일반/Elevon/VTail 모드 및 서보 역전 방법

모든 비행기는 다르다. 따라서 RC와 친한 사람들처럼, 서보가 어느쪽으로 가야 할 지, 서보가 어느 제어면을 움직일지, 필요하다면 채널을 역전(reversing) 시킬지 등을 RC에 설정해야 한다. 비행콘트롤러의 경우에도 마찬가지다. 이 절에서는 이러한 절차를 다룬다.


개요(Overview)

전통적인 비행기, 즉 보조날개(Aileron)+승강타(Elevator)+방향타(Rudder) 등이 있는 기체의 경우, 아래에 서술된 절차를 따라서 이들 제어면이 올바른 방향으로 움직이도록 해야 한다. 참고로 채널을 역전시키려 하려면 송신기와 ArduPilot 변수 모두를 건드려야 한다.


먼저, 매뉴얼 모드에서 제어면들이 올바르게 움직이는지 확인한다. 매뉴얼 모드에서는 송신기의 신호가 직접 서보로 전달된다.(Elevon 또는 VTail 믹싱 상태도 함께) 제어면들이 RC 스틱과 다른 방향으로 움직인다면, 송신기 채널의 역전(reverse) 기능을 통해 바꿔준다.


두번째, FBWA 모드로 바꾼후, 기체를 roll, pitch 등의 방향으로 회전시키면서 제어면들이 이를 복구하기 위한 방향으로 움직이는지 확인한다. 즉 다음과 같은 사항을 확인해야 합니다.


  • 기체를 오른쪽(roll)으로 기울이면 오른쪽 보조날개(Aileron)이 내려가고 왼쪽 보조날개가 올라가야 한다.
  • 기체를 왼쪽으로 기울이면 이와 반대로 움직여야 한다.
  • 기체의 머리를 들면(pitch up) 승강타가 내려가야 한다.
  • 기체의 머리를 낮추면(pitch down), 승강타가 올라가야 한다.

만약 이들중 일부가 잘못되었다면 해당 채널을 역전시켜야 한다. 아래의 표를 확인하라. 아울러 RCMAP 설정을 바꾸면, 다른 채널이 역전된다. 자세한 사항은 RCMAP Input Channel Mapping을 보라.


미션플래너 등의 지상국 소프트웨어를 사용할 경우, 채널 역전 설정 상황을 볼 수 있고, 쉽게 설정을 바꿀 수도 있다.



표준(Elevon 이 아님) 역전(Reversal) 설정

표준 설정(즉 ELVON_MIXING =0, ELEVON_OUTPUT=0 일때)의 경우 서보 역전을 제어할 변수는 4가지로, 채널당 하나씩 역전시킬 수 있다.


 RC1_REV 

 Aileron 역전

  -1 로 두면 역전

 기본값 1(역전 아님)

 RC2_REV

 Elevator 역전

  -1 로 두면 역전

 기본값 1(역전 아님)

 RC3_REV

 Throttle 역전

  -1 로 두면 역전

 일부 개스 비행기의 경우

 RC4_REV

 Rudder 역전

  -1 로 두면 역전

 기본값 1(역전 아님)


방향타(Rudder) 방향을 바르게


가장 흔한 실수가 방향타 역전을 잘못 설정하는 것이다. 잘못 설정하게 되면 아주 이상하게 비행하게 되며, 방향을 잡지 못할 수 있다.


방향타 역전을 점검하는 방법은 다음과 같다.


KFF_RDDRMIX 변수를 0이 아닌 값으로 설정되어 있는지 확인한다. 이 테스트에서는 방향타를 많이 움직이도록 큰 값(예: 0.8)로 설정하여 테스트하라.  테스트가 끝나면 원래대로 낮은 값으로 되돌린다.


아울러 Ground steering이 활성화되어 있다면 이를 비활성화시킨다. GROUND_STEER_ALT 변수를 확인하라. 방향타 방향을 바르게 한 후에는 Ground steering을 재 활성화 시킬 수 있다.


