대망의 FC보드 제작 차례입니다.
사실 어느 것 하나 쉬운 건 없었습니다.
하드웨어, 배선, 케이싱, FC보드 제작, 카울 제작까지..
카울 제작은 100% 미관을 위한 것이고, 전혀 한번도 시도해본 적 없는,
말 그대로 맨 땅에 헤딩하는 꼴이기 때문에 할 수도 있고 안할 수도 있습니다.
비행 성능이 원하는 대로 나와줘서 애착이 생기면 기꺼이 카울까지 제작하겠지만,
그렇지 않으면 무기한 연기할 예정입니다.
FC보드의 구성과 제작
FC보드는 정말 간단합니다.
자세제어용 센서, MCU, 수신기만 있으면 되니깐요.
저는 늘 그래왔듯 자세제어용 센서로는 많이들 쓰이던 MPU-6050을 이용하고,
MCU는 Arduino Uno 호환보드 제이씨넷의 JArduino - Atmega328p를 사용하였습니다.
수신기는 HC-06 Bluetooth 2.0 모듈을 사용하였습니다.
이 때, Yaw 축 조정을 위해 지자계 센서가 필요한데,
저는 우선 yaw축 제어는 빼놓고 fc 보드룰 구성하였습니다/
찾아보니 각 축 별 센서를 따로 사는 것보단 GY-86과 같은 10축(가속도 3/자이로 3/지자계3/기압계1)
센서를 구입하는 것이 따로 사는 것보다 무게와 가격 면에서 유리합니다.
저번에 멀티위 uno 보드의 확장성에 관해 언급한 적 있었는데,
생각해보니 위 각 축의 센서들은 i2c 통신을 지원하고,
i2c는 1:n 병렬통신이기에 여러개의 센서를 장착해도 문제는 없을 것 같습니다.
BEC는 무엇인가?UBEC는?ESC는?
설명할 생각은 없었지만 구글링을 해봐도 국내에선
위와 같은 내용으로 얻을 수 있는 정보가 없어 따로 씁니다.
일단 용어 정리부터 하겠습니다.
ESC : Electric Speed Controller
BEC : Battery Eliminator Circuit
(배터리 제거 회로)
UBEC : Universal Battery Eliminator Circuit
ESC의 쓰임새를 멀티콥터에서 거슬러 올라가 RC 비행기때로 가보면,
RC비행기는 물리적인 요소에 많은 영향을 받으며,
기본적으로 유선형 날개에 유체의 흐름을 서보로 바꾸면서 방향을 전환합니다.
그렇기에 멀티콥터처럼 제어보드는 필요치 않고, 다만 필요 시 승강타 등을 제어할 수만 있으면 됩니다.
그런데 이 때 RC 비행기에는 수신기가 필요하고, 수신기는 5v의 전원이 필요합니다.
추진을 위한 모터는 11v가 필요하구요.
가벼운 기체가 생명인 rc 비행기는 수신기를 위해 추가 배터리를 장착할 여력이 없습니다.
그래서, ESC가 BEC라는 전압 강하 모듈을 내장하게 됩니다.
이로써 ESC는 추진 모터의 전자 변속은 물론, 수신기와 승강타 등의 조종을 위한
서보에 안정적으로 5v 전원을 제공할 수 있게 되는 것이죠.
ESC는 이렇게(수신기에 쓰이는 추가) 배터리 제거 회로를 내장하게 되었습니다.
위와 같은 형태의 설계를 꾀해볼 수 있었습니다. 물론 배터리 선을 따로 빼서
Uno의 DC, Vin 핀에 연결해도 무방합니다.
Uno는 자체에 전압 Regulator가 있기 때문이죠.
하지만 저런 식으로 한다면 불필요한 배선을 최소화 하지 않을까 싶습니다.
여행 끝나고 한번 시도해 봐야겠습니다.
아직 배터리와 FC보드를 연결하지 않은 상태거든요.
그런데, 이런 방식도 한계가 있으니, FC보드의 규모가 커지면
ESC 내장 BEC가 전류 감당을 못한다고 합니다.
최대 5v 2-3A까지 나오는데, 이를 초과할 경우,
외장 BEC를 쓰게 되는데, 그게 바로 UBEC입니다.
RC 비행기에서는 서보 크기와 비행기 규모가 비례하기 때문에
큰 시스템에서는 UBEC의 비중이 좀 클것 같습니다.
트라이콥터같은 특수한 경우와 짐벌 사용시를 제외하곤
5v로 전기 쓸 일이라곤 fc보드밖에 없는 멀티콥터에겐 딴세상 이야기겠지요.
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사실 UBEC를 FC보드 규모에 상관 없이 장착하는 게 정석입니다.
날다가 ESC 고장나면 내장된 BEC도 멈추고, 기체 정지의 원인이 되니 말입니다.
하지만 제가 날리는 기체는 비싼 부품 하나 없으니 그냥 내장 bec로 날리렵니다.
싸고 편하고 별도 서보 쓰지 않으니 전압은 남아 돌잖아요.
FC보드는 이렇게 설계를 끝냈습니다.
물론 만능기판이든 어디든 일단 납땜을 하고 봐야 하는데, 만능기판이 없네요;;
만능기판을 구하면 그 때 새로 포스팅하죠.
WK였습니다. 감사합니다.
