[번역] 드론 만드는 법 - 파트 2: 드론 프레임 선택하기

by Philbert | 2016-10-25 14:15
나무 드론 번역 옥토콥터 재료 초보 쿼드콥터 튜토리얼 트리콥터 프레임

파트 2는 다양한 드론 프레임의 구성과 재료에 대해 자세히 다루고 있네요. 전 그냥 쿼드콥터 하나면 되는데..^^; 어쨌든 좋습니다. 처음이니깐요.

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용어들을 외우는 것은 드론 만드는 법을 배우는 퀘스트에 있어서는 강제적입니다. 재빨리 참조하기 위해서는 적어도 저 용어들을 기록해야 할 겁니다. 이번 안내서에서는 여러분들은 드론을 만들수 있는 여러 종류의 프레임에 대해 배울 겁니다. 아래에서 존재하는 프레임의 가장 기본적이고/일반적인 구성에 대해 배울 것이며, 뿐만 아니라 프레임을 만들 수 있는 여러 재료도 보실 겁니다. 이전처럼 노트를 챙겼는지 확인하시길 바랍니다. 왜냐하면 아래 정보는 매우 중요하기 때문입니다.

RC 드론/프레임 구성의 종류

가장 일반적인 종류의 프레임 구성을 소개하는 것 뿐만 아니라, 각각의 장점과 단점 그리고 특징들을 설명하려고 합니다. 이미 말씀드렸으니 시작하겠습니다.

프레임 종류 #1: 쿼드콥터

지금까지 RC 드론 산업에서 보던 가장 흔한 종류의 프레임입니다. 각각 단일 모터에 연결된 4개의 다리가 있습니다. 왼쪽 그림에서 알 수 있는데, 쿼드콥터가 x자로 설정되도록 만들어졌습니다. +자로 된 쿼드콥터 프레임 배열도 있습니다. 드론 만드는 법을 처음 배울 때에는 쿼드콥터 프레임을 사용할 것을 강력히 추천드립니다. 가장 간단하게 찾을  수 있는 종류의 프레임 디자인일 뿐만 아니라, 아주 다양하게 쓰이는 프레임 중에 하나입니다. 이는 DJI Phatom 3Parrot Bebop처럼 인기있는 드론 모델이 모두 이와 똑같은 프레임 구성을 사용해 만들어진 이유입니다.

장점: 쿼드콥터 프레임을 사용하는 가장 큰 이점은 오늘날 시장에 있는 거의 모든 비행 컨트롤러가 이 종류의 디자인과 동작한다는 것입니다. 여러분이 사용할 수 있는 가장 단순한 디자인이기도 하며, 처음 드론을 만드는 법을 배울 거라고 한다면, 더할 나위 없습니다.
단점: 완벽한 프레임 설계는 없습니다. 쿼드콥터도 완벽하지 않습니다. 이 프레임을 사용하는데 결점은 모터나 프로펠러가 하나 고장나면 사고가 나기 때문에 나머지 모터/프로펠러로 떼울 수 없습니다. 이런 이유로, 쿼드콥터 프레임을 사용할 거라면, 바로 잡아야 할 필요가 있습니다.
프레임 종류 #2: 트리콥터

이 종류의 프레임은 쿼드콥터만큼 일반적이지는 않지만, 드론을 만드는 방법을 배우는 데 관심있는 누군가에게는 하나의 선택이 될 수 있습니다. 이 종류의 RC 드론은 각각 단일 모터에 연결된 3개의 다리가 있습니다. 이 종류로 구성하면, UAV는 각각 거의 120도로 분리된 3개의 다리를 지니게 됩니다. 이 설계는 대칭적이지 않으므로, 왼쪽 그림에서 볼 수 있는 것처럼 단일 후면 모터(lone rear motor)는 일반 RC 서보 모터를 이용해서 회전할 수 있어야 합니다. 그래서 짝수가 아닌 회전체들에 대응할 수 있게 하는 것이죠. 다음과 같이 쿼드콥터 구성과 마찬가지로 트리콥터 구성의 이점과 결점이 있습니다.

