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드론 쿼드콥터

DJI F450 NAZA-M V2 가이드

하늘이푸른오늘 2015. 5. 20. 17:17

DJI에서 판매하고 있는 F450 Flamewheel ARF 키트를 조립중에 있습니다. 지금까지 구입한 부품들을  무사히 조립하였으며, 쿼드콥터와 송수신기 세팅도 완료하고, 시험비행도 무사히 마쳤습니다.


그런데, 쿼드콥터 하드웨어를 조립하였다고 하여 바로 들고나가서 날릴 수 있는 게 아닙니다. 아무리 쿼드콥터가 기존의 모형헬리콥터나 모형비행기보다 원리로는 간단하다고 해도, 매우 복잡한 전자제품의 결합이기 때문에 적절한 밸런스 조절, 튜닝 과정을 거쳐야 합니다. 


쿼드콥터의 핵심은 여러가지 센서에서 들어오는 정보와 R/C에서 들어오는 명령을 취합해서 원하는 방향으로 기체를 이동시키는 비행콘트롤러(Filight controller)입니다. 이 비행콘트롤러가 다른 센서나 ESC(전자변속기)와 잘 연결되어야 합니다. 이 과정이 제대로 되지 않으면 갑자기 쿼드콥터가 폭주하거나 추락하는 사고가 발생할 수 있습니다.


DJI의 F450 Flamewheel ARF 키트의 비행콘트롤러는 NAZA-M V2 입니다. 이 글은 이 NM V2를 어떻게 설정하는지에 관한 글입니다. 원 문서는 DJI 사이트에 있는 NAZA-M V2 Quick Start Guide입니다. 쿼드콥터와 송수신기 세팅에서도 일부 다뤄진 내용이지만, 그렇지 않은 부분도 있습니다. 참고하세요.


조립 및 연결(Assembly & Connection)


포트 설명

  • Main Controller
  • PMU (Power Management Unit)
  • LED
  • GPS/Compass


조립 및 연결(Assembly & Connection)


  • NAZA-M 은 쿼드콥터 뿐만 아니라, Hexa, Octo 등 여러가지 모델을 지원한다. 단, Octo 의 경우에는 Gimbal 을 장착할 수 없다. (포트가 모자라기 때문)
  • 메인 콘트롤러 연결
    • DJI 로고를 반드시 하늘로 향하게 해야함. 
    • 방향이 기체 방향과 동일해야 함. 
    • NAZA-M 에 있는 화살표가 기체의 앞쪽을 향해야 함. 가능하면 기체의 무게 중심에 위치애햐 함. 
  • ESC와 모터
    • 위 그림에서 멀티콥터의 모터 번호(M1, M2 등)를 확인하고, 그에 맞춰 메인 콘트롤러와 연결
  • Gimbal
    • F1 및 F2 에 연결 한뒤 소프트웨어로 설정
  • 송신기(TX) 와 수신기(RX)
    • TX 매뉴얼을 참고하여 TX에서 Aileron, Elevator, Throttle, Rudder 채널을 설정하고 콘트롤 모드 스위치를 3-position 스위치로 선택
    • RX를 기체에 연결하고, RX를 메인 콘트롤러의 포트에 연결.


  • PMU(Power Management Unit) 모듈
    • PMU를 다른 장치에 붙여두지 말것. 충분한 공기흐름이 필요함
  • GPS/Compass
    • GPS/Compass는 자기에 민감하므로, 다른 전자기기와 충분히 떨어뜨릴 것.
    • DJI 로고가 하늘로 향해야 하며, 화살표가 전방을 향해야 함. 


