장마철을 위한 실내용 드론 STORM SRD-101

2018년 본격적인 장마가 시작되는 모양입니다. 잔뜩 흐린 날씨에 이번 주말엔 비구름이 가득 끼고 간간히 비도 흩날리는군요. 토요일이 되었지만 일찌감치 나가서 드론 날릴 생각은 접고, 오래전에 구매했던 STORM SRD-101 드론을 꺼냈습니다.

집에서 비걱정 없이 편하게 fpv 드론질을 즐기기 위함입니다. 오래된 녀석을 꺼냈건만,

아뿔싸! 카메라와 VTX가 같이 있는 모듈을 다른 녀석에 달아서 이 녀석에겐 눈이 없는 것이었습니다.

부품함을 뒤져서 소형 카메라와 25mW vtx를 꺼냈습니다. 이녀석에게 눈을 달아주어야 fpv로 집에서 날릴 수 있을테니까요.

VTX module로 전원선을 연결하고, vtx에서 카메라 쪽으로는 전원선 한쌍과 video 선을 연결해주면 간단히 끝납니다. 카메라의 하얀색 선이 하나 남는 것이 보이는데 이 소형 fpv 카메라는 microphone이 달려 있어서 audio를 전송해주는 선입니다. 그러나, 저의 작은 vtx에는 audio 전송 기능이 없는 것이므로 연결해 주지 않았습니다.

카메라와 vtx는 아래 사진처럼 접착력이 높은 3M 양면테입으로 붙이고 우레탄 와이어로 꽁꽁 묶어서 잘 결속되도록 해주었습니다.

그리고 아래그림처럼 프레임에 넣어서 선이 바깥쪽으로 나오지 않도록 잘 마감을 해줍니다.

그리고 윗 덮개를 다시 덮어주고 볼트를 조여주면 완성!

저를 fpv drone의 세계로 인도해준 STORM의 SRD-101입니다. 이녀석은 아직도 Helipal.com에서 팔리고 있습니다. 자세한 스펙과 멋진 사진 및 영상은 아래 링크가셔서 구경해보실 수 있습니다.

Helipal.com SRD-101 link

자, 그럼 저는 이녀석을 가지고 우중충한 장마초입의 토요일을 집안에서 날리도록 하겠습니다.

완전 초보도 따라하는 하이엔드 레이싱 드론 만들기 #07 - 콘덴서, LED 테일램프 및 부저 및 마무리

드론 완성이 거의 마무리 되었습니다. 콘덴서와 LED 후미등, 그리고 최종조립시간입니다.

콘덴서는 35V 1000uF 규격의 low esr capacitor를 달아줍니다. 꼭 low esr이어야합니다. 그래야만 전기적 noise를 잡아주어 드론의 회로들을 보호하고, 깨끗한 fpv 영상을 얻을 수 있고, gyro sensor의 오동작을 막아주어 안정적인 비행이 가능합니다. 무슨말인지 잘 몰라도 됩니다. 무작정 따라서 하시면 됩니다.

콘덴서는 전원부에 꼭 +/-를 잘 구별하여 땜질해줍니다.

드론에 후미등을 달아줄텐데, 제가 달 것은 buzzer까지 같이 달린 것입니다. 드론이 빛을 반짝반짝 내고 빽빽 울어댈 수 있도록 다는 것입니다. 부저는 특히나 중요한데, 풀섶에 떨어졌을 때 그 소리를 듣고 찾아내는데 아주 유용합니다. LED 후미등은 FPV pilot은 사실 비행하면서는 별 필요가 없고 떨어진 드론 찾을 때 쪼끔 좋습니다. 물론 주변이 약간 어두워 LED 불빛이 잘 보일때 뿐이지만요. 아래처럼 생긴 놈입니다.

테일램프 및 부저는 네가닥의 선을 연결해야 하는데요. 전원선은 5V에 GND는 FC GND에 DIN이라고 써 있는 단자는 FC의 LED에 연결해줍니다. 그리고 BZ-는 FC의 BZ-를 찾아 연결해 주시면 되겠습니다.

이것저것 FC에 장착한 것들을 프레임의 곳곳에 선정리를 잘 해가며 고정할차례입니다. 저는 FC 위쪽에 얇은 판을 한층 더 올리고 그 위에 VTX와 RC receiver를 위아래로 붙여서 케이블타이로 둘러 주었습니다. LED 테일램프는 프레임 뒤쪽의 두 개의 기둥에 역시 케이블 타이로 고정해주었습니다. 이 과정은 조립하는 사람의 기호에 맞게 잘 배치해 주면 되는 것이므로 굳이 자세한 설명은 필요하지 않을 것 같습니다. 프레임의 크기와 종류에 따라 다르게 배치가 가능합니다.

대략 부착하면 아래와 같이 되고요.

