Pixhawk 쿼드콥터 조립(4) - 부품 결합

드론/쿼드콥터 2015.12.16 15:41 Posted by 드론의 미래가 궁금한 푸른하늘이

프레임을 조립했고, ESC도 설정도 끝났으니, 이제 ESC를 포함해 모터, Pixhawk 비행콘트롤러 등을 프레임에 배치하고 결합할 차례입니다.


제일 먼저 모터부터 결합합니다. F450 프레임에 사용되는 모터이니 그냥 나사만 조여주면 끝입니다. 그런데 시작하자마자 문제가 발생. 모터와 함께 따라온 나사가 길이가 짧아서 연결이 안됩니다. ㅠㅠ 그런데 마침... 프레임을 구입할 때 따라온 나사들을 맞춰보니 다행히도 딱 맞네요.


아래 사진처럼 선을 암 사이로 적당히 빼고, 나사를 4개 조이면 됩니다. 록타이트 바르는 것 잊지 마시고, 처음엔 약간 약하게 조였다가 마지막으로 꽉 조여주도록.



아래는 모터를 4개 모두 결합한 상태입니다. 잘 보시면 우상/좌하는 은색이고, 좌상/우하는 검은색입니다. 은색 모터들은 반시계 방향으로 회전을 하고, 검은색 모터들은 시계방향으로 회전을 합니다. 원래 Pixhawk도 이렇게 설치해야 합니다. 여기를 참고



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이제 부품 조립을 하기 전에 먼저 전체적인 배선도부터 보여드립니다. 원본은 여기를 참고하세요. 몇가지 차이점은 있지만, 거의 비슷하다고 보면 됩니다.



그 다음 4 in 1 ESC를 설치할 차례입니다. 원래 계획은 하판(위 사진에 보이는 면)에 Pixhawk를 붙이고, ESC는 상판의 바닥, 즉 Pixhawk와 마주보게 설치하는 게 어떨까 생각했습니다. 그런데 Hobbywing Skywalker Quattro 4 in 1 ESC의 크기가 제 예상보다 커서, 아래처럼 상판의 나사를 조이는 부분까지 침범하는 바람에 불가능하게 되었습니다. 상판 윗면에 붙이면 가능하기는 하지만... 그럴 바에는 픽스호크를 위로 붙이는 편이 낫지 싶어 이 녀석을 하판에 붙이기로 했습니다.



머... 그래서 아래처럼 설치했습니다. 그냥 양면테이프로 고정했고, 선을 모터에 연결한 다음 남는 선은 케이블타이로 처리하고요.



여기서... 원래 Pixhawk는 아래 좌측 그림처럼 전방 우측이 1번 모터, 후방 좌측이 2번 모터... 이런 식으로 관리해서 우측의 Quattro와 모터 번호가 다릅니다. 그렇다고 선을 꼬아서 배치하는 건 말이 안되고... 그냥 방향대로 꽂았습니다. 따라서 4 in 1 ESC의 제어선을 Pixhawk와 연결할 때 주의를 해서 연결해야 합니다.

  • Pixhawk 1 - 4(Brown)
  • Pixhawk 2 - 2(Orange)
  • Pixhawk 3 - 1(Red)
  • Pixhawk 4 - 3(White)


한가지 더. 4 in 1 ESC에는 S1~S4까지 4개의 제어선이 나오는 데, 이중 선이 3개인 S3를 제외하고 나머지는 모두 선이 한 개만 있습니다. S3에는 BEC를 통해 직류 5.25V 가 공급되어서, 흰색은 제어선, 빨간색은 +, 검은색은 - 입니다. 이 선은 별도의 Servo 를 구동하는 데 사용할 수 있지만, 저는 당분간 사용할 일이 없기 때문에 아래처럼 빨간색 선을 뽑아서 테이프로 감아두었습니다.



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다음으로 Pixhawk를 부착합니다. Pixhawk를 상판 아랫면에 뒤집어 다른 방법도 있겠지만, 여러가지 선들로 인해 진동이 전해질 수 있어서 포기하고 그냥 상판 윗쪽 제일 잘 보이는 곳에 달기로 했습니다. 


