나만의 드론 제작기
이제 나만의 드론을 만들어보자
하늘을 향한 첫 걸음, 그런데...
드론에 관심이 전혀 없던 저는, 어느 날 드론이 촬영한 세계 곳곳의 멋진 사진을 보고 한순간에 매료되었습니다.
2018년 국제 드론사진 공모전 수상작입니다.
이미 멋진 드론들이 시중에 판매되고 있었지만 완성된 기성품이 아닌 나만의 드론을 만들어보고 싶었습니다. 내 손으로 직접 만든 드론이 창공을 경쾌하게 비행하는 모습을 생각만 해도 설렜기 때문입니다. 이후 저는 국내 자료뿐만 아니라 외국자료도 모두 찾아보고 공부하며 드론 제작에 몰두하기 시작했습니다.
약간? 어지럽지만 소중한 제 작업공간입니다.
그 과정이 쉽지만은 않았지만, 공부하면 할수록 드론을 제대로 활용하기 위해서는 경찰 스스로 드론의 구조적인 면을 정확히 알고 있어야 한다고 생각이 들었습니다. 그래서 그 동안 드론 제작 공부를 하면서 익혔던 지식을 여러분들과 나누고자 합니다. 드론을 만들고 하늘에 띄울 수 있을까 걱정 되신다구요?
하나하나 차근차근 따라하다 보면 자신만의 드론이 완성되어 있을 것입니다.
아시다시피 드론은 이젠 우리에게는 너무나 친숙한 전자기기가 되어버렸습니다. 드론이 비행하는 모습을 다들 한번쯤은 보셨을 겁니다. 하늘을 날아다니는 드론을 보면 어쩌면 굉장히 단순해 보일수도 있습니다. 그러나 실제로 드론이 비행하기 위해서는 매우 복잡하고 까다로운 고도의 기술이 필요합니다.
그리고 그것을 구현하기 위해서는 8가지 핵심부품이 필요하죠.
■ 드론을 구성하는 필수 부품
프레임(Frame)
전원분배장치(Power Distribution board, PDB),
범용전압강하회로(Universal Battery Eliminator Circuit, UBEC)
비행제어장치(Flight Controller, FC)
전자속도제어장치(Electronic Speed Controller, ESC)
모터(Motor)
무선 송·수신기(Radio Transmetter·Receiver)
배터리(Battery)
프로펠러(Propeller, Props)
그 외 1인칭 시점(FirstPerson View, FPV)조종(드론레이싱, 프리스타일등)을 위한 카메라(Camera), 고글(Goggle), 영상송수신장치(Video Transmetter, VTX), 기체정보표시(On Screen Display, OSD)장치, 오토파일럿(자동 조종 및 이·착륙)을 위한 GPS, 장애물 회피를 위한 음파탐지(Sonar)센서, 기체의 고도 유지를 위한 기압계(Barometter)센서, 블루투스 통신장치 등이 있지만 이번 글에선 핵심부품 중 첫 번째인 드론의 뼈대 프레임에 대해 알아보겠습니다.
드론 프레임(Frame)의 종류
드론은 모터(Motor)의 개수와 프레임(Frame)의 모양, 대각선 길이에 따라 종류가 구별됩니다. 드론의 길이에 따라 대략적으로, 120mm이하, 150mm – 160mm, 180mm, 210mm, 250mm, 330mm – 350mm, 450mm - 500mm, 600mm 이상급이 있습니다.
450mm 프레임
250mm 프레임(레이싱 드론)
드론의 프레임의 모양에 따른 종류는 아래 그림과 같습니다.
Quad +, Quad X, Quad H (모터 4개)
Hexa +, Hexa X (모터 6개), Octo +, Octo X (모터 8개)
Y6B, Y6A (모터 상하 1쌍 6개)
Octa Quad X8 (모터 상하 1쌍 8개)
위 그림과 같이 프레임 종류에 따라 모터와 프로펠러의 회전방향을 정확하게 설정해야 드론을 원하는 방향으로 조종할 수 있으므로 필히 방향을 확인해야 합니다. 드론의 프레임은 그 용도에 따라 다르지만 가장 많이 사용되는 형태는 Quad X (입문자용, 드론레이싱, 프리스타일, 장난감등), Hexa X (전문영상, 방송촬영, 구조활동, 농업등 업무용)입니다. 프레임은 주로 탄소섬유(Carbon fibre)나 플라스틱, 대형 드론의 경우 알루미늄 등 금속 프레임도 있습니다. 또한, 3D프린터나 나무등을 직접 가공하여 프레임을 제작할 수도 있습니다.
마지막으로 한 가지
프레임의 크기에 따라 장착할 수 있는 프로펠러의 크기가 다르므로 반드시 프레임 규격을 확인하여 올바른 크기의 프로펠러를 설치해야 합니다.
프로펠러 규격을 잘못 선택하면 사진처럼 프로펠러 끼리 뽀뽀하는 상황이 발생합니다.
보통 450-500mm 프레임은 1045규격 220-250mm 프레임(FPV, 레이싱, 프리스타일)은 5045규격이 사용됩니다. (프로펠러에 대해서도 따로 다루는 시간을 갖겠습니다.)
프레임을 비롯한 드론의 거의 모든 부품들은 중국 등 외국에서 생산, 판매가 되나, 해외 사이트를 통해 부품을 구할 수 있습니다. 국내에도 판매 사이트가 있으나 부품의 수와 종류가 제한적이거나 해외 사이트보다 가격이 비싼 편입니다.
대표적인 해외 구매 싸이트인 취미왕과 뱅굿입니다. 해외구매가 저렴합니다만, 배송이 매우 느리다는 점과 초기 불량시 A/S가 어렵다는 단점이 있습니다.
나 (조종자)를 알고 적(드론)을 알면... 백전백승
드론을 제작하는 것은 조립식 장난감을 만드는 절차와 유사합니다. 기본적인 전자지식(+ , - 구별 / 전압(V)과 전류(A)의 의미)과 기본적인 납땜만 할 줄 알면 누구든 조립할 수 있으니까요. 드론의 각 부품들을 전기(신호)가 통할 수 있게 선(전기 신호케이블)으로 연결(납땜)해주고, 부품을 움직이지 않도록 특정 위치에 나사등으로 고정하면 됩니다.
그런데 드론 비행에 있어서 가장 중요한 것은 무엇일까요?
바로 안전입니다.
안전한 드론 비행을 위해서는 조종자 자신이 드론에 대해 어느 정도의 지식은 필요합니다. 특히, 본인이 만든 드론에 대해서는 말이죠. 그래야 위급상황에 대처할 수 있습니다.최대한 이해하기 쉽게 쓰려고 했는데 어떻게 다가 오셨는지 모르겠네요. 아직 저도 많은 공부가 필요하지만 드론의 구조적인 면을 좀더 깊게 이해하고 싶으시거나 드론 정비에 관심 있으신 분들에게 도움이 되는 첫 걸음이 되었으면 좋겠습니다.
WRITER 이정운/아나드론스타팅 필진
전 세계적으로 중국이 장악하고 있는 드론 시장에서 드론의 필수적인 기술을 연구하고, 이를 경찰장비 및 임무수행에 적용할 수 있도록 연구하고자 전문적 학습공동체(폴드론 아카데미)의 일원으로 드론 관련 기술 분야를 연구하고 있습니다.
