레이싱 드론용 비행콘트롤러

드론/쿼드콥터 2016.08.30 16:07 Posted by 푸른하늘이

비행콘트롤러(flight controller)는 쿼드콥터의 균형을 유지하고 조정하기 위하여 센서 데이터, 사용자 명령 등을 읽어 모터 속도 등을 조절하는 회로판이다. 요즘의 모든 멀티콥터 비행 콘트롤러는 자이로(Gyroscopes)와 가속도계(Accelerometer)가 탑재되어 있으며, 고급 비행콘트롤러 중에는 기압계(barometer)와 전자나침반(magnetometer), GPS 등을 탑재하는 경우도 있다. 예를 들어 자이로스코프는 방향을 유지하고 기압계는 고도를 유지하며, GPS는 자동 운항이나 Fail-safe 목적으로 사용될 수 있다.

많은 비행콘트롤러는 비슷한 하드웨어 혹은 센서를 사용하지만, 소프트웨어와 계산 알고리듬은 달라서 비행 특성과 사용자 인터페이스가 다르다. 이때문에 다른 비행콘트롤러를 설치하면 느낌과 비행 형태가 달라지게 된다.

현재 시장에는 수많은 비행콘트롤러가 판매중이다. 비싼 것도 있고, 기능이 더 많은 것도 있다. 오래전에 만들어진 것도 있고, 값싼 짝퉁도 있다. 이 글은 비교가 아니며 단지 몇몇 비행콘트롤러에 대한 간략한 느낌 정도와, 어떤 비행콘트롤러를 선택해야 하는 가에 대한 몇가지 조언이 있다.

비행콘트롤러 선택방법

멋진 비행을 위해서는 좋은 비행 콘트롤러가 필요하지만, 어떤 FC가 다른 FC보다 항상 좋은 것은 아니다. 좋고 나쁨은 어떤 비행을 할 것인지, 어떤 멀티콥터를 날리고자 하는지 등등 여러가지 요인에 따라 달라진다. 예를 들어 설정이 편한 콘트롤러도 있고, 작은 비행체에 좋은 것도 있고, GPS를 지원하는 것도, 없는 것도 있다.

또한 많은 짝퉁이 나와 있다. 저급한 부품을 사용하기 때문에 기능과 외양은 비슷하지만, 저렴하다. 신뢰할 수 없는 FC를 사용할 경우, 쿼드콥터 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있다.

마지막으로 항상 질문을 하고, 인터넷에 올려진 정보만 신뢰하지 말라.

비교표

아래는 널리 사용되고 있는 비행콘트롤러 목록이다.

FC NamePriceRX ModesBaro/CompassGPSMicroController
APM 2.6$50PWM, PPMExternalYes8-bit, 16MHz
BrainFPV$130PWM, PPM, S.Bus, DSM, HoTTInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
CC3D$14PWM, PPM, S.Bus, DSMNoLimited32-bit, 72MHz
Crius AIO$48PWM, PPMInternal/ExternalYes8-bit, 16MHz
Flip32$24PWM, PPM, S.BusNoLimited32-bit, 72MHz
KK2.1.5$22PWM, PPMNoNo8-bit, 16MHz
Multiwii SE 2.5$15PWM, PPMInternalYes8-bit, 16MHz
Naza M Lite$170PWM, PPM, S.BusExternalYesunknown
Naza M V2$300PWM, PPM, S.BusExternalYesunknown
Naze32 Acro$25PWM, PPM, S.BusNoLimited32-bit, 72MHz
Naze32 Full$53PWM, PPM, S.BusYesYes32-bit, 72MHz
Quanton$66PWM, PPM, S.Bus, DSM, HoTTInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
Revo$130PWM, PPM, S.Bus, DSMInternal/ExternalYes32-bit, 168MHz
Sparky$60PPM, S.Bus, DSMInternalYes32-bit, 72MHz
Sparky 2$35PPM, SBUS, DSM32-bit,
SPRacing F3$65PPM, SBUS, DSM32-bit,
Tornado F3$29PPM, SBUS, DSM32-bit,
DoDo F3$50PPM, SBUS, DSM32-bit,

