드론의 두뇌 FC가 받는 스트레스에 대하여
FLIGHT LOG
조종하는 데로 움직여 주는 멀티콥터는 조종 신호를 FC(Flight Controller)가 얼마나 잘 제어해 주느냐에 달려 있습니다. FC는 조종사의 조종 신호와 기체의 상태를 감지하는 여러 가지 센서에서 감지되는 신호를 분석해서 최적의 비행을 하도록 도와주는 컴퓨터입니다.
그만큼 민감한 부분이기 때문에 외부에서 발생하는 어러 가지 노이즈에 대해 이상 동작을 일으킬 수 있습니다. 센서 기능을 가장 작게 이용하는 아크로 모드 (Acro Mode 또는 Manual Mode) 비행이 안정적인 이유가 그것입니다. (아크로 모드는 주로 자이로 센서만 또는 자이로 센서와 가속도 센서만 이용합니다.)
FC가 전기적인 노이즈의 영향을 받는다면 센서에 영향을 주어 Self Level mode Flight에서 기체가 한쪽으로 계속 흐르는 현상이 발생할 수 있거나 원하지 않는 이상 동작을 보일 수 있습니다.
FC에 영향을 주는 노이즈는 다음과 같습니다.
BEC는 FC가 구동하는데 필요한 5 VDC 전압을 공급하기 위해 배터리의 전압을 낮춰주는 기능을 하는 부품입니다. 하지만 전압을 낮추는 방법이 전기적으로 스위칭을 반복해서 만들어 주기 때문에 그 과정에서 노이즈가 발생할 수 있습니다.
BEC가 대중적으로 사용되기 때문에 큰 영향을 준다고 판단되지는 않지만 스위칭 방식이 아닌 Regulator 방식의 감압을 고려할 수 있습니다. 하지만 남은 전압을 열로 바꾸는 방식이라 다소 비효율적일 수 있습니다. 또한 OSD (On Screen Display)를 사용하는 경우 허용 전류를 신경 써야 합니다. OSD가 생각보다 많으 전류를 소모하기 때문에 다른 문제를 야기할 수 있습니다. (저는 ODS를 몇 번이나 교체했습니다.)
5 VDC Regulator 적용
전선을 따라 들어오는 노이즈를 개선해도 이상 동작을 보인다면 공기 중으로 방사되어 들어오는 노이즈를 의심할 수 있습니다. 보통 FC 케이스는 방사 노이즈를 차단하는 구조로 되어 있지 않고 레이싱용 드론은 별도의 케이스 없이 사용하는 경우가 많기 때문입니다.
저의 경우는 차단 필름을 부착한 후 상당히 안정적인 성능을 보였습니다.
전자파 차단 필름은 외부에서 FC로 들어오는 전파를 반사하는 역할을 하기 때문에 이용하면 상당한 효과를 기대할 수 있습니다. 가벼운 금속 케이스도 좋은 방법입니다.
긴 선은 안테나 역할을 하기 때문에 변속기 신호선을 따라 노이즈가 들어오고 나갈 수 있습니다.
또한 ESC(변속기)는 모터의 코일에 전류를 순차적으로 인가해 모터가 돌 수 있도록 해주는 장치입니다. 순서대로 전류를 인가해 주기 때문에 계속해서 On/Off를 반복하는 스위치의 역할을 합니다. 이렇게 반복되는 신호는 노이즈가 되어 FC에 영향을 줄 수 있겠지만 신호는 FC에서 ESC로 흐르기 때문에 그다지 영향이 크지는 않은 것으로 판단됩니다. OPTO (Optoisolator) ESC는 모터 신호에 의해서 발생하는 전기적인 노이즈를 차단하기 위해 광학 신호를 이용하기 때문에 이런 노이즈 문제을 개선한 ESC입니다.
하지만 외부 노이즈가 신호선으로 들어오는 것을 조금이라도 방지하기 위해 (-) 선과 신호선을 꼬아 놓기도 합니다. (-) 선이 노이즈를 차단하는 역할을 하기 때문입니다.
Little Bee Mini 20A ESC from dbrc.kr그 밖에도 배터리 전원 끝에 (-) 선을 원형 자석에 감는 것도 노이즈 제거에 도움이 될 수 있습니다. 전류가 흐를 때 발생하는 자기장을 상쇄시켜 이상 파형 발생을 방지할 수 있기 때문이라고 합니다.
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