드론 DIY | 누구나 쉽게 만들 수 있는 드론 제작기 2부

드론 DIY, 코딩부터 조종까지 만드는 과정을 포스팅하려고 한 지 어느새 몇년이 흘렀다. 그 동안 취직을 포함해 이런저런 일들로 바빠서 포스팅을 못해왔는데, 다시 제대로 시작해보려고 한다.

드론 DIY. 누구나 쉽게 만드는 드론 제작기

이 포스팅의 목적은, 미취학 아동부터 성인에 이르기까지 누구나 쉽게 만들 수 있는 드론 제작을 널리 알리기 위함이다. 4차 산업혁명에 대한 국민적 관심이 뜨거운 가운데, 그 일부를 이루는 드론 정도는 제작해볼 수 있지 않을까? 

단지 조립에서 끝나는 것이 아니라, 세부적인 코딩부터 오픈소스를 활용하여 알고리즘을 구상하고, 실전에 적용하여 조종 모듈까지 만드는 게 최종 목표다. 조종기는 핸드폰 앱으로 하거나, 기타 통신 방식을 사용해 구현할 생각.

1부에 대한 포스팅은 지금까지 올려온 글들이다.

2015/11/12 - 드론 DIY | 누구나 쉽게 만들 수 있는 드론 제작기

2015/11/12 - 드론 DIY | 드론의 기본 구성 부품

2015/11/20 - 드론 DIY | 아두이노의 역할과 컴퓨터

2015/12/09 - 드론 DIY | 아두이노 프로그래밍

2016/02/09 - 드론 DIY | 아두이노 mpu6050 각도 코드 및 이론

2016/02/11 - 드론 DIY | 드론 PID 제어 이론 1

2016/02/11 - 드론 DIY | 드론 PID 제어 이론 2

2016/02/12 - 드론 DIY | 아두이노 PID 제어 코드

2016/12/21 - 드론 DIY | 필수 부품들 구매하기

2016/12/23 - 드론 DIY | 소형 드론 부품 택배 도착

2017/02/04 - 드론 DIY | 소형 드론 모터 구동하기

위에서부터 차례대로 읽어오면 어느정도 드론에 대한 감각이 쌓일 것이다. 이번 포스팅은 그 2부로, 앞으로 어떤 방향으로 드론을 제작할지에 대해 얘기해보고자 한다.

▷▷드론 사이즈가 궁금해

요즘은 드론 상용품을 쉽게 찾아볼 수 있다. 이미 많은 업체가 시장에 진출해있고.. 손바닥보다 작은 미니 드론부터 방송용 드론까지 그 크기도 다양하다. 아무래도 크기가 커질수록 일반적으로 가격이 비싸진다. 더 좋은 모터와 배터리가 필요하기 때문. 거기에 카메라를 포함해 다양한 기능까지 구현한다면 가격은 아주아주 비싸져서.. 일반인들이 제작하기에는 부담이 너무 클것이다.

내가 가장 처음 만들었던 드론은 450급, 즉 프로펠러와 프로펠러 사이 거리가 대략 45cm 정도되는 사이즈의 것이었다. 배터리 충전기만해도 10만원짜리였고, 배터리 3만원짜리에 모터+변속기가 10만원이 넘었다. 키덜트 개념으로 접근하는 어른의 경우 투자해볼만한 금액이지만, 어린 학생들에게는 너무나도 큰 금액..

좌: 소형 드론 // 우: 아두이노 나노         <출처: 아마존, 알리바바>

그래서, 2부부터는 소형드론으로 제작해보려 한다. 찾아보니 부품도 다양한 몰에서 팔고 있고, 가격도 훨씬 저렴해서 데이트 한번 줄이면 구매할 수 있을 정도다. 베이스로 제작하는 모델은 CX-10이라는 모델. 나노드론이라고 하더라. 인터넷 쇼핑몰에서 가격은 약 2만원 정도. 이번 제작기에서 들일 비용은 아쉽게도, 2만원보다는 비싸다. 시중에 파는 드론은 프로세서부터 시작해서 맞춤형으로 제작되었겠지만, 일반 제작기로 파고들기에는 너무 깊이가 깊다. 고로 우리는 아두이노 보드라는 것을 사용할 것이고, 그 중에서도 아두이노 나노라는 제품을 사용할 것이다. 이유는 작으니까..

지난 포스팅부터 소형드론으로 설명하기 시작했는데.. 몇가지 차이점이 있다.

▷▷소형 드론의 유니크 스타일?

1. DC 모터를 사용한다.

기존 포스팅이나 Yngneers 블로그의 드론 제작기의 경우, bldc모터를 사용했다. DC모터와 BLDC모터의 차이점은 브러쉬의 존재 유무인데.. 깊은 내용까지 알면 좋겠지만 그냥 쉽게 설명하자면, dc모터는 단자가 +- 두개뿐이고, bldc는 3개 단자가 있다. 

좌: bldc모터  // 우: dc 모터

https://t1.daumcdn.net/cfile/tistory/2256F03855249A9C2D // https://t1.daumcdn.net/cfile/tistory/250D8E4B533CB9572B

2. 프레임을 직접 제작한다.

아쉽게도.. 소형드론에 딱 맞는 프레임을 따로 팔진 않는 것 같다. 때문에 모터를 고정시키고 아두이노 나노를 부착할 프레임은 직접 제작해야한다. 다행인 것은, 소형드론이라 어느정도 강성만 유지하면 된다는 사실! 필자는 아무래도 집에 있는 중국산 레고 테크닉을 좀 활용할 것 같은데, 없는 분은 하드보드지로 제작해도 좋을 것 같다. 두 세겹 겹쳐서 프레임 만드는 것 정도야 쉬울테니~!

두번째 안은, 3d프린터를 활용하는 것이다. 서울 지역의 경우, 과천국립과학관에서 3d 프린터를 무료로 사용할 수 있는 듯 하다. 물론 간단한 자격 취득과정이 필요한 것 같은데.. 3d프린터의 기본은 3d 모델이 필요하다는 것. 프린터에 3d 모델을 입력하면, 해당 모델대로 3d프린터가 뽑아주는 방식.  필요하면, 나중에 간단하게 3d 모델 만드는 과정도 업로드할 예정.

드론 프레임: 아쉽게도 이런 제품을 구하기가 어렵다.

http://www.gameplusedu.com/shop/data/goods/1449226313940m0.jpg

그 외에는 대부분 동일하다. dc 모터를 사용하고 프레임이 없다는 점만 빼면.. 물론 bldc모터 동작에 사용되는 변속기도 쓰지 않는다. 다른 타입의 변속기를 사용할 예정. 지난 포스팅에는 dc모터와 모터드라이브(변속기의 일종)로 동작하는 과정까지 했고, 다음에는 pid제어를 통해 시소 테스트를 구현해볼 것이다.