우선 아래가 Pixhawk 구성품입니다. 왼쪽은 파워모듈 그 위쪽으로 스위치가 있고요, 오른쪽 위는 버저, 오른쪽 아래에 네모난 건 GPS 모듈입니다. 맨 아래 사각형은 외부 LED 입니다.  3DR Radio는 빠져있군요. Pixhawk 배선도는 여기를 참조



Pixhawk는 진동에 민감합니다. Pixhawk에 따라오는 사각형 폼블락으로 아래처럼 붙이고



상판 가운데에 붙였습니다. 원래 가능한 한 중심부에 맞추는 게 좋다지만, 중심에서 약간 벗어나도 무방하답니다. 다만, Pixhawk 아랫부분(아래 사진에서는 윗쪽)와 화살표가 있는데, 반드시 쿼드콥터 진행방향에 맞춰줘야야 합니다. (아... 그런데 나중에 생각해보니... 여기에서 실수가 있었네요. 적색 암을 전방으로 두려고 했는데 거꾸로 되었습니다. 기능적으로는 문제가 없긴 한데... ㅠㅠ)



나머지 부품들을 적당히 배치하고 케이블 타이나 양면테이프로 고정했습니다. 그런데 GPS 마스트보다 GPS 모듈의 전선이 너무 짧아서 붙이지 못했습니다.



그래서 할 수 없이... 마스트 기둥을 좀 잘라냈습니다. 아래는 마스트를 쓰러뜨린 모습(보관시)



아래는 세운 모습입니다. GPS 안테나에도 화살표가 있는데 마찬가지로 기체 전면을 향하도록 설치하면 됩니다.



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마지막으로 결선.


먼저 ESC 선을 연결했구요... 위에서 쓴 것처럼, 번호 체계가 다르니, 4-2-1-3순서로 연결했습니다.

  • Pixhawk 1 - 4(Brown)
  • Pixhawk 2 - 2(Orange)
  • Pixhawk 3 - 1(Red)
  • Pixhawk 4 - 3(White)


마지막으로 수신기를 고정하고 연결했습니다. Pixhawk 두번째 포트가 SB 포트로 되어 있지만, Futaba의 SBUS 포트를 여기에 연결하면 안되고 반드시 RC IN에 연결해야 합니다.



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이상입니다. 일단 하드웨어 조립은 끝났네요. 다음에는 여러가지 소프트웨어적인 설정을 바꿔줘야 합니다.


잠깐 감상. Pixhawk가 깔끔하지는 않습니다. 일단 선들이 많은데다가 포트도 여기저기 흩어져 있어서 꽂고 나면 봉두난발이되네요. 게다가 Pixhawk의 경우 내부 damping 시스템이 없어서 Pixhawk에 진동이 전달되지 않도록 설치해야 하고, 따라서 선을 타이트하게 고정할 수 없으니 더 지저분합니다. 아래에 있는 DJI NAZA V2로 조립할 때와는 정말 많이 차이가 납니다.



할 수 없는 측면이 있기는 합니다. DJI에서는 모든 부품을 스스로 생산하고, 자기네끼리만 연동되도록 해 뒀기 때문에 외부 부품과 인터페이스를 할 필요도 없고, 할 수도 없는 반면, Pixhawk는 오픈 하드웨어니까 아주 다양한 부품과의 결합을 고려해야 합니다.


그렇다고 해도 다음 버전에는 내부 damping 이 된다고 하고... 포트만 잘 배치해도 꽤나 깔끔해지지 않을까 싶습니다. 그렇게 되겠죠. 아마도. 3DR Solo가 깔끔하게 나온 걸 보면 기대해도 괜찮겠다 싶습니다. 


민, 푸른하늘

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드론이 세상을 바꾸고 있습니다.드론의 활용처가 계속 넓어지고 있고, 글로벌 기업들의 참여가 많아지고 있으며, 새로운 기술들이 속속 등장하고 있습니다. 하지만 우리나라의 드론 산업은 일부 기업을 제외하면 중국에서 생산된 드론을 가져다가 조립하는 수준이 대부분입니다. 드론은 하드웨어, 소프트웨어, 데이터처리가 복합된 기술입니다. 어떤 기술들을 어떻게 조합할지에 성패가 달렸죠. 5년뒤 10년뒤에 이 블로그엔 어떤 글이 적힐까요? 그것이 궁금합니다.
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