조립에 앞서서 전에 말했던 부품들을 사진으로 보여드리겠습니다.

저의 목표는 조립을 세세하게 보여드리는 게 아니기도 하고

저로서는 어려움을 겪은 부분이 아니라서 

간단히 설명하고 넘어가도록 하겠습니다.


밑의 사진 순서대로

1. BLDC 모터  2. power distribution board

3. ESC  4. receiver ( Transmitter 사진이....)

5. LIPO battery  6. arduino nano

7. gy-521(gyro + accel) 

그 외에 잡다한 아이템들!! ( 납땜, 니퍼 등등의 공구들도 당연히 필요하겠죠?)



위 사진 중 마지막에 만능기판이 있는데 저는 용산갔을 때 구매했습니다! 

눈에 보이는 것중 제일 작은 것을 골랐는데

아두이노 나노가 딱 맞더라구요 ㅎㅎ


본체조립은 

1. 다리 네 개와 밑 판을 조립한 다음에 power distribution board를 밑 판에 부착합니다. 

저는 위 사진들 중에 보이는 빨간 색의 아름다운 케이블 타이로 고정시켰습니다.

청계천 돌아댕기다가 1000원?에 샀던 것 같네요 ㅎㅎ


이와 같이 케이블 타이로 고정!


밑 판이 검은 색인데 배송온 걸 뜯어보시면 검은 색의 판이 세 개 있는 것이 보이실 거에요

그 중 하나입니당


그리고 점퍼선 두 개를 board의 +, -에 꽂습니다. 이 두 개의 선이 

아두이노에 전력을 공급해 줄 겁니다. 즉, 배터리에서 나온 전력이 보드를 타고 아두이노로 흘러가는 거죠

이 사이에서 네 개의 ESC로도 전력이 분배됩니다



2. 모터를 각 다리의 끝에 고정시킵니다. 

이 사진은 다리 끝의 뒷 부분입니당

네 개의 볼트를 모터에 맞춰서 조여줍니다. 이게 가로랑 세로 길이가 달라서 잘 맞춰주셔야해요


모터를 고정시켰으면 쿼드콥터의 발이 될 부분을 조립해줍니다


근데 이 모터는 밑부분에도 샤프트가 있어서 이 발 부분을 사진과 같이 뚫어주셔야해요

집에 있던 드릴로 뚫었던 것 같네요... 집에 없는 게 없습니다 ㅎㅎ


사진에 있는 노란색, 빨간색, 검은색 선들이 무엇이냐고 궁금하신 분들이 계실 것 같은데

세 선은 BLDC모터를 컨트롤하기 위한 선입니다. 아직 ESC조립에 대해서 사진을 안 보여드렸는데

ESC와 BLDC모터가 연결되는 부분입니다. ESC와 BLDC모터에 대해서는 타로 포스팅을 할 계획!


3. 다리에 ESC를 케이블 타이로 묶어줍니다

이 때 ESC와 power distribution board를 연결하는 두 개의 빨간, 검은색 선이 있는데 이건 밑의 그림처럼

다리에 있는 구멍을 통해 통과시켜줘서 오른쪽 그림처럼 power distribution board에 연결해줘야 합니다.

네 개 다!


모터랑도 연결해주고 그 선들도 예쁘게 케이블타이로 연결하면

밑에 사진처럼 됩니당


근데 갑자기 변덕이 생겨버려서 모터-ESC선들이 다리 위에 있는 것보다

밑에 있는게 더 예뻐보이더라구요 그래서 밑 사진처럼 했슴돠 


그렇게 앞의 과정들을 완료한 후에 두 번째 검은 판을 올려주면 아래 사진과 같습니다

(사실 사진 순서들이 순서대로 찍은게 아니라서 모터와 ESC선이 안 꼽힌 것도 있고...)


이렇게 조립은 어느정도 마무리 되었습니다.

다음 포스팅에서는 회로도와 납땜에 대해서 다루겠습니다.


 

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  1. 박민창 2016.08.29 11:45 신고

    안녕하세요 아두이노로 드론을 제작하려 하는 학생입니다. 아두이노를 만져보는게 처음이라 여기저기 책도보고 검색하면서 알아보고 있는데요, 아두이노 드론 만들고 직접 코딩하기란 책을 봤는데 거기선 250같아보이는데 아두이노 나노 프로? 를 사용하더라구요. 저는 450으로 만들려고하는데 450도 아두이노 나노를 사용해도 상관없나요?

