[2014] Project : 드론 (Drone : 쿼드콥터) - 2
부품이 오기 전 드론에 대한 사전 조사!
다들 구매를 진행 하셨는지 모르겠지만, 하비왕에서 주문을 하면
아무래도 약 2~3주 간에 배송시간이 소요가 됩니다.
그동안 조사를 많이 해두셔야 해딩이 좀 줄고 특히 주변에 전문가를 섭외하세요 ^_^.
이건 저도 사실 그렇게 조언을 받았지만 '아 내가 해야 내 프로젝트지!' 라고 생각해서
지금까지 왔다가.... 고생을 많이 했었습니다.
적어도 확인은 받을 수 있는 고수분을 주변에서 구하시는게 좋습니다.
그래야 아무래도 돈문제, 시간문제가 많이 줄어들 것 같아요.
아래는 문서적으로 정리한 사실을 나열해 보겠어요. 도움이 되었으면 좋겠습니다.
하드웨어
몸체 ( Main Frame )
- 몸체의 제일 기본적인 구조
BLDC 모터 ( Brushless Motor )
- Brush가 없는 구조의 Motor
가장 일반적인 모터가 DC 모터. 이 DC 모터에는 Brush라는 부분이 있는데 이 부분이
소모성이기 때문에 어느 순간부터 모터의 작동에 문제가 생기게 되는데
Brush를 없애서 이 부분을 개선 한 것이 BLDC 모터이다.
메인 보드 ( Main Board )
- Crius AIOP라는 메인보드를 사용하며 이 보드는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센
서가 내장되어 있는 형태로 ATmega328P MCU 프로세서를 사용하여 아두이노 IDE 기
반의 소스코드 작성이 가능하다.
센서
자이로 센서 ( Gyro Sensor )
- x,y.z 축에 대한 각도를 측정해 처음과 비교, 변화한 값을 측정하는 센서로 자세제어 에 사용된다.
지자기 센서 ( Geometric Sensor )
- 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악해 나침반처럼 방향을 탐지하는 센서
가속도 센서 ( Accselation )
- x,y.z 축에 대한 각각의 가속도를 측정하는 센서
소프트웨어
아두이노 ( Arduino )
- 오픈소스를 기반으로 한 피지컬 컴퓨팅 플랫폼으로, AVR을 기반으로 한 보드와 소프트
웨어 개발을 위한 통합 환경(IDE)를 제공, 가격이 저렴
메가 해적 ( Mega Pirate )
- 정식 명칭은 Mega PirateNG(Mega Pirate Nexst Generation) 으로 저렴한 센서들을 여
러 보드에서 포트하여 사용할 수 있게 만들어진 프로그램이다.
PWM
- Pulse Width Modulation(펄스 폭 변조)의 줄임말로
0,1로 이루어진 디지털 값을 변조 시켜 아날로그 값을 만들어 내는 것을 얘기한다.
동작원리
[그림 1] M1과 M3는 동일한 방향으로 회전, M2와 M4가 동일한 방향으로 회전 M1과 M3를 A1, M2와 M4를 A2라 놓는다면, A1과 A2는 서로 역방향으로 회전함을 알 수 있다. 따라서 A1과 A2의 회전으로 헬기에서의 기체의 반동토크를 상쇄시키는 것이다.
상세한 동작원리
상승 및 하강 (trottle up/down)
- M1 ~ M4를 동일하게 회전속도를 올리면 기체는 상승하고 동일하게 회전속도를 낮추
면 기체는 하강.
전후진(Pitch up/down)
- M3로터의 속도만 올리면 기체는 앞으로 기울어져 전진하게 되고 반면에 M1 로터의
속도만을 올리면 기체는 뒤로 기울져 후진하게 됩니다.
좌후진(Roll left/right)
- M2 로터의 속도만을 올리면 기체는 왼쪽으로 기울어져 왼쪽으로 이동하고 반면에 M4
로터의 속도만을 올리면 기체는 오른쪽으로 기울져 오른쪽으로 이동합니다.
회전(Yaw lefr/right)
- M1 그리고 M3 로터의 속도를 동일하게 증가시키면 기체의 반토크 균형이 깨져 기체
후미가 왼쪽으로 돌아갑니다. 반면에 M2와 M3 로터의 속도를 동일하게 증기시키면
마찬가지 이유로 기체의 후미가 오른쪽으로 돌아갑니다.
여기서 M1 로터를 증가시키는 것은 반대로 마주보는 M3로터를 감소시키는 것과
마찬가지이며 또한 기체의 바향은 Pitch와 Roll을 혼합하여 모든 방향으로
날아갈 수 있습니다.
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