두번째 레이싱 드론 제작기 - 2. Flight controller NAZE32 full version rev5 간략한 설명

Flight controller NAZE에 대해 알아보겠습니다. Flight controller(이하 fc)란 드론 기체를 control하는 중앙 처리 장치라고 보시면 됩니다. 지상의 pilot이 보내는 RC 조종기의 신호를 받아 pilot이 의도한 대로 기체를 움직이게끔 모터의 speed를 조정합니다. 또한 별 다른 조종 신호가 감지되지 않더라도 항상 기체가 balancing을 유지하도록 자이로 센서의 값을 가지고 스스로 기체를 제어하기도 합니다. 한마디로 정의하자면 pilot의 조종신호와 fc에 내장된 센서들의 측정치를 이용하여 기체를 pilot이 원하는 대로 비행하게 해주는 장치라고 할 수 있습니다. 이 fc는 quadcopter만을 위해 사용되는 것은 아닙니다. 모든 RC 비행기, 헬리콥터, 심지어는 RC car에도 사용 가능한 것입니다.

제가 첫번째 드론을 만들 때에 fc는 CC3D라는 것을 사용했었습니다. 제작 kit를 구매했을 때 들어있던 것이 CC3D라 그것을 쓴 것 뿐이지요. 인터넷 forum을 돌아다니다 보면 최고의 fc는 무엇이냐에 대해서 갑론을박 논란이 많은데, 결국 개인취향이고 각자가 필요에 맞게 사용하는 것이 좋은 것 같다는 결론입니다. 예전에는 fc도 고가의 제품이었기 때문에 RC 비행기나 헬리콥터를 하려면 꽤 많은 비용이 들어갔었다고 합니다. 그러나 요즘에는 fc를 비롯한 모든 부품들이 중국에서 저가에 공급되기 때문에 대중적인 취미로 거듭났다고 할 수 있겠습니다. 물론 DJI사의 commercial한 취미용 드론이 대성공을 거둔 것도 있었고요. 또한 기존의 RC 비행기 및 헬리콥터보다는 quadcopter의 조종이 매우 쉽기 때문에 진입장벽이 낮은 것도 무시 못할 원인으로 보입니다.

다시 fc 얘기로 돌아와서 그래도 많이 언급되고 사람들이 많이 사용하는 fc가 NAZE이기 때문에 그것을 이번 제작에 사용할 것입니다. NAZE의 경우 현재 revision 6까지 나와 있는데, 저는 revision 5를 이용할 것입니다. 35mm 정사각형의 PCB 보드위에 여러개의 chip들이 장착되어 있고 네 귀퉁이에는 mounting을 위한 구멍이 뚫려 있습니다. 보드의 중간쯤에서 우상향에 위치한 하얀색 화살표가 가리키는 곳이 앞이 됩니다. 즉 드론의 머리 방향과 보드의 화살표 방향이 일치하도록 탑재를 해야합니다.

Naze 32 full version flight controller

여러 개의 NAZE copy fc들이 인터넷을 통해 유통되고 있는데 크게 두 가지로 분류가 됩니다. Funfly version과 Full version입니다. Full version의 가격이 조금 더 비쌉니다. 이유는 두가지의 센서가 추가로 달려있기 때문입니다. Funfly version의 feature들을 먼저 말씀드리면 8개의 input과 6개의 output 단자가 있습니다. 보드 자체에 telemetry FrSky circuitry가 내장되어 있고, battery voltage warning 기능이 있습니다. 32 bit processor를 갖추고 있고 microusb connector가 하단에 위치해 있습니다. Sbus를 지원하고 3축 자이로 센서와 3축 가속 센서가 있습니다. Full version의 경우는 funfly version의 모든 feature를 가지고 있고 추가로 3축 자기장 센서와 기압 센서가 달려있습니다. 이 두가지 센서와 GPS antenna가 있다면 미리입력된 좌표와 고도에 따라 자동 운항이 가능할 것입니다. 이 모든 센서들과 feature들을 갖추고도 이 fc의 무게는 고작 5.1g 정도입니다.

자기가 산 NAZE가 full version인지 아닌지 가장 쉬운 방법은 barometer sensor가 달려있는지 확인하는 것입니다. 다른 chip들에 비해 barometer sensor가 다소 독특한 모양을 가지고 있기 때문입니다. 위 그림은 EMAX사의 Skyline 32라는 flight controller입니다. 역시 NAZE32 보드인데 회사별로 자기들 만의 모델 이름을 붙여 파는 것입니다. 빨간색 동그라미 안에 은색 커버의 chip이 보이는데 대각선 두 귀퉁이에 동그란 홈이 파져 있습니다. 이 barometer sensor가 있다면 그것은 full version입니다.

Naze 32의 barometer sensor

레이싱 드론의 경우는 fc의 응답속도가 매우 중요한 인자가 되는데 보드의 처리속도가 점점 빨라지는 추세라고 합니다. 앞으로는 어떤 fc들이 대세가 될 지는 모르겠지만, 일단 저의 제작기에서는 NAZE32 rev.5 full version으로 시작할 것입니다. 오늘은 간단히 flight controller란 무엇인가를 알아보았고 그 중 하나인 NAZE의 몇가지 제원에 대해서 알아보았습니다. 다음 시간에는 software를 이용하여 NAZE의 안에 어떤 설정 값들이 들어있는지 알아보고 NAZE platform의 firmware를 upgrade 하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.