짐벌을 제작하기로 했으니 부품들을 골라야겠습니다.
사실 대부분의 부품 선정은 Basecam 팀에서 만든 Traveller Gimbal을 참조했습니다.
어느정도 구조도 비슷하게 따라 갈 예정이구요.
일단 부품 선정을 위해서는 크게 약 3~4가지 정도 생각할 요소가 필요합니다.
1. BGC(Brushless Gimbal Controller)
2. 모터
3. 골격
4. 배터리
일단 이정도를 갖춘다면 짐벌로서의 기본적인 기능을 할 것입니다.
먼저 네 가지 부품에 대한 것들을 찾아보도록 하죠.
이번 포스팅에서는 짐벌의 두뇌 역할을 하는 BGC에 대해 알아보도록 하겠습니다.
1. BGC(Brushless Gimbal Controller)
BGC는 짐벌이 수평을 유지하도록 만드는 제어장치입니다.
BGC에는 흔히 CPU라 부르는 MCU와, 전압 레귤레이터,
각 축 제어를 위한 모터 드라이버가 기본적으로 포함되어있고
추가적으로 안정성을 위해 가속도센서가 더해지거나, 블루투스모듈이 있기도 합니다.
기존에는 일반적으로 Atmel의 8bit 마이크로프로세서를 사용했지만
요즘은 더 많은 연산과정을 위해 ARM 32bit 컨트롤러를 사용하는 모양입니다.
우리가 접해볼 수 있는, DIY용을 대개 쓰이는 BGC는 크게 3가지가 있습니다.
가. Basecam의 SimpleBGC
SimpleBGC는 Basecam 팀에서 만든 BGC로, 가격이 상당히 비쌉니다.
최소 100달러에서 시작하고 비싸면 250달러까지 가격대가 형성되어 있습니다.
이렇게 비싼 이유는 하드웨어도 있지만 소프트웨어에 있습니다.
일단 하드웨어는 STM32를 쓰는 다른 BGC와 달리 ARM Cortex M4를 사용합니다.
소프트웨어는 Alexmos 펌웨어가 들어가있어 높은 안정성을 보입니다.
게다가 업그레이드 면에서 꾸준한 사후지원을 보장해주죠.
꾸준한 사후지원이 뭐 별거 있냐 하시겠지만, 별거 있습니다.
pid 값을 자동으로 찾는 기능이 생겼더라구요.
이게 얼마나 어마어마한 기능이냐면,
기존에 pid 값을 찾기 위해서 수많은 실험을 했었어야 했습니다.
그것도 축별로요. 그니까 우리는 Kp, Ki, Kd 세 상수값을
pitch, roll, yaw 축에 대해 각각 총 9개의 상수를 구했어야 했는데
이것을 SimpleBGC GUI의 AUTO버튼 하나로 끝내버린거죠.
그만큼 사후지원은 무시무시한겁니다. 또한 소프트웨어 개발에 대한 Donation의 느낌도 있죠.
(더 많은 기능 지원을 위해 현재 basecam 8bit는 더이상 사후지원을 하지 않는답니다.)
나. Storm32보드
Olliw라는 사람이 Storm32보드를 개발한 후 오픈소스로 푼 것으로 알고 있습니다.
자세한 부분은 Olliw와 연락을 해 봐야 알 일이지만, 우리는 일단 보드만 잘 쓰면 되는겁니다.(?)
오픈소스의 가장 큰 장점은 많은 사람들이 모여서 개발에 동참한다는 것이고,
또 가장 큰 단점으로 사후지원에 대한 보장이 없다는 것입니다.
storm32보드는 일단 갖다 쓰기에는 정말 싸고 좋습니다. 비싸봐야 20달러 내외거든요.
하지만 사후지원에 대한 보장이 없고 펌웨어 업그레이드가 활발히 이루어지지 않습니다.
storm32보드는 현재 NT버전과 I2C 버전으로 나누어져있고, 현재 NT버전위주의 개발이 이루어지고 있습니다.
두 버전의 차이는 가속도센서와 보드의 통신방식입니다.
I2C버전은 가속도센서에서 바로 값을 보내줬었는데, 이게 오류가 생기면 짐벌이 죽고
슬립링을 사용하면 오류가 생긴다는 한계가 있어 보드 개발의 중심이 NT버전으로 넘어오게 되었습니다.
NT는 가속도센서 모듈에 작은 MCU를 추가해서 SPI통신으로 보내주는 겁니다.
기존 I2C통신에 비해서 좀처럼 오류가 잘 안나 안정성이 높고, 슬립링을 사용할 수도 있는 장점이 있죠.
물론 우리가 알리나 뱅굿에서 만날 storm32버전은 I2C버전입니다.
제가 쓸 보드도 I2C 버전이구요. 나중에 NT로 쓰고 싶다면
NT모듈을 만들거나 구입한 후, 기존 I2C보드에 NT펌웨어를 올려주면 NT보드가 됩니다.
다. EvvGC
구글링 중에 발견한 보드입니다. EvvGC는 진짜 오픈소스 보드이구요.
EvvGC가 storm32보다 좋아보이긴 하는데...
일단 사용자가 별로 보이지 않고 무엇보다 보드 사이즈가 일반 보드처럼 50mm*50mm 사이즈밖에 없었습니다.
제 짐벌의 핵심은 휴대성인데, EvvGC는 미니 사이즈 보드가 없습니다.
좀 알아 볼 새도 없이 포기하게 되었습니다.
결국, BGC는 micro Storm32 보드를 사용하기로 했습니다.
사이즈가 40mm*20mm로 상당히 작았습니다. 가격도 20달러정도로 합리적이었구요.
(눈물을 머금고 노가다)할 생각을 하면 나쁘지 않을 것 같았습니다. #공돌이는_노가다죠(주륵)
다만, 한가지 문제가 되는 것은 이 BGC가 스펙상으로는 3셀까지 쓸 수 있다고 나와있지만,
사실 2셀에서만 쓸 수 있다는 겁니다...ㅎ
모르고 몇몇 분들 구입하셨다가 바로 보드가 타는 경험을 하시더라구요.
심지어는 2셀에서도 발열이 심하게 난다고 하니 안정적인 보드는 아닌 것 같습니다.
저는 이런 문제를 감수하고 결정한 사항이니 구입할 의향이 있으신 분들은 곰곰히 생각해보시기 바랍니다.
다음에는 카메라에 따라 어떤 모터를 골라야 하는지, 모터 선정에 대한 내용으로
계속 이어가겠습니다.
Oct 31, 2016