장점: 심미적 관점에서 뭔가 다른 것을 찾고 있다면, 트리콥터 구성이 바람직한 선택입니다. 비행 중일 때에도 이 프레임의 구성은 RC 드론이 비행하는 것보다 좀 더 비행기처럼 날아요. 또한 더 적은 수의 브러시리스 모터(Brushless)가 필요하기 때문에 드론을 만드는 법을 배울 때 저렴한 여정이 될 수 있습니다.
단점: 후면 모터를 회전시키는(대칭이 아니므로) RC 서보 모터가 필요한 설계라는 사실로 인해, 종합적인 제작 과정은, 이론적으로, 훨씬 더 복잡합니다. 우리는 더 자세한 사항을 원하지 않으니, 후면 다리가 효과적으로 동작하기 위해서는 그냥 여러가지 복잡한 작업이 필요하다고 합시다.
프레임 종류 #3: 헥사콥터

접두어가 암시하듯이, 헥사콥터는 6개의 다리로 구성된 종류의 드론입니다. 각 다리는 단일 모터에 연결되어 있습니다. 일반적으로 이러한 타입의 구성은 전문적인 항공 사진 작업에 관심이 있는 비행사들을 위해 마련되어 있는 것입니다. 두 가지 레이아웃 중 한 종류가 될 수 있습니다. 즉, 모터 두 개 사이에 프런트 바디가 연결되어 있는 것과 단일 모터 바로 뒤에 프런트 바디가 연결되어 있는 것이죠. 저는 헥사콥터는 한번도 만들어보지 않았지만, 드론 만드는 법을 배울 때 여러분이 가능성이 있는 선택사항들을 볼 수 있도록 이 목록에 포함되어야 한다고 생각했습니다. 이제, 이 프레임 구성의 장정과 단점을 잘 살펴보겠습니다.

장점: 헥사콥터 프레임의 주요 장점은 좀 더 많은 추진력을 전달할 수 있다는 것입니다. 무거운 화물을 들어올릴 때 쓸모가 있습니다. 또한, 모터 하나가 고장나도 사고가 나기보다 여전히 드론이 안전하게 착륙할 수 있는 기회가 있습니다. 이 설계의 가장 유리한 점은 거의 모든 비행 컨트롤러가 이 종류의 프레임 구성을 지원한다는 것입니다.
단점: 일반적으로 헥사콥터를 만드는 것이 트리콥터나 쿼드콥터를 만드는 것보다 더 돈이 많이 들게 됩니다. 비행하게 하는데 많은 부품들이 필요하기 때문입니다. 또한 부품이 많을수록 무게가 나간다는 것을 기억하셔야 합니다. 그래서 헥사콥터를 공중에 띄우기 위한 추진력을 획득하기 위해, 더 큰 배터리가 필요하실 것입니다.
프레임 종류 #4: 옥토콥터

목록의 마지막이지만 역시 중요한 옥토콥터입니다. 이 프레임으로 구성하면, 각각 단일 모터에 연결된 다리가 8개가 있습니다. 상상하시는 것처럼, 이 종류의 설정을 이용해서 만들어지는 엄청난 양의 추친력이 있게 됩니다. 그렇지만 옛날 속담처럼, "큰 힘에는 큰 책임이 따르죠". 초보자라면 추천하지 않는 이 프레임을 구성하기로 했다면, 여러분 앞에 놓인 길고 도전적인 길을 걸어야 합니다. 보통 이러한 종류의 RC 드론은 그들이 무엇을 하는지 알고 있는 사람들을 위해 따로 있는 것입니다. 처음 드론을 만드는 방법을 배울 때에는 쿼드콥터나 트리콥터 같은 간단한 모델을 해야 합니다.

장점: 대량의 모터는 더 많은 추진력을 나타내며 결과적으로 무거운 것을 들어올릴 수 있음을 뜻합니다. 또다른 큰 잇점은 이 형태의 설계는 모터 중 하나가 고장나도, 드론이 추락하기보다 지면에 안전하게 도달할 수 있습니다.
단점: 이미 추측했듯이, 더 많은 모터는 더 큰 배터리팩뿐만 아니라 더 많은 제작 비용과 쌤쌤이입니다. 보통 대형 옥터콥터를 만드는 사람들은 전문적인 항공사진이나 비디오그래피에 흥미가 있는 사람들입니다. 그래도 초보자에게 불가능하다고는 말하지 않겠습니다.
드론 프레임에 사용되는 재료의 일반적인 종류

이제 여러가지 프레임 종류를 구성하는데 익숙해졌으니, 드론 프레임을 만드는 법을 배울 때 사용될 수 있는 가장 일반적인 종류의 재료를 살펴보겠습니다. 이 목록은 여러분의 DIY 프로젝트에 사용될 수 있는 가능한 모든 재료들을 포함하고 있지는 않고, 더 인기있고 예산잡기 쉬운 것들을 포함하고 있습니다.

