mm 라는 것이죠. 


레이싱 경기에서 기체 등급의 범위를 정해놓는 경우가 많기 때문에 대회를 생각하시는 분들은 그런것도 고려해서 프레임 선택을 하셔야 할 것입니다.



2) FC (Flight Controller ; 비행조종장치) 



 

FC는 드론의 두뇌에 해당하는 부분입니다. 인간의 신체로 따지면 드론에 들어가는 각종 센서들이 눈, 코, 귀 등 감각기관이라면 이러한 센서들로부터 외부자극을 감지하고 그에 대응하여 드론의 움직임을 컨트롤 하는 것이 FC라고 할 수 있죠.


특히 FC의 가장 중요한 기능은 수신기로부터 들어오는 조종기의 신호(명령)를 처리하여 모터의 속도를 조절하는 ESC에게 명령을 내리는 역할을 합니다.


그리고 FC는 컴퓨터와 마찬가지로 CPU를 가지고 있고 그 안에 OS역할을 하는 Firmware(펌웨어)를 설치하여 작동하게 되는데, 펌웨어 종류에 따라 크게 세가지로 구분됩니다. (물론 해외에서 Group 단위로 개발되는 것들도 많이 있고, 알려지지 않은 펌웨어들도 많을거라 생각되지만 국내 유저분들이 일반적으로 많이 사용하는 것으로 정리하였습니다)


Betaflight

Raceflight

Kiss 


펌웨어에 대한 설명은 나중에 별도의 가이드를 만들어 설명드리겠습니다^^


사진에 같이 찍혀있는 붉은색 동그란것들은 진동완화를 위한 고무링입니다~



3) PDB (Power Distribution Board) + BEC(Battery Eliminator Circuit)



 

PDB & BEC는 각 부품들의 전원공급을 담당하는 보드입니다.


PDB는 각 부품들로 연결되는 전선들을 간편하게 하기 위한 전자기판이고, BEC는 각 부품들이 요구하는 전압으로 전력을 공급해주기 위한 장치인데 요즘은 두 역할을 동시에 하는 제품이 많이 나와서 같은 부품으로 설명하였습니다.  




4) 모터



 

모터는 드론의 핵심동력입니다. 신체로 따지면 근육 등 운동기관에 해당하겠죠.


모터에 대한내용은 별도의 가이드를 작성하여 설명하도록 하겠습니다^^


[드론의 핵심동력! 모터에 대하여... 바로가기]



5) ESC (Electronic Speed Controller ; 변속기)



 

ESC는 변속기입니다. 브러시리스 모터를 구동하기 위한 장치로써 FC로부터 명령 신호를 받아서 모터에 인가되는 전압과 펄스속도를 조절하여 모터의 회전속도를 조절합니다. (브러시모터에는 ESC가 필요 없습니다~)


나중에 조립가이드를 올릴때 설명하겠지만 ESC는 암대위에 올라가 모터와 FC를 연결하게 되므로 모터와 마찬가지로 4개를 구매하여야 합니다. 최근에는 4in1 변속기라고 해서 하나의 보드에서 배선만 모터로 연결하면 되는 형태의 제품도 나오고 있습니다.



6) 수신기



 

수신기는 말그대로 조종기의 신호를 받아 FC에 전달해주는 역할을 하는 부품입니다. 따라서 수신기는 조종기와 호환이 되는 제품을 구입하여야겠죠.   



7) 카메라



 

카메라는 드론의 비행과 관련된 부품은 아닙니다만 FPV레이싱을 하려면 없어서는 안될 부품이죠.


카메라 구입에 대해서는 렌즈 사이즈를 고려하셔야 하는데요. 이유는 렌즈 사이즈에 따라 FOV(field of view)라고 하는 시야각이 달라지기 때문입니다. 관련 내용은 나중에 따로 가이드 글을 작성하는 걸로 하고, 이번 가이드에서는 "레이싱용이라면 2.1~2.5mm의 렌즈를 사용하는 것을 추천해드린다"는 설명 정도만 해드리겠습니다^^;;



8) 영상송수신기



 

영상송수신기는 FPV카메라에서 받은 영상을 고글로 송신해주는 역할을 합니다. 특정 주파수로 "채널"을 설정하여 송신하는 형태이므로 채널을 맞추면 어느 고글로도 송신기가 발송하는 영상을 볼 수 있습니다. 레이싱에 쓰이는 영상송신기는 race band라고 불리는 약 5.6~5.9Ghz 영역의 채널 주파수 송신을 지원하는 제품을 구입하시면 되겠습니다.



9) 배터리



 

배터리는 드론의 에너지원입니다. 일반적으로 3.7V 리튬-폴리머 배터리를 사용하며, 레이싱기체는 대부분 4셀 직렬로 14.8V의 배터리를 사용합니다. 용량은 제품에 따라 약 1,500~2,200mAh 정도까지 다양하며, 비행시간은 5~10분 정도 입니다. 


배터리와 관련해서는 방전율, 보관 관리법, 충전기 등 설명할 내용이 많기 때문에 별도의 가이드에서 자세히 설명하겠습니다.


[드론의 에너지원! 배터리에 대하여... 바로가기]


이제 부품들에 대해 알아보았으니 조립을 해야겠죠? ㅎㅎ 조립 가이드에 대해서는 따로 가이드를 작성하였습니다^^


[드론 DIY 기초 - 기체조립 바로가기]



그럼 여기까지!! 초보자가이드를 마칩니다~


다음에도 더 유용한 정보들로 찾아뵙도록 하겠습니다.


그럼 레이서 여러분 모두들 무견적 안비 하시길^^