  • 비행기를 FBWA 모드로 둡니다.
  • 스틱 입력이 없는 상태(송신기에서 손을 뗌)에서 기체를 오른쪽으로 기울인다. 방향타가 이를 보상하기 위해 왼쪽으로 돌아가야 한다.
  • 이제 기체를 왼쪽으로 기울입니다. 방향타가 오른쪽으로 돌아야 한다.
방향타가 반대방향으로 움직이면 RC4_REV 변수를 변경시킨다. 1은 역전시키지 않는다는 의미이며, -1은 역전시킨다는 의미이다.

새로운 방식의 Elevon 믹싱 설정(ELEVON_OUTPUT 옵션)

Plane 2.73부터 새로운 ELEVON_OUTPUT 옵션이 추가됐다. 이 옵션을 사용하면 송신기를 일반 Aileron/Elevator 제어용으로 설정하고, 채널 1/2의 출력에 Elevon 믹싱을 추가할 수 있다. ELEVON_OUTPUT를 사용하면 ELEVON_MIXING보다 큰 장점이 있다. 사용자의 입력이 FBWA 모드에서 roll/pitch에 saturate되지 않으므로, 비행기를 더 잘 제어할 수 있기 때문이다.


이 설정 방법을 사용하면 어느 채널에 어떤 Aileron을 넣는지가 관계없다.


참고로 ELEVON_OUTPUT 옵션을 비행모드 채널(FLT_MODE_CH)을 8로 설정한 APM1에는 사용할 수 없다. 이 경우 매뉴얼 모드에서 콘트롤을 hardware pass through하므로, 송신기를 반드시 Elevon Mixing 해야 하기 때문이다. APM2 나 PX4에서는 이런 문제가 없으므로, ELEVON_OUTPUT 옵션을 사용하는 것이 좋다.


ELEVON_OUTPUT 옵션은 하드웨어 Elevon 믹서의 작동방법과 동일하게 설계되었다. 다음과 같은 단계에 따라 설정하라.


  • 송신기에서 Elevon 믹싱을 삭제한다.
  • RC1_REV와 RC2_REV 를 모두 1로 두고 ELEVON_MIXING을 0으로 설정한다.
  • ELEVON_OUTPUT을 1로 설정한다. 나중에 이 값을 2,3,4 등으로 조정할 수 있다.
  • APM을 FBWA 모드로 바꾼다.
  • 기체를 오른쪽으로 기울이면서 ELEVON이 어떻게 반응하는지 살핀다.
  • 2개의 Elevon 모두 동일한 방향으로 움직이면 ELEVON_OUTPUT을 2로 바꾸고 다시 시도한다.
  • Elevon이 각각 다른방향으로 움직이기는 한데 APM이 잘못된 방향으로 수정하려 한다면(좌측 보조날개가 내라가고 오른쪽 날개가 올라가면) RC1_REV를 -1 로 바꾼다.
  • 다음으로 기수를 위로 든다(pitch up). Elevon이 잘못된 방향으로 반응하면 RC2_REV를 -1로 바꿔준다.
  • 이제 매뉴얼(MANUAL)모드로 바꾸고 채널 1 및 2의 송신기 역전 설정을 매뉴얼 모드에서 올바르게 동작하도록 조정한다.
이 변수들을 설정한 후에는 지상에서 충분히 테스트해야 한다.

아래의 MIXING_GAIN 설정도 참고하라.

예전 방식의 Elevon 믹싱 설정(ELEVON_MIXING 옵션)


참고 : 이 방식 대신 위에서 설명한 새로운 방법을 사용하시길 강력하게 추천한다.


예전의 Elevon 기반의 설정 (ELEVON_MIXING =1)에서는 아래의 3가지 변수를 설정해야 한다.



