고정익 드론 조립(1) - 부품

드론/쿼드콥터 2016.11.22 11:14 Posted by 드론의 미래가 궁금한 푸른하늘이

얼마전 고정익 드론을 조립했습니다. 이번엔 저혼자 조립한 게 아니라 Dronewe에서 시행하는 픽스호크 조립교실(고정익)에 참가해서 조립했습니다. 

언젠가 한번 고정익 드론을 조립해야겠다... 라고 생각하고 있었는데, 조립교실을 보자마자 신청했습니다. 제가 좌충우돌하는 것보다 시간을 절약할 수 있고, 픽스호크를 잘 아는 분과 만나는 것도 의미가 있다고 생각했기 때문입니다.

아래는 이번에 제가 조립한 드론입니다. 밥상하고 비교해보니 상당히 커보입니다. 하지만, 재질이 강화스트로폼이라서 별로 무겁지 않습니다.

참고로 저는 부품을 따로 따로 주문하지 않고 교육키트를 구매했습니다. 만약 처음으로 조립을 한다면, 교육키트 외에 무선 송수신기와 LiPo 배터리 충전기가 더 필요합니다.

가장 중요한 부품은 아무래도 프레임이겠죠. 이 프레임은 Skywalker X-5 FPV / UAV Flying Wing 1180mm 라고하고 Hobbyking에서 구입하실 수 있습니다. 알리익스프레스에도 많이 나와 있습니다. X5는 Elevon(Elevator+Aileron) 타입입니다. 좌우 날개에 달린 보조날개 두개만으로 승강타(Elevator), 방향타(Rudder), 보조날개(Aileron) 의 기능을 모두 수행하는 구조입니다. 

다음으로 픽스호크(Pixhawk) 비행콘트롤러가 필요합니다. 이번에 사용한 건 Hobbyking의 HKPilot32 입니다. 

그리고 이와 함께 외부 LED+USB 모듈도 구입해야 합니다. 멀티콥터의 경우 반드시 필요한 건 아닌데, X5는 뚜껑을 덮어버리기 때문에 외부에서 확인하기 편하도록 이 녀석을 추가하는 게 좋습니다.

저는 이제까지 모두 3DR에서 나온 Pixhawk 오리지날 제품만 사용했었습니다. 하지만 현재 3DR에서는 Pixhawk를 더이상 판매하지 않고, Pixhawk mini 만 판매중입니다. 그것도 예약판매만 하는 중이죠. 그리고 Pixhawk 2 가 판매를 시작했기 때문에 Pixhawk 2를 사용하는 게 더 좋을 수도 있습니다.

제가 사용한 HKPilot32는 픽스호크 clone입니다. 픽스호크 자체가 오픈하드웨어 프로젝트로 제작된 것이기 때문에 클론이 많을 수 밖에 없습니다. aliexpress에서 검색해보면 정말 많습니다. 어떤 게 정말 쓸만한지... 비교해 놓은 글도 별로 없어서 망설일 수 밖에 없는데, 그나마 HobbyKing에서 제작한 것이고 이 리뷰글에 따르면 벌써 1년 전에 제작된 것이므로 안정적으로 사용할 수 있을 것 같습니다.

다음 모터. X5 프레임에 보면 다음과 같은 내용이 있습니다.

  • Motor: 2212-2215, 1600-1900KV 
  • Prop: 7x4 - 8x6

모터는 2212-2215 크기의 1600-1900 kV 제품을 사용하라는 건데요, 2212, 2215 가 무엇을 의미하는지 찾아봤더니, 회사에 따라 다를 수는 있지만, 모터의 크기를 의미한다고 합니다. 예를 들어 아래는 2822 모터는 아래와 같이 모터의 지름이 28mm 인 경우를 

제가 사용한 모터는 Turnigy 의 2836 1500 kV 모터입니다. 추천한 모터보다 크기는 큰 편입니다. 아마도 힘도 좀 더 세지 않을까 싶네요.

프롭은 8x4.5 크기의 Folding Propeller 입니다. X5 기체의 특성상 착륙시 동체로 착륙하는데, 이때 프로펠러가 땅에 닿아 부러질 가능성이 높기 때문에 접이식 프롭이 필요하답니다. 이 프롭은 핏치가 4.5인치인데, X5 스펙에 8x6 프롭을 추천하였고, 모터도 원래 것보다 약간 힘이 센것이니, 8x6 프롭을 사용하면 더 낫지 않을까 싶네요.

다음은 변속기(ESC). 아래의 Hobbywing XRoter 40A 짜리 ESC를 사용했습니다. 원래는 이게 아니었는데 조립중 문제가 발생해서 이걸로 바꿨습니다.

그다음 배터리. 이건 국내에서 오이엠으로 제작한 것이랍니다. HBZ-B 11.1v 4200mAh 3S 35C

동력계통의 마지막은 서보모터입니다. 서보모터란 피드백이 제공되어, 원하는 속도 및 거리(각도)로 정확하게 동작할 수 있는 모터를 말합니다. 제 드론에 들어 있는 건 3.9kg.cm 인데, 사실 이게 얼마나 강한 모터인지는 전혀 모릅니다. ㅠㅠ 하지만, 워낙 보조날개가 가벼워서 그다지 센 모터가 아니라도 괜찮을 듯 싶고... PX4 조립에서 추천한 건 1.2kg.cm 짜리이므로 좀 강한 서보모터인 듯 합니다. 

===

여기까지가 가장 중요한 부품들입니다. 크게 나누면 프레임과 비행콘트롤러, 그리고 동력계통, 이렇게 세부분으로 나눌 수 있겠는데, 저는 이중 동력계통에는 어떻게 해야 가장 적절한 것을 선택할 수 있을지 거의 모릅니다. 그냥 찾아봐서 다른 사람들의 추천을 받거나, 기존 만들어진 부품을 기준으로 만들 수 밖에 없는 정도. 앞으로도 더 많이 공부해야 한다는 뜻입니다.

그리고... 처음부터 테스트목적이니 만큼, Skywalker X5 ARF kit을 사서 테스트해보고 부품을 바꾸는 것도 괜찮은 생각이다 싶네요.

그리고 조립하려면 별도의 송수신기 외에도 나사라던가 드라이버, 열수축튜브 등등 여러가지가 필요하지만 생략하겠습니다. 

rod connector : Staufenbiel

힌지 테이프 : Hinge Tape w=3.8cm, L=5m [힌지테이프];

순간접착제 경화촉진제 : 록타이트 경화촉진제

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참고 글 : PX4 조립


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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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