연결후 확인


R/C 송신기 전원을 넣고, PMU에 배터리를 연결하고 LED를 관찰. 아래와 같이 불이 들어와야 함


보조 소프트웨어 설치 및 조정


소프트웨어및 드라이버 설치

  • www.dji.com 에서 다운로드.
  • R/C 수신기 켜고, 쿼드콥터 배터리 연결
  • LED 모듈에 있는 micro USB 포트로 PC와 연결
  • 드라이버 설치.
  • Assistant installation software 설치
Assistant Software를 통한 조정

  • PC 인터넷 연결확인
  • R/C 수신기 켜고, 쿼드콥터 배터리 연결한후, USB 포트 연결
  • Assistant Software 실행
  • 우측아래 빨강(연결상태) 및 파랑(통신상태) 확인 파란색이 깜빡이면 소프트웨어 실행가능

  • "Info" 옵션을 눌러서 펌웨어 버전을 확인하고, 필요하다면 업데이트
  • Upgrade에서 메인콘트롤러, GPS/IMU 펌웨어 확인
  • Basic에 들어가서 최초의 조정 실시. Mixer Type, Mounting, RC, Gain 등 설정해야 함.
  • Advanced에 들어가서 모터, Failsafe, IOC(Intelligent Orientation Control), Gimbal, Low-Voltage Alert, Flight Limit 등 설정(옵션) 
  • 이 부분은 F450과 Futaba 14SG 세팅에 자세하게 기술되어 있음

  • View 탭에서 모든 파라미터 확인
  • 추천 파라미터 값 (저는 F450인데 10인치 프로펠러에 4S 배터리를 사용하고 있습니다. 카메라쪽이 무거워서 좀더 강한 추진력이 필요해서 입니다. 시험비행 해봤는데 크게 문제는 없었습니다.)


기본적인 비행


콘트롤 모드

세가지 모드가 있음
  • GPS ATTI. 모드 - 스틱을 놓으면 GPS 좌표를 이용해 제자리에 고정. 3초간 GPS 신호가 없으면 ATTi 모드로 진입
  • ATTI. 모드 - 자세만 평형을 유지함.
  • 매뉴얼 모드 - 저는 매뉴얼 모드는 아얘 사용하지 않습니다.


모터 시동/종료


  • 모터 시동 - 트로틀 스틱을 밀어도 모터가 시동되지 않음. 반드시 아래와 같은 CSC(Combination Stick Commands)중 한가지를 수행해야만 모터가 켜짐.
  • 모터 종료 (Assistant Software 에서)
    • 즉시 종료 모드(Immediately Mode) - 콘트롤 모드의 종류에 관계없이 throttle stick 이 10% 이하로 떨어지면 모터가 즉시 정지됨. 5초이내에 10% 이상 밀면 모터가 재시동(CRC 불필요)
  • 지능 종료(Intelligent Mode) - 콘트롤 모드에 따라 반응이 달라짐. 매뉴얼모드에서는 CRC를 다시 수행해야만 모터가 정지됨. ATTI 모드나 GPS ATTI 모드에서는 다음과 같은 경우 모터가 정지됨
    • 모터 시동후 3초내에 throttle stick을 밀지 않았을 때
    • CSC 를 수행했을때
    • Throttle stick 이 10% 이하이고, 착륙후 3초이상 경과했을 때. (즉, 착륙후 아무런 조치를 하지않아도 모터는 꺼짐.)
    • 멀티로터 각도가 70도 이상이고 throttle stick 이 10% 이하일 때
  • 지능 종료 모드시 주의할 점
    • ATT 모드나 GPS ATTI 모드에서 모터를 켜려면 먼저 CRC를 수행한 후, 3초 이내에 throttle stick를 10% 이상으로 올려주어야 한다. 아니면 모터가 자동으로 꺼짐
    • 비행중에는 throttle stick을 10% 이하로 하더라도 모터가 꺼지지 않는다.
    • 안전상의 이유로, 멀티로터가 70도 이상 기울어지고(충돌/ESC오류/프로펠러 파손 등) throttle stick이 10% 이하이면 모터가 꺼진다.
    • 지능모드에서 throttle stick을 10% 이하로 하면 착륙절차가 시작된다. 이때는 모든 피치/롤/요 조정이 거부되고 수평이 유지된다.