 ELEVON_REVERSE 

 Elevon mixing의 sense를 역전함

 1 : 역전, 기본값은 0

 ELEVON_CH1_REVERSE

 채널 1 Elevon 역전

 1 : 역전, 기본값은 0

 ELEVON_CH2_REVERSE

 채널 2 Elevon 역전

 1 : 역전, 기본값은 0


ELEVON 모드를 선택하거나 elevon 채널을 역전시키려면 아래에 있는 elevon 체크박스를 체크한다.


아래는 오른쪽으로 기울였을 때(roll)의 예입니다.



어떤 특정 기체에 Elevon을 설정하려면 약간의 시행착오가 필요하지만, 아래는 기본적인 절차이다.


  1. 먼저, 매뉴얼 모드에서 RC 송신기에 elevon 믹싱을 설정한다. 어떤 채널에 어떤 Elevon을 넣느냐에 따라 다르다. 위의 예에서는 좌측 보조날개는 CH1에 배정되었고, 오른쪽 보조날개는 CH2에 배정한 것이다.
  2. 계속 매뉴얼 모드상태에서 송신기 채널들을 역전시켜야 하는지 확인한다. (roll 및 pitch 방향 회전에 따라 제어면이 올바르게 움직이는지)
  3. 매뉴얼 모드에서 잘 작동하는 상태로 APM 보드를 미션플래너와 연결한다. 일반 설정 절차에 들어 간다. RC 입력을 교정할 때 elevator와 aileron 스틱을 일반적인 위아래, 좌우 방향으로 움직이지 말고. 스틱들을 구석으로 움직여야 한다. 아니면 캘리브레이션이 잘못되어 서보가 너무 멀리까지 움직이려고 할 것이다. 수신기를 elevon 모드로 바꾼 상태이므로, 스틱을 구석으로 보내면 elevator와 aileron 입력이 더해지기 때문입니다. (예를 들어 full left 와 full up)
  4. 미션플래너의 RC 설정 화면 상태에서, FBWA 모드로 변경한다. 기체를 이리저리 돌리면서 제어면을 관찰한다. 기수를 아래로 내리면 양쪽 elevon이 위로 올라가야 한다. 마찬가지로 기체를 좌우로 기울이면 elevon들이 기체를 수평을 유지하는 방향으로 반작용을 해야 한다. 움직임을 바로 잡으려면 화면에서 체크박스를 클릭하여 원하는 것을 역전시켜야 한다. 한번에 하나씩만 해결할것!
  5. 올바른 조합을 찾을 수 없다면, 서보 케이블을 서로 바꿔서 오른쪽이 출력1번 왼쪽이 출력2번이 되도록 한다. 이렇게 하면 처음부터 다시 설정해야 한다.

이들 변수를 설정한 후에는 지상에서 충분히 테스트해야 한다. 아울러 RC 송신기도 반드시 elevon mixing을 해야 한다.


참고 : 예전 방식 elevon 믹싱과 differential spoiler를 설정할 수 있으나, 이 기능은 많이 사용되지 않으며 충분히 테스트되지 않았다. Differential Spoiler는 새로운 방식의 elevon 믹싱과 함께 설정할 수 없다.


VTAIL 비행기 설정

VTAIL_OUTPUT 옵션을 사용하여 소프트웨어 VTAIL 믹서를 활성화시키면 VTAIL 비행기를 설정할 수 있다. VTAIL_OUTPUT 은 ELEVON_OUT 과 동일한 방식으로 작동한다. 단 이 경우, 승강타(elevator)와 방향타(rudder) 출력 채널(채널 2/4)에 동작한다.


참고로 APM1 보드의 경우, 비행모드 채널을 8로 둘 경우 VTAIL_OUTPUT 옵션을 사용할 수 없다. 이 경우 매뉴얼 모드에서 콘트롤을 직접 서보로 보내기 때문에 송신기를 VTail mixing 해야 하기 때문이다. AMP2나 PX4에서는 이런 문제가 없으므로, VTail 기체에서 VTAIL_OUTPUT 옵션을 사용하는 것이 좋다. APM1에서는 하드웨어 VTail 믹서를 사용하라.


