1-2 아두이노 드론 기체 및 모터 규격 리모델링 검토

시중에 많이 보급되어 있는 아두이노 계열 조립 드론으로서 450 mm 대각선 크기에 아두이노 메가 2560 보드를 사용하는 오픈 소스의 아두콥터가 있다.

이 모델 외에 아두이노 프로 마이크로 보드에 오픈 소스 비행 제어 코드인 멀티위(Multiwii) 를 사용하는 250 mm 규격의 아두이노 드론이 있다. YMFC-3D 드론의 규격은 450mm  사이즈로서 아두콥터 급임을 참고하자.

드론을 다른 비행제어 코드를 사용하여 리모델링함에 있어서 드론의 크기 자체가 달라질 수 있다.

드론의 크기가 달라지게 되면 그 크기에 비례하여 드론 모터 및 프로펠러, ESC 세트가 크게 달라질 수 있다.

위 사진은 아두콥터(Arducopter)와 보다 크기가 작은 DIY 아두이노 드론 키트이다. 리모델링 대상인 이 아두이노 드론 키트의 규격은 GHOST Version 4 모델로서 Yahoo.com에서 검색이 가능하다.

아두콥터는 대각선 길이가 450 mm 이며 이에 반해 아두이노 드론은 250 mm 사이즈이다. 아두콥터에 채용된 모터는 KV 1000 급이며 반면에 아두이노 드론에서는 KV 2280  급이 사용되어 드론의 비행 특성이 완전히 달라지는 듯하다.

아래의 사진은 작은 아두이노 드론에 사용되는 모터와 그 배부 구조이다.

GHOST 버전 4에서 사용하는 모터 M1804 KV 2280 모터는 외경이 24.7mm, 모터 축 직경은 2mm 이며 최대 추력 T(Thrust)는 300 그램중이다. 순간 최대 파워 P는 약 90와트 정도이며 추력 대 파워 비율 즉 (T/P) 는 3.3 이다.

모터의 구조는 정지 상태의 코일 뭉치인 스테이터와 회전하는 영구자석이 붙어 있는 로터로 이루어진다. M1804 모터는 12N14P 규격이다. 즉 12개의 코일 뭉치가 있고 14조각의 영구자석들로 구성된다는 의미이다.

드론 모터에 있어서 KV 값은 1V 당 가능한 모터의 분당 회전수  즉 rpm을 뜻한다. M1804의 KV 값은 2280이며 드론 리모델링에서 12V 리튬폴리머 배터리를 사용하여 전압을 공급한다면 최대 쓰로틀에 해당하는 회전수는 27,360 rpm이 된다.

반면에 아두콥터의 A2212 T13 1000KV 드론모터는 12V 리튬 폴리머 배터리를 사용하는 경우에 최대 12,000  rpm 회전이 가능하며 인터넷 상의 시험 결과 동영상에 의하면 추력은 700 그램중으로 알려 지고 있다.

아두이노 드론의 총 추력은 1200 그램중이므로 실제 드론 중량은 그 70% 인 840 그램중 이하가 좋다. 보다 기민한 움직임을 위해서라면 50∼60% 수준의 중량이 바람직하다. 현재 리모델링된 드론의 총 중량은 520 그램 수준임을 참고하자.