이제 윗 덮개도 덮어주고 VTX 안테나도 연결해주고 역시 또 잘 고정해줍니다. RC receiver의 안테나는 두 개의 케이블 타이를 프레임의 빈 구멍에 넣어 아래와 같이 기둥을 만들어 주고,

케이블 타이와 RC receiver 안테나를 같이 수축튜브로 감싸고 라이터로 가열하고 남는 케이블 타이 부분을 잘라줍니다. 이때 안테나를 잘라내면 안되니 주의하시고요.

짜잔, 완성된 드론의 모습입니다.

참쉽죠? 여기까지는 다들 잘 따라하셨으리라 믿습니다. 이제 남은 작업은 실제로 비행이 가능하도록 RC receiver와 조종기를 짝지워주고, FC의 setting 값들을 넣어주고 갖가지 여러 기능들과 parameter들을 잡아주고 등등의 아주 지리멸렬한 작업들이 남아있습니다. 일단 저렇게 조립해놓고 맘껏 흥해 취하셔도 될 것 같습니다. 느낌상 전체 작업의 반정도를 완료한 것 같습니다. 다음 포스팅부터는 위에 말씀드린 내용들을 하나하나 매우 차근차근 진행해 보도록 하겠습니다.

완전 초보도 따라하는 하이엔드 레이싱 드론 만들기 #06 - FPV 카메라, VTX 부착하기

Drone을 백배 더 재밌게 해주는 FPV system을 설치하겠습니다. 물론 시계비행을 전문적으로 하는 파일럿도 많지만, FPV로 드론을 즐기는 파일럿이 백배는 많습니다. 그만큼 드론에 큰 재미를 주는 요소라는 것이겠죠. 드론이 비행하며 보는 시야를 FPV 고글을 통해 보려면 드론에 눈을 달아줘야겠죠? 그것이 바로 FPV camera입니다. 다양한 제조사와 다양한 스펙의 camera가 많이 있지만 저는 최근에 써보고 그 가성비에 놀란 Caddx사의 fpv camera를 사용하도록 하겠습니다. RC receiver와 마찬가지로 세 가닥의 선이 필요합니다. 카메라 뒷면에 전원, GND, VIDEO 요 세개의 단자만 연결해주면 됩니다. 보통은 video선은 노란색, 전원은 빨간색, 그라운드는 검은색을 사용하는데, 제가 부품상자를 뒤져서 찾아낸 케이블의 선 색깔이 각 단자와 맞춰져 있지는 않아서 그냥 쓰기로 했습니다. 색깔을 위와 같은 식으로 맞춰두면 나중에 헤깔리지 않고 연결이 가능합니다. 일단 저의 조립에서는 선의 색깔은 무시하고 각 단자의 위치가 정확하게 FC와 연결되도록만 하겠습니다.

그리고 영상을 5.8GHz 대역에서 analog 신호로 변조하여 송신해주는 장치가 필요한데요. 저는 TBS사의 Unify pro v3를 사용하겠습니다. 아래와 같이 포장되어 있습니다. 케이블, 송신기, 안테나선 등이 포함되어 있죠.

FC상의 단자 위치를 한번 확인해 보겠습니다. 단자에 붙어있는 라벨과 연결해야 할 카메라나 video의 선을 정리해 보겠습니다.

FPV 카메라

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Cam ─ fpv 카메라의 video

5V ─ fpv 카메라의 전원

GND ─ fpv 카메라의 GND

VTX

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VTX ─ VTX의 video

TX3 ─ VTX의 audio

5V ─ VTX의 전원

GND ─ VTX의 GND

VTX는 총 네 개의 선을 연결합니다. 여기서 한가지 짚고 넘어갈 것은 fpv 카메라나 vtx 모두 각각의 장치가 허용하는 전압의 범위가 있습니다. 제조사나 모델별로 그 값이 다르기 때문에 그 값을 잘 확인하고 연결해 주어야 합니다. 저의 VTX의 경우 5V가 정격전압이기 때문에 5V 단자에 연결했는데, 보통 VTX는 7V~26V의 전압을 허용하는 것이 많습니다. 그 경우에는 VTX의 전원은 battery 단자에 직접 연결하거나 Vbt(배터리 전압과 같은 전압을 가지는 단자)에 연결합니다. 그리고 정말 중요하지만 자주 실수하거나 사람들이 잘 모르는 한가지! VTX는 안테나를 연결하지 않은 상태에서 전원을 넣으면 타버립니다. 당장 타버리는 경우는 드물지만 자주 그렇게 하시면 vtx가 손상되서 결국 동작 안하게됩니다.

또하나 VTX의 audio 단자는 왜 TX3에 연결할까? 이런 의문이 들 수 있는데요. 보통 audio 단자에는 소형의 마이크를 장착하면 영상 뿐만 아니라 소리까지 전송되어 FPV goggle의 오디오 단자에 이어폰을 연결하면 소리까지 들을 수 있습니다. 물론 프로펠러 도는 소리만 가득 들리겠죠. 그런데, TBS사의 smart audio 단자는 마이크를 연결하는 대신 TX pad에 연결하면 조종기로 vtx의 주파수를 바꾸거나 출력을 바꾸는 등의 아주 편리한 작업을 할 수 있습니다.