1 단계 : 전자나침반(Compass) 캘리브레이션


  • GPS 안테나가 없으면 시행할 필요 없음.
  • 자기장이 있는 곳... 쇠가 많거나 전기가 심한 곳은 피하고, 열쇠나 핸드폰 등은 멀리할 것. 매우 중요함.
  • 절차
    • 송신기를 켜고 멀티곱터에 전원 연결
    • GPS 모드 에서 매뉴얼 모드 (혹은 GPS 모드에서 ATTI 모드)로 5번이상 빠르게 전환. LED가 노란색이 됨
    • 멀티곱터를 수평으로 유지한 상태에서 수직을 축으로 360도 회전. LED가 초록색이 됨(그림1)
    • 멀티곱터 앞방향을 땅으로 하여 수직으로 둔 상태에서 수직을 축으로 360도 회전. LED가 꺼짐(그림2)
    • 잘 되면 LED 꺼짐. LED가 빨간색으로 깜빡일 경우 캘리브레이션 오류. 콘트롤 모드를 한번 껐다 켰다가 다시 두번째부터 반복
  • GPS가 비정상일 경우, LED가 빨간색-노란색이 반복되고 GPS 모드가 꺼지고 자동으로 ATTI 모드로 진입함
  • 정확히 수평수직은 유지할 필요는 없어도 45도 이상 차이가 나야 함.
  • 캘리브레이션이 계속 오류가 발생할 경우, 자기장 간섭이 심한 곳이므로 다른 곳으로 이동하여 시행
  • 캘리브레이션을 새로 해야 할 경우
    • 날리는 곳이 바뀔때
    • 멀티로터 하드웨어 구성을 변경했을 때
      • GPS/전자나침반 모듈의 위치를 바꿨을 때
      • 전자장비를 추가했을 때
      • 기계적 구조를 변경했을 때
    • 비행방향이 조금씩 흐를 때(똑바로 날지 않을 때)
    • 멀티로터를 회전시킬 때 LED 가 자주 비정상적으로 깜박거릴 때. (가끔씩 발생하는 건 정상임)

2단계 : 조립 체크리스트


다음과 같은 경우 매우 위험하니 반드시 체크할 것

  • 프로펠러 회전방향이 반대인 경우
  • 모터와 ESC 연결이 느슨할 경우
  • 비행콘트롤러를 잘못 또는 느슨하게 설치했을 경우
  • 비행콘트롤러와 ESC 간의 연결이 느슨할 경우
  • 프로펠러 설치 실수
  • 전자나침반 가까이에 자석이 있을 경우

3단계 : 비행전


다음 절차를 따를 것 (모터 종료가 지능형 종료일 경우)

  • 항상 송수신기를 먼져 켜고 멀티로터의 전원를 넣을 것
  • 멀티곱터 자기 진단이 완료될 때까지 대기  그 다음 LED가 노란색으로 빠르게 4번 반짝일 경우에는  시스템 워밍업 중으로, 모터시동이 불가능함
  • 노란색 4번 LED가 꺼진후, 송신기의 콘트롤 모드를 바꿔보면서 잘 작동되는 지 확인. 예를 들어, 노란색 1번 빨간색 3번()의 경우, 현재 ATTI 모드이며, GPS 신호가 매우 나쁨을 의미함. 

  • 기체를 평평하게 놓은 상태에서 아래와 같은 CSC(Combination Stick Command) 실행하여 모터 기동

  • 방향전환쪽은 모두 중앙에 놓고 Throttle stick을 중앙점 아래로 가져간후 모터가 정확한 방향으로 회전하는지 체크
  • 모터를 정지시키고 멀티곱터의 전원을 끔. 이제 준비 완료. 만약 LED가 이상하게 반짝이면 FAQ에 있는 내용을 참고하여 조치할 것


