드론을 리모델링하는 이유는?

물론 지금까지 다루어 오던 아두이노 엘렉트로닉스류의 코딩이 안드로이드 OS의 지원을 받는 스마트 폰에서 앱 코딩을 지원하는 앱인벤터와 조우하는 경우 아두이노 코딩이 보다 강력한 시너지를 받을 수 있었지만 한편 PC의 Processing에서 시리얼/이더넷 인터페이스나 무선 와이파이에 의한 아두이노 인터페이스 코딩이 가능하다면 아두이노 사물인터넷 코딩의 끝판을 볼 수 있을 듯하다.

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아예 드론을 DIY 할 바에는 기체부터 다 만드는 것이 좋겠으나 아무리 3D 프린팅 기술이 발달했다고 해도 그 건 아닌 듯하다. 드론의 기체 구조를 만드는 재질은 플라스틱 또는 카본 파이버를 들 수 있다. 카본 파이버가 플라스틱에 비해 단위 붚, 당 10% 이상 중량이 가벼우면서도 웬만큼 추락해도 손상이 가지 않을 정도로 강도(Strength)가 엄청 뛰어 나 레이싱 용으로 많이 사용된다.

드론 DIY 하면 여러 가지 종류의 기체가 있을 수 있지만 여기서는 실내용은 제외하고 가급적 Outdoor 용에 한정해서 고려해 보기로 하며 우선 자신이 만들어서 날리고 싶은 모델을 선택해야 한다. 250mm∼450mm  사이의 크기가 가장 보편적이다. 크기에 따라 사용되는 모터의 크기와 출력이 차이가 있다. 드론 이륙 시에 가까이서 관찰해 보면 프로펠러 회전력이 상당히 강해 드론의 크기를 막론하고 항상 안전 문제가 뒤따름에도 유의하자.

드론 기체의 강성이 상당히 커야 하는데 그 이유는 기체가 너무 플렉시블하여 휘청거릴 정도로 강성이 작으면 추진 모터의 추진력에 의한 휨이나 비틀림으로 인해 정확한 제어가 힘들어지므로 성능과 효율이 떨어짐과 아울러 비행이 대단히 불안정해질 수 있다. 그럼에도 불구하고 드론의 수직 방향 상승 하강에 따른 공기 항력을 줄일 수 있도록 구멍이 숭숭 뚫린 구조로 제작하며 아울러 측면에서 볼 때에 두께가 얇을수록 드론의 진행 방향의 항력이 줄어들게 된다.

DIY 드론에서 리모델링을 하는 이유는 처음 DIY 드론 키트를 구매하게 되면 비행제어보드(FC: Flight Controller)까지 패키지로 딸려 오는데 이 비행제어 보드 성능이 그리 탐탁치 않을 경우가 많다. 예를 들면 이미 많이 보급된 CC3D  FC 의 경우 노트북에서 세팅하는 과정이 USB 케이블 넣었다 뺏다 하는 과정이 많아서 별로라는 생각이 많이 들기도 하는데 어떤 드론 프로의 경우 훈련이 되어서 그런지 괜찮다고 하는 분들도 있기는 하다.

오픈소스로 알려져 있지만 어디까지가 오픈소스인지도 불투명한 듯하다. 구매하였으면 조립해서 많이 날려 본후 FC를 제거하고 자신이 아두이노 보드로 DIY 한 FC로 대체해서 날려보기를 추천한다. 이 과정에서 기체에 부착되어 있는 모터와 변속기(ESC: Electronic Speed Controller) RF송수신기 및 전원 분배판과 리튬 폴리머 배터리 를 그대로 사용 가능하기 때문에 리모델링이라 하는 것이다.

위 사진은 필자가 사용 중인 DEVO 7 송수신기 모델인데 동호회 프로들의 의견에 의하면 상당히 후진 낙후된 송수신기로 평한다. 그 이유는 드론 비행에서 대부분 송신기를 먼저 on 한 후에 이어서 드론에 전원을 on 하여 상호 인식을 시키는데 DEVO 7 은 거꾸로 드론을 on 시키고 난 후에 송신기를 켜 드론을 찾아 검색하는 방식이다. 그래도 300m 안팎 무선 조종 작동에는 아무런 문제는 없으며 가격이 저렴한 듯하다.

아두이노 비행제어보드를 오픈소스를 사용하여 손수 꾸미는 것이 쉬운 일은 아니나 2017년부터 오픈하고 있는 Brokking의 홈페이지를 참조하면 충분히 가능하다.
야후사이트에서 YMFC-3D로 검색하면 Brokking 의 홈페이지를 쉽게 찾을 수 있으며 유튜브 동영상을 통해 외국어 해설이긴 하지만 손쉽게 DIY 과정을 접할 수 있다.

참고로 Brokking 의 홈페이지에 여러 종류의 아두이노 FC 드론이 소개되고 있다. 그 중에 가장 쉬운 모델이 YMFC-AL  모델이다. 이에 비해 YMFC-3D 모델은 비행제어 성능이 크게 다르며 초보자에게는 AL 모델을 추천한다. AL 모델은 드론의 진행에 따른 기울어짐 후 수평 상태로의 회복에 큰 차이가 있다. 즉 Al 모델은 기울어졌다가 빨리 수평으로 회복하는 모델로서 초보자가 드론을 날리기에 좋은 듯하다.
다음번에는 Brokking 의 DIY 드론에 대해서 알아보기로 하자.