나의 첫 비행콘트롤러 -KK2

KK2 는 저자가 사용한 첫 비행콘트롤러로서, 초보자에게 첫 FC로 추천할 수 있다. 현재 가장 대중적인 보드로, 상당히 저렴하다. 32비트 FC보다 잘 날지는 못하지만, KK2보드는 보드에 스크린과 메뉴가 있다는 장점이 있다. 따라서 컴퓨터가 없이도 쿼드콥터를 설정하거나 변경할 수 있다. 사용자 친화적으로 초보자에게 유용하다. KK2를 생략하고 다른 FC를 사용해도 큰 문제는 없다.

KK 보드는 Rolf R. Bakke(KapteinKuk)가 설계하였다. 작은 그래픽 LCD와 4개의 버튼이 있어 파라미터를 변경할 수 있다. KK2는 P와 I 만 사용하며, D는 없다. 이처럼 간단하므로, KK 보드는 일반적인 드론에 좋은 성능을 발휘할 수 없다. 하지만, 그냥 가지고 나가서 날려보고 싶다면 이것으로도 충분하다.

KK2 보드에 대한 상세 정보는 여기를 참조할 것

멀티위(MultiWii) 기반의 비행콘트롤러

많은 대중적인 FC가 멀티위 기반(혹은 멀티위 코드로 부터 개발한)이다. CC3D, Naze32, Sparky, Brain FPV, Quanton 등이 그 예이다. 대부분은 이 범주에 속한다.

CC3D

이 계열의 FC는 32비트 콘트롤러의 선구자격이다. CC3D FC는 과거에는 아주 비쌌고 사용하기 쉽지 않아 많은 사람들이 멀리하였다. 그러나 현재 가격이 착해지면서 점점 더 널리 사용되고 있다. 일부 사용자들은 CC3D가 조종하기 힘들다고 불평하지만, CleanFlight와 같이 이 FC를 다룰 수 있는 펌웨어/소프트웨어가 점점 더 많아지고 있어 이러한 문제도 극복될 것이다.

Naze32

Naze32는 예전에 다루었다. Naze32는 미니급 쿼드쿱터 용으로는 가장 대중적인 FC 중 하나이며, 마케팅이 아주 잘 된 듯 하다. :D

그러나, 이 작은 보드가 성능만은 뛰어나다는 걸 부정하긴 힘들다. 나를 비롯해 많은 사람들이 이 보드가 그냥 딱 달라붙는듯 하다고 느낀다. BaseFlight GUI 역시 사용하기 매우 편리하다. 물론 CleanFlight 과같은 다른 소프트웨어도 사용할 수 있다. CleanFlight를 이용한 설정방법은 여기를 참고하라.

Naze32 Acro는 CC3D와 같이 32bit 이지만, CC3D가 제공하지 않는 전자나침판과 기압계 센서를 포함한 Naze32 Full Version 도 있다. Naze32와 CC3D와의 비교는 여기를 참고하라.

Flip32

Flip32는 Naze32 Acro의 짝퉁이다. Naze와 외형이 유사하며 동일한 소프트웨어를 사용한다.

MultiWii 보드

MultiwiiPro와 같이 다양한 종류의 Multiwii 보드가 있다. 멀티위는 수년전에 시작된 오픈소스 프로젝트이다. 이 프로젝트는 닌텐도 Wii Nunchuck 하드웨어(자이로 및 가속도계)를 사용하다. 그 당시에 널리 사용되었던 센서였기 때문이다. 그당시 오픈소스 멀티콥터 프로젝트는 거의 없었기 때문에 이 프로젝트의 코드가 복사되어 많은 다른 프로젝트 및 플랫폼에 사용되었다. 