설명이 길어지는데, FC에는 TX1, RX1, TX2, RX2, ... 등의 pad가 있습니다. 이것은 FC에 주변장치를 연결할 때 사용하는 단자들입니다. GPS module을 연결하기도 하고, RC receiver를 연결하기도 하는데, FC와 통신할 수 있는 부가 장치들을 연결하는 단자들입니다. 많게는 6개의 TX, RX pad 쌍이 존재하기도 합니다. 그만큼 부가장치를 달 수 있는 port가 많은 것이지요. TX는 FC에서 신호를 보내주는 단자이고, RX는 신호를 받는 단자입니다. Smart audio의 경우 FC에서 VTX에게 주파수를 바꿔라, 출력을 바꿔라 등을 명령만 보내주면 되는 것이기에 smart audio 단자를 여기에 연결하는 것이죠. 마이크를 안쓰는 대신에 주파수를 바꾸고 송출 출력을 바꾸는 용도로 스마트하게 쓸 수 있어서 smart audio라고 합니다. 대신 스마트 오디오를 연결하면 마이크를 연결해서 소리를 들을 수는 없습니다. 대부분의 FPV 파일럿들은 소리까지 듣는 경우는 드물어서 스마트 오디오 단자로 VTX를 제어하는 역할로 사용합니다.

지금까지의 긴 설명이 잘 이해가 되지 않더라도 상관없습니다. 그냥 제위치에 잘 납땜하고 나중에 사용하다 보시면 이해가 저절로 될껍니다.

단자 위치를 잘 확인했으면 카메라 부터 연결하겠습니다. 아래와 같이 뚝딱 연결해 주시고요.

마찬가지로 VTX 선들도 뚝딱 연결해줍니다. FC의 저 작은 pad에 납땜을 하는데 곤란을 겪는 경우가 많은데, 0.4mm 직경의 얇은 실납과 끝이 뾰족한 전기인두 팁을 사용하시면 한결 수월하게 납땜이 가능합니다.

지금까지 정리를 좀 해 보자면 무선조종기의 신호를 받아서 FC에 전달해주는 RC receiver도 장착되었고, 드론에 눈도 달아주고, 드론이 보는 것을 지상의 조종자에게 무선으로 영상을 전송해주는 VTX도 설치했습니다.

지금까지의 연결을 FC 위쪽에서 사진을 찍어보았습니다. 사진대로 잘 연결해 주시면 특별한 문제가 발생하지 않습니다.

완전 초보도 따라하는 하이엔드 레이싱 드론 만들기 #05 - XM+ RC receiver 부착하기

지난 시간에는 XM+의 firmware를 update했었고, 오늘은 그 XM+ receiver를 FC에 장착하도록 하겠습니다. 준비물은 XM+ receiver와 적당한 길이의 세가닥의 선, 그리고 XM+를 덮어싸게 될 투명한 shrink tube입니다.

먼저 세가닥의 선의 양쪽 끝의 피복을 벗겨냅니다. 벗겨낸 후에는 실납을 살짝 녹여 coating을 해줍니다. 그렇게해야 나중에 FC나 receiver의 pad에 납땜이 잘 됩니다.

그리고 receiver에 있는 세 개의 pad에 동글동글 납을 녹여 얹어줍니다. 이때 납이 딱 반구 모양으로 자리 잡혀야 적당량이 잘 부착된 것입니다. 너무 동글동글 구슬 모양이면 납이 많은 것이고 너무 납작하게 붙으면 납이 모자란 것이니 양을 잘 조절하여 얹어줍니다.

그리고 노란색은 SBUS pad에 빨간선은 5V 단자에, 그리고 검은색은 GND 단자에 붙여줍니다. 각 단자의 위치는 XM+ receiver에 동봉된 manual에 표시되어 있습니다.

이제 FC에서 세 가닥의 선을 연결할 곳을 확인해 보겠습니다. 아래 사진 오른쪽 하단에 Sbus, 4V5, G라고 표시된 pad에 각각 노란색, 빨간색, 검은색 선을 연결해주면 됩니다.

먼저 실납을 녹여 납덩이를 적당량 얹어주시고요. 구멍이 있는 pad인데 굳이 선을 저기에 꽂아 넣고 납땜을 할 이유는 없습니다. 저는 납을 녹여 구멍을 막은 후에 인두를 떼었다가 다시 실납을 녹여 아래와 같이 반구모양으로 납을 얹었습니다.

납땜을 해 주시고, 리시버를 빙글빙글 돌려서 선들을 꼬아줍니다. 나중에 선이 프레임 바깥으로 삐죽삐죽 나와서 프로펠러에 끊기는 사태를 막아줍니다.

안테나 쪽으로 수축튜브를 씌워서 자리를 잘 잡은 후에,

Heat gun이나 헤어드라이어로 열을 가하면 아래 사진처럼 깔끔하게 XM+ receiver를 감싸줄 수 있습니다.

[FPV Drone] Bottle stands up