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.