WOOD
가능한 가장 저렴하게 드론을 만들려고 한다면, 나무 프레임을 사용해 볼 것을 고려해보세요. 나무는 미적으로 드러낼 수 있는 그런 옵션이 아니지만, 분명 가장 저렴한 것들 중 하나입니다. 제가 나무 프레임을 사랑하는 이유는 부서지더라도 빠르고 쉽게 교체할 수 있기 때문입니다. 드론에 나무를 사용할 거라면, 휘거나 뒤틀리지 않은 부분들인지 확인하세요.



CARBON FIBER
여유가 되면, 프레임을 탄소섬유로 제작할 것을 강력히 추천합니다. 이유는 간단합니다. 탄소섬유는 매우 단단하지만 극도로 가볍습니다. 이는 여러분의 드론이 좀 더 잘 날고 더 적게 에네지를 소비하기 위한 조합입니다. 탄소섬유는 RF 신호를 지연시킨다(이후에 배울 거에요)는 것을 기억하시고, 그래서 안테나와 같은 중요한 전자 부품들을 고정시킬 때에 이를 꼭 유념하시길 바랍니다.



PCB
인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board)으로도 알려져 있는데, 이는 유리섬유와 같은 기본 구조와 속성을 공유하는 재료입니다. 유리섬유와 달리, PCB는 항상 평평합니다. 전형적으로 크기가 600mm보다 작은 프레임은 하판과 상판에PCB를 사용합니다. 사실 작은 쿼드콥터 프레임은 전체를 하나의 인쇄 회로 기판으로 만들 수 있습니다. 인쇄 회로 기판이 어떻게 동작하는지 더 배우기를 원한다면 여기를 클릭하세요.


PLASTIC
현재 여러분이 구입하는 대부분의 상업용 RC 드론은 플라스틱 프레임이 딸려 옵니다. 3D 프린트로 몰드된 플라스틱 프레임은 DIY 드론 애호가들 사이에 매우 인기를 얻고 있습니다. 일반적으로  완전히 모양을 갖춘 플라스틱 프레임을 을 만들기 위해 3D 프린터를 사용하는 것은 소형 드론에만 유효한 것들입니다. (3D 프린팅 형태나 오브젝트가 아닌) 플라스틱 시트를 사용할 때는 랜딩 기어 또는 드론의 커버에 이들을 전략적으로 사용할 수 있어야 합니다.



G10
G10은 유리섬유의 변종으로 탄소섬유의 저렴한 대안으로 종종 사용됩니다. 겉에서 보면 G10과 탄소섬유는 거의 동일하지만, 기본 속성은 완전 다릅니다. 시트 형태의  G10을 구입할 수 있습니다. 탄소섬유보다는 저렴하지만, 나무, 알루미늄 그리고 플라스틱 보다는 여전히 비싸죠. G10과 일반 탄소섬유 사이의 주요한 차이점에 대해 찾은 정말 유용한 포럼글이 여기에 있습니다.



ALUMINUM
알루미늄도 프레임을 만들 때 사용할 수 있습니다. 가볍고 (탄소섬유만큼은 아니지만), 유연하고, 상대적으로 다루기 쉽습니다. 전체 프레임을 만들거나 혹은 프레임의 특정 부분(다리, 랜딩기어 등)을 보충하는 재료로 알루미늄을 사용할 수 있습니다. 알루미늄 프레임의 다른 이점은 이런 종류의 재료는 쉽게 입수할 수 있을 뿐만 아니라 비싸지 않다는 것입니다.



얼마나 큰 드론을 원하세요?

드론을 만드는 법을 배울 때, 나와 있는 표준 크기에 익숙해져야 할 필요가 있습니다. 예를 들면, 나노 드론이라고 부르는 RC 드론은 손바닥에 알맞은 크기입니다. 대형 드론은 메가드론처럼 엄청나게 큰 것들이고, 종종 트럭 뒤에 실어 운반되기도 합니다. 초보자로써 400mm에서 500mm 범위 크기를 추천합니다. 이 범위의 크기는 여러가지 가치와 여러가지 유용성을 제공할 것입니다.

작은 드론이 큰 드론보다 덜 비싼가요?
꼭 그렇진 않습니다. 드론 만드는 법을 배울 때, 전체 비용은 카메라 등의 부착여부 보다 비행 컨트롤러가 얼마나 고급진가에 좀 더 달려 있습니다. 일반적으로, 프레임이 가장 싼 부품입니다. 하지만 가장 덜 중요하다는 것은 아닙니다.

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