VTAIL_OUTPUT 옵션은 하드웨어 VTail 믹서의 작동방법과 동일하게 작동하도록 설계되었다. 다음 순서를 따라 설정하시면 된다.


  • 송신기에서 VTail 믹싱을 제거한다.
  • RC2_REV와 RC4_REV 를 1로 두고 KFF_RDDRMIX을 0.5로 둔다.
  • VTAIL_OUTPUT 을 1로 설정한다. 이후 과정에서 2,3,4로 변경할 수 있다.
  • APM을 FBWA모드로 바꾼다.
  • 기수를 들면서 VTail의 반응을 살핍니다.
  • 두개의 VTail이 반대방향으로 움직인다면 VTAIL_OUTPUT을 2로 두고 다시 시도한다.
  • 두개의 vtail 이 동일한 방향이나 APM이 잘못된 방향으로 수정하려고 시도한다면(두개 모두 위로 움직일 때) RC2_REV를 -1로 변경한다.
  • 다음으로 기체를 오른쪽으로 기울인다. 두개의 VTail이 기체를 수평방향으로 복원할 수 있는 방향으로 동작해야 한다. 반대방향으로 움직인다면 RC4_REV를 -1로 설정한다.
  • 이제 매뉴얼 모드로 바꾸고 송신기 2/4번 채널이 올바른 방향으로 반응하도록 (필요하다면)송신기의 채널을 역전시킨다.
  • 마지막으로 KFF_RDDRMIX를 적절한 정도로 이동하도록 값을 수정한다. 이를 위해서는 비행중 튜닝이 필요할 수 있다. 초기에 설정한 0.5는 대부분의 기체에서 무난하게 작동한다.

아래는 Miami Mike님의 V-tail 이동 그림이다.




MIXING_GAIN을 사용하여 믹싱 throws를 제어하기


ELEVON_OUTPUT이나 VTAIL_OUTPUT 옵션을 사용할 경우, MIXING_GAIN  변수를 사용하면 믹서의 이득(gain)을 제어하는데 유용하다.


기본 이득은 0.5로, 이는 믹서의 모든 범위에 걸쳐 양측 입력이 동일한 권한이 있다는 뜻이다.(saturate 되지 않음) 또한 하나의 믹서 입력(예 elevon 비행기에 ailerron)이 Full 이고, 다른쪽 입력은 neutral 일 경우, 출력은 1750이다. 이는 일부 기체에서는 roll authority가 충분하기 않을 수 있다.


MIXING_GAIN을 1.0로 바꾸면 하나의 채널로부터 full range의 출력을 받는다. 다만, full aileron deflection 과 full elevator를 동시에 받을 경우, mixer를 saturate 하게 된다. 믹서는 900-1200 microsecond를 벗어나는 출력은 잘라낸다.


따라서 ELEVON_OUTPUT이 충분히 authority를 내지 못한다면 MIXING_GAIN을 올려보라.


중요한 사항

  • 펌웨어를 변경할 때는 언제나 새로운 펌웨어가 호환성이 없는 변수(EEPROM)포맷일 경우 기본값으로 되돌려지게 된다. 릴리즈 노트에 이러한 사항이 들기재된다. 개발자들은 이러한 일이 최소화되도록 주의하고 있다. APM 미션플래너나 GCS를 사용하여 설정을 저장하고, 펌웨어 변경시 주의깊게 점검하라.
  • 비행전에는 반드시 채널 믹싱과 역전이 올바른지 지상 테스트를 수행하라. 송신기 콘트롤 뿐만 아니라, FBWA 모드에서 기체의 자세 변화에 대하여 APM이 올바르게 반응하는지도 확인해야 한다.


====

원문 : http://ardupilot.org/plane/docs/reversing-servos-and-setting-normalelevon-mode.html

이전글 : http://www.internetmap.kr/entry/configuration-files-for-common-airframes

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