좋은 예가 MultiWii Pro(MWP)이다. 이 보드는 아두이노를 기반으로 ATmega2560 프로세서를 사용한다. 이 보드는 자이로 가속도계, 기압계 및 전자나침반이 있다. 그외에도 GPS나 음파측심기(sonar)등의 센서도 지원한다. MultiWii는 RC 비행기 및 멀티콥터를 제외할 수 있다. 소프트웨어 인터페이스는 APM 에 비해 떨어지지만, 기능은 충분하며 비용도 저렴하다.

NAZA

Naza는 DJI 팬텀 시리즈로 인해 유명하다. Naza에 대한 정보는 여기를 참고하라.

APM2.6


신뢰성있는 GPS를 제공하는 몇 안되는 FC 이다. 최근에는 좀더 낮은 가격의 APM Mini 도 나왔다. 하지만, 나라면 이 FC를 Acro 비행에는 사용하지 않는다. :) APM2에 대한 정보는 여기를 참고하라.

Crius AIO Pro

값비싼 APM에 대한 좋은 대안. 이것도 멀티위 소프트에어를 돌릴 수 있다. 자세한 내용은 여기 참조

Brain FPV


Brain FPV는 OSD 하드웨어가 통합되어 있어 편리하다. 최근에 발매되어 나는 아직 사용해보지 않아 성능은 잘 모른다.

이 FC를 테스트중이므로 자세한 사항을 올릴 예정이다. 자세한 리뷰는 여기

Sparky, Quanton

Sparky, Quanton 및 Brain FPV는 모두 OpenPilot 프로젝트에 기반을 두고 있다. Sparky(약 40불)은 그림에 보다시피 형태가 독특하여 설치하기가 까다롭다. 하지만, 기본적인 GPS 기능을 지원한다. Quanton은 반대로 GPS 기능이 다양하며 좋은 CPU를 사용하지만 가격이 거의 두배정도이다.

==== 아래는 2015년 10월 갱신

지난 몇달동안 많은 새로운 비행콘트롤러가 개발.발매되었다. 이중 많은 FC가 Cleanflight 펌웨어 전용으로 설계되어 주로 아크로 FPV 비행으로 사용된다. 이들은 사용하는 프로세서에 따라 F3 비행콘트롤러로 불린다. 참고로 Naze32나 CC3D는 F1 프로세서를 사용한다.

F1 과 F3의 차이는 여기를 참조할 것

Seriously Pro Racing F3 (aka SPRacing)

CleanFlight의 개발자가 개발한 FC이다. 

Sparky v1과 동일한 프로세서(STM32F3)를 사용한다. 멋진 FC이며 이를 NAZE32 Full 보드의 후계자로 생각할 수 있다. 

STM32F1 보드는 그 한계에 접근하고 있다. UART 포트가 부족한 것은 물론 너무 기능은 맣고 메모리는 부족하며, 프로세서 성능은 딸린다.... 등등 예를 들어 OpenPilot은 CC3D(STM32F1기반)의 개발을 중지하였다.

Sparky2

Sparky2도 출시되었다. 이것은 OpenPilot Revo와 같이 더 최신의 STM32F4프로세서를 채택하였으며, 가격은 $57로서 기능에 비해 상당히 저렴하다.

Tornado F3

그리고 물론 Tornado F3도 방금 발매되었다. Tornado F3는 impulserc.com에서 주최한 Drone Nationals에서 우승한 쿼드콥터(조종사 FinalFlideAUS)에 사용되었다.

RMRC Seriously DoDo F3

OpenPilot Revo (Revolution)

결론

비행콘트롤러 전체 리스트 및 기능은 이 표를 참고하라. 아직 완벽한 것은 아니며, 앞으로도 계속 추가될 것이다.

원문 : https://oscarliang.com/best-flight-controller-quad-hex-copter/

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저는 구글어스를 보자 엄청난 충격을 받았습니다. 전통적으로 지도는 국가에서 제작하는 게 당연하다고 생각했는데, 웹과 구글이 그 생각을 완전히 깨 버린 겁니다. 지금은 MS까지 전세계의 3차원 지도를 서비스하겠다고 나서고 있는데, 우리는 무엇을 어떻게 해야 할까요?
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