Pixhawk 쿼드콥터 조립(7) - 기본 튜닝

드론/쿼드콥터 2016.01.14 00:33 Posted by 푸른하늘이

기체를 조립하고 처음 날려보면, 생각대로 움직이지 않을 수 있습니다. 즉, 스틱을 조금만 조종해도 확확 움직일 수도 있고 반대로 너무 기동이 늦을 수도 있습니다.


또 스틱을 만지지 않았는데도 기체가 어느 한쪽으로 계속 이동하는 경우도 있습니다.


이때 해야 할 일이 튜닝입니다. APM:Copter에는 여러가지 튜닝방법이 있습니다. PID 제어를 잘 아는 경우에는 Advanced Tuning Guide를 참고하고, 경험이 많은 사람의 경우엔 Autotune 기능을 이용하라고 되어 있습니다. 저는 처음이니 그냥 Copter wiki의 Basic Tuning 에 있는 기본 튜닝을 사용했습니다. 


Roll and Pitch 튜닝


참고 : 기본 튜닝 방법은 다시 정리했습니다. 기본 튜닝은 문서가 일부 변경되었습니다. 여기를 참고하세요. 


여기에 있는 방법은 텔레메트리 라디오를 장착한 상태에서 현장에서 노트북으로 직접 수행하는 것이 제일 좋습니다. 하지만, 저는 노트북이 없어서... ㅠㅠ 그냥 어제 날려본 느낌대로 설정을 바꾸고자 합니다. 안되면 나중에 새로 조종하면 되니까요. 일단 튜닝이 필요한 경우는 다음과 같습니다.

  • Roll 및 Pitch 스틱에 기체가 어떻게 반응하는가? 너무 빠른가 아니면 아니면 반응이 너무 느린가?
  • 어느 정도의 Throttle에서 기체가 Hovering 하는가? 중립위치 부근인가? 아니면 위인가 아래인가?
  • Throttle을 올릴 때 기체가 올라가는 속도가 빠른가? 느린가? 

기본 튜닝을 하려면 먼저 Mission Planner와 기체를 연결해야 합니다. 송신기-기체를 켜고, Mission Planner에서 Connect를 눌러줍니다. 다음으로 CONFIG/TUNING 탭을 누르고 Basic Tuning을 선택합니다.


그런데... Wiki 에 있는 내용과 Mission Planner 화면이 다르네요... 그래서 Wiki 내용은 무시하고 화면 내용을 보면서 설정해보겠습니다.



첫번째 단계에서 저는 약간 반응을 느리게 하고 싶어서 50을 45 정도로 내렸습니다.
두번째 단계에서도 약간 빠르게 반응하는 듯 하여 좌측으로 약간 옮겨줬습니다. 0.15 -> 0.135

세번째 Throttle Hover에서는 스틱이 중앙 아래쪽에서 Hovering 하였으므로, 이것도 좌측으로 (500->450) 약간 옮겼습니다.




이 방식은 그냥 감으로 하는 것이니... 여러 번 날려보면서 조금씩 수정해도 될 것 같습니다.


Throttle 중앙점 잡기(Setting Throttle Mid)

참고 : Throttle 중앙점 잡기는 새로 정리했습니다. 특히 Hover Throttle 자동학습 방법이 추가됨으로써, 이 과정은 별로 필요가 없다고 합니다. 여기를 읽어보세요.


위에 있는 방법으로는 대충 추정 또는 느낌으로 조정하는 것이고, 좀 더 확실하게 조정하는 방법도 있습니다. 그중에서도 /wiki/ac_throttlemid/은 Throttle의 중앙점을 조정하는 방법입니다. 


기체에 비해 추력이 크거나 작으면 Throttle 이 40% 이하 또는 60% 이상에서 기체가 hovering 할 수 있습니다. Stabilize 모드에서만 비행할 경우에는 문제가 없지만, 자동주행모드(Loiter, AltHold 등)으로 바꾸게 되면 기체를 내리거나 올리라는 명령으로 인식되어서 기체가 갑자기 요동을 치게 됩니다. 따라서 Throttle Mid 파라미터(THR_MID)는 stabilize 모드에서 50% 정도가 되도록 설정해두는 것이 좋습니다.


다음은 수행방법입니다.

