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[드론이야기] 4차 산업의 드론이야기③(Drone Story)

2019-03-22기사 편집 2019-03-22 08:51:33     

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첨부사진1조종기 구성
드론의 비행제어기(FC)는 컴퓨터의 CPU와 같은 역할을 한다. 드론을 이륙 시키기 위해서는 프로펠러의 회전속도를 정교히 제어해야 하는데 이를 담당하는 것이 비행제어기다. 조종기로부터 수신된 명령신호를 처리해 모터을 제어하고, 가속도, 자이로스코프, 관성측정장치(IMU), 컴퍼스, 지자계 GPS 등 센서를 통한 자동 홈 복귀, 팔로우, 배터리 부족시 복귀, 전.후방 및 상부 충돌방지, 셀카 등 기능으로 안정적인 비행을 구사한다. 관성측정장치는 중력을 측정하는 가속도 센서와 각속도를 측정하는 자이로센서를 이용해 관성 값을 측정한다. 지구의 일정한 중력을 기준으로 기울기 값을 계산해 기체를 보정해 줌으로써 기체수평을 유지하는 핵심 부품이다. 관성항법장치(INS)는 내장된 IMU로부터 얻은 가속도, 각속도 적분 위치, 속도, 자세, 각 등 데이터를 구하는 역할을 수행한다. 데이터표시장치는 비행 정보 확인 장치로 배터리 전압(잔량표시)이나 비행시간, 기체의 기울기, 방위, 출발위치의 방향과 거리(홈 복귀 기능), 고도, 속도 등의 정보를 화면에 표시해 준다. 기체에 장착돼 카메라와 영상 송신기 사이에서 가속도 센서나 지자계 센서, GPS 등을 통해 들어온 정보를 카메라의 영상에 섞어 영상송신기에 보내는 역할을 한다. 위성항법장치(GPS)는 위성에서 신호를 받아 현재 위치를 기체에 알려주는 기능을 하는 장치로 3개 이상의 인공위성 전파를 수신해 정확한 현재 위치를 파악 하는 장치다. 또 무인비행장치를 운용할 때 고도, 속도, 자세, 방향 등을 통제할 수 있게 비행 정보를 제공합니다. 짐벌은 기체의 떨림을 잡아줘 안정적인 촬영을 가능하게 만든다. 가로축, 세로축, 수직축 등 3축으로 구성된 짐벌은 이 세 축의 움직임에도 항상 균형을 잡아주기 때문에 떨림 없는 영상촬영이 가능한 것이다. 오직 전파 통신으로 모든 비행이 이루어지는 드론에서 특히 조종기와의 통신 부분이 무인항공장치의 핵심이라 할 수 있다. 사용주파수는 2.4㎓이며 호핑방식을 활용해 주파수를 송·수신, 쌍방향 통신을 한다. 여기서 주파수 호핑방식이란 CDMA방식으로 이동통신에서 주파수 간의 간섭을 막기위해 사용한다. 즉 주변 환경의 영향을 받지 않으며 동일 주파수 대역에서 간섭이나 잡파를 스스로 회피해 수신하는 방식을 말한다. 주파수 대역은 비면허 ISM대역인 2.4 -2.48㎓, 5.7-5.875㎓ 범위에서 사용한다. 변속기는 전자속도제어기(ESC)로 스로틀(기체의 상승 및 하강)의 움직임에 따라 모터의 속도를 조절해 주는 장치로, 컨트롤러의 신호를 받아 모터의 회전속도를 결정하고 모터를 일정하게 구동시키는 역할을 한다. 변속기마다 변압기가 내장돼 다소 높은 전원이 들어와도 변압기를 통해 일정한 전압(5V)을 공급해 안정된 상태를 유지한다. 자이로센서는 지표면을 중심으로 기울기, 가속도 등을 측정 할 수 있는 센서로서 드론의 자세나 위치를 추정해 비행을 보정할 수 있으며, 기체의 수평 안정성을 유지해 주기 때문에 안정적인 비행을 할 수 있게 해준다. 캘리브레이션은 드론과 무선조종기 기준을 재 설정하는 작업을 말한다. 초기 드론 구입시나 원거리 이동시에는 캘리브레이션을 먼저 실행 해주는 것이 좋다.



*러더(Rudder): 기체의 좌 및 우 회전

*엘리베이터(Elevator): 기체의 전진 및 후진

*에일러론(Aileron): 기체의 좌측 이동 및 우측이동.



신동훈 (사)한국드론산업협회 대전지회장



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첨부사진2드론의 구조


첨부사진3