4단계 : 비행테스트


  1. 장애물이나 큰 건물 그리고 사람이 많지 않은 공지에서 시험할 것. 사람들로부터 적어도 3미터 이상 떨어뜨릴 것.
  2. GPS ATTI 모드일 경우, 건물이나 나무가 없는 곳이어야 함. 적어도 6개 이상의 GPS가 잡혀야 함(빨간색 LED 한번 또는 0번) 매뉴얼 모드나 ATTI 모드일 경우 이 단계 생략
  3. 시동
    1. 송신기부터 켜고 쿼드곱터의 전원을 넣는다. 시스템이 기동하고 셀프테스트가 완료될 때까지 대기
    2. LED가 노란색으로 4번 빠르게 깜박일 때에는 계속 대기
    3. 쿼드곱터를 그대로 둔 상태로 CSC 수행하여 모터를 기동시킴
    4. 방향전환은 모두 손을 떼어 중앙으로 가게하고 Throttle Stick은 아래에서 점차 위로 올림. 3초내에 Throttle Stick을 올리지 않으면 모터가 꺼지게 됨. 
    5. 모든 모터가 잘 작동되는지 확인하면서 Throttle Stick을 올려줌. 스틱을 중앙까지 올려줌. 부드럽게 이륙시킴. 과도한 조작 금지
    6. 항상 드론의 위치를 체크하면서 스틱으로 위치를 조정해줌. 원하는 위치에 정지(호버)시키려면 yaw, roll, pitch 및 throttle 스틱을 모두 중앙에 두면 됨.
  4. 드론을 천천히 내림. throttle stick을 끝까지 아래로 내림. 3초후 모터 정지. Mannual Mode 의 경우에는 CRC 수행하여 모터를 꺼줌.
  5. 먼저 드론의 파워를 끈 후 송신기의 전원을 끊어야.
  • 2분 이상 워밍업이 계속되면(LED 노란색 4번이 반복되면) 10분간 전원을 꺼둔 후, Assistant S/W에 접속하여 Tools -> IMU Calibration 으로 들어가서 고급 캘리브레이션을 수행할 것
  • Moter stop 모드를 즉시정지(Immediately mode)로 설정해 두었을 경우, 비행중에 throttle stick을 10% 이하로 내리면 안됨. 바로 추락함. 5초이내에 stick을 올려줘야 함.
  • 비행중 CSC를 절대로 하면 안됨. 바로 추락
  • 비행중 GPS 신호상태를 계속 체크할 것. 나쁜 상태에서는 hovering 중 기체가 흐르게 됨
  • 자기장이 강한 장소에서는 날리지 말 것. GPS에 장애를 일으킴
  • GPS 신호가 약한곳에서는 GPS ATTI 모드로 날리지 말 것
  • LED가 빨간색으로 빠르게 반짝이면 배터리 고갈. 즉시 착륙시킬 것
  • 송신기에 배터리 알람이 뜨면 즉시 착륙시킬 것. 이 상태가 계속되면 조정이 불가능하게 되거나 추락함.
  • GPS ATTI 모드에서 GPS 신호가 좋을 때 홈포인트를 잡도록 주의할 것. 아니면 홈포인트가 엉뚱한 곳으로 잡힐 수 있음.


고급 기능


A1. FailSafe



  • 10초 이상 GPS 신호가 6개이상 잡으면 자동으로 Home Point를 잡음
    • 이륙전 반드시 홈포인트를 잡았는지 확인할 것. 
    • Home Point 위에서 15초 동안 Hovering을 하는데, 이때 콘트롤을 다시 넘겨받을 수 있음
  • GPS 모드의 경우, 신호가 약하면(송신기를 일부러 껐을 경우에도) hovering을 하게 됨. 3초 이내에 신호가 회복되지 않으면 FailSafe에 들어가게 됨. 이후에는 신호가 회복되더라도 FailSafe 상태가 계속됨. 
    • 신호가 약해서 FailSafe에 들어간 경우, 다시 콘트롤을 하려면 GPS->ATTi 모드로 바꾸면 됨. 
    • 수신기를 꺼서 FailSafe에 들어간 경우, GPS 모드로 두고 Throttle을 중앙에 가져간 후, 송신기를 다시 켜고, 그후 GPS를 ATTi로 바꿔주면 됨. (가능한한 시도하지 말것)


A2 배터리 저전압 경고


  • 두가지 종류의 배터리 보호 정책이 제공됨. 가능하면 사용할 것
    • 1st 레벨 - LED로 경고 
    • 두번째 레벨 - 강제 착륙

A3 IOC(Intelligent Orientation Control) Flight


  • 1단계 기초
    • 기본적으로 멀티로터의 전방비행방향은 nose 방향과 일치. IOC를 사용하면 nose 방향과 관계없이 비행가능. 


===== 이하는 생략합니다.






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