  • Stabilize 모드에서 최소 30초 이상 기체를 안정적으로 Hovering 시킵니다.
  • 배터리를 빼고, Pixhawk를 Mission Planner에 연결합니다.
  • FLIGHT DAT 화면의 DataFlash logs 탭에서 DataFlash Log 파일을 내려 받습니다. 내려받는 방법은 여기에 있는 방법을 따라도 되고, 그냥 Pixhawk에 들어 있는 Micro SD 카드에서 직접 복사해도 됩니다.
  • 다운로드가 완료되면 "Review a log" 버튼을 누르고 최신 파일을 선택합니다.

  • CTUN 메시지를 찾아 오른쪽으로 가면 ThrOut 이라는 항목이 있습니다. 여기에서 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 "Graph this data Left" 을 누르면 아래와 같은 그래프를 볼 수 있습니다.


  • 그래프 왼쪽 축에 써있는 숫자를 토대로 평균적인 Throttle 값이 얼마인지 알아봅니다. 제 그래프에서는 약 350 정도 나오는 것 같습니다.
    • 참고로 throttle값이 300이하이거나 700 이상이면 아주 심한 overpower 혹은 underpower 상태입니다. 적절한 조치를 해주셔야 합니다. 제 쿼드콥터도 350이니... Power가 약간 과한 상태인 것 같습니다. 아마 카메라를 달면 적절해지지 않을까 싶습니다.
  • 아래 그림과 같이 Mission Planner에서 Configuation -> Standard parameters 로 들어가서 THR_MID 값을 위에서 추정된 값으로 변경해 주고, 위에 있는 Write Params 버튼을 눌러주면 됩니다.



Auto Trim


참고 : Save Trim 및 Auto Trim 문서를 새로 정리했습니다. 이 내용과 동일하므로 따로 보실 필요는 없습니다만, 여기를 참고하세요.

마지막으로 해봐야 할 것은 Auto Trim 입니다. 기체를 잘 조립해도 스틱을 가만 두었을 때 일정한 방향으로 흐를 수 있습니다. 이때 가장 쉽게는 조종기에 있는 Trim 기능을 이용하면 이러한 상태를 바로 잡을 수 있습니다. 하지만, Pixhawk의 경우에는 이런 방법을 추천하지 않습니다. 비행콘트롤러에서 모터의 출력을 제어하여 조종기의 Trim을 사용하지 않도록 설정하는 것을 추천합니다.


wiki/autotrim/ 에는 이렇게 하는 방법으로 Save Trim 과 Auto Trim 두 가지 방법을 제시하고 있습니다. Save Trim은 기체를 날리면서 한자리에 머물도록 Trim을 넣어준 뒤, 이것을 저장하는 방법인데, Auto Trim이 더 간단하기 때문에 이 방법만 정리합니다.

  1. 바람이 없는 넓은 장소를 찾습니다.
  2. Throttle 을 아래로 한 상태에서 Rudder(Yaw)를 우측으로 15초 이상 밀어줍니다. (5초 정도 밀어주면 시동이 걸림. 계속 밀어주면 작은 LED가 빨/노/파로 돌아감. 이제 Auto Trim 준비 완료)
  3. 기체를 띄우고 25초 이상 안정적으로 Hovering 시킵니다.
  4. 기체를 착륙시키고 몇초정도 기다립니다.(trim 값이 EEPROM에 저장됩니다.)
  5. 이제 정상적으로 띄워서 조정이 바로 됐는지 확인합니다. 안됐으면 2-4를 다시 반복해줍니다.
머... 이 정도 하면 왠만큼 날리는 데는 문제가 없습니다.
====
아래는 제가 AutoTrim을 하면서 촬영한 동영상입니다. 원래 바람이 안불고 좀 넓직한 곳에서 날려야 하지만, 겨울이라 바람도 불고 실내체육관 같은 곳은 아는 곳이 없다보니 지하주차장에서 날렸습니다. 그때문에 천장이 낮아서 아주 극도로 조심해야 했습니다. 

그리고 동영상은 그냥 멀찌감치 떨어져서 기체만 촬영했기 때문에 뭘하는지 알기가 어렵습니다. 그래서 군데 군데 알기 쉽도록 자막을 넣어두었습니다. 참고하세요~


민, 푸른하늘


추가 : 기본튜닝중 진동측정에 관한 내용은 여기를 참고하세요.

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Web2.0과 인터넷지도
저는 구글어스를 보자 엄청난 충격을 받았습니다. 전통적으로 지도는 국가에서 제작하는 게 당연하다고 생각했는데, 웹과 구글이 그 생각을 완전히 깨 버린 겁니다. 지금은 MS까지 전세계의 3차원 지도를 서비스하겠다고 나서고 있는데, 우리는 무엇을 어떻게 해야 할까요?
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