  2. 핑보넷 2017.05.06 19:58 신고

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  3. 밤헌터 2017.05.15 23:57 신고

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안녕하세요? DCU Lab. 연구원 김연호 입니다.

이번편은 지난편에 이어 BLDC 모터에 관한 글을 올리도록 하겠습니다.

BLDC모터란 Brushless DC 모터의 줄임말로서 직역하자면 '브러쉬가 없는'모터입니다.

지난번 모터와의 차이점은 Brush의 유무인데 이 차이점이 모터의 구조와 제어방식에 튼 영향을 줍니다.

우선 BLCD의 구조를 간략히 보면




이렇게 생겼습니다.

여속적인 회전을 위해서 보통 3쌍 이상의 코일 뭉치(3상/3 Phases)가 모터 안쪽에 자리 잡게 되고 그 바깥쪽에 영구자석이 위치하게 됩니다.

이러한 구조 때문에 BLDC모터는 안쪽에 자리한 코일뭉치가 돌아가는게 아니라 바깥쪽 영구자석이 붙어있는 곳이 회전합니다.

그렇기 때문에 BLDC모터를 Outrunner 모터라고 부르기도 합니다.

다음 그림은 BLDC모터의 제어관련한 그림입니다.



왼쪽 그림은 같은쌍의 코일(A/B/C)을 나태내고 있고 오른쪽 그래프를 보시면 각 코일에 신호가 들어가는 순서를 보여줍니다.

각 코일에 신호가 들어갈때 코일에 자력이 생기는데 순서가 오른쪽 그래프와 같다면

정방향은 A->B->C순서로 2주기씩 차이나게 들어가고

역방향 신호는 A코일에 첫번때 신호 바로 뒤에 C코일에 C->A->B순서로  2주기씩 차이나게 됩니다.

이로서 BLDC모터는 자석간의 인력과 척력을 이용하여 한쪽 방향으로 회전하게 됩니다.

이때 회전축의 위치를 알아야 A,B,C의 회전 순서를 결정할수 있기 때문에 Hole 센서가 필요합니다.

이러한 복잡한 특성 때문에 ESC(Electric Speed Conroller)라는 제어부품이 필요합니다.

이 ESC의 역할은 아날로그 신호(PWM)읽어 각 상(Phase)에 정해진 시간 주기대로 신호를 전달

즉, A,B,C 코일뭉치에 신호를 주는 빠르기를 조절하여 모터의 속도를 조절하게 됩니다.

이러한 BLDC 모터의 장점으로는 Brush가 없는 구조 때문에 이론적으로는 수명이 반영구적이라는게 장점입니다.


꽤나 설명이 길었는데

간단히 brushed 모터와 비교를 요약하면

1.Brush가 없어 수명이 반영구적이다.

2.코일뭉치가 3개이다. 따라서 Brushed 모터에 비해 제어과정이 복잡하다.

3.이러한 코일뭉치에 순서대로 신호를 부여하여 속도를 제어한다.

입니다.


그럼 BLDC 모터 설명은 여기까지 하도록 하겠습니다.






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안녕하세요? DCU Lab. 연구원 김연호입니다.

저번 글에 이어 이번에 번외편으로 드론 관련 부품 기초 이론을 올리려고 합니다.(매우 기초 설명글입니다.)

그에 앞서 450mm급 드론과 230mm급 드론의 차이점을 발견 하셨나요?

크기를 제외하고 가장 큰 차이점은 모터의 종류입니다.

저도 드론을 만들어보기전까지 몰랐던 사실이긴합니다.

드론에 쓰이는 모터는 크게 Brushed Motor과 Brushedless Motor로 나뉩니다.

그리고 보통 드론 또는 RC같은 경우 발전기를 내장하는게 아니라

Battery(DC-Direct Current/직류전원)를 동력원으로 삼기 때문에 Brushed(DC) Motor/BLDC Motor로 불리웁니다.

자 그럼 첫번째로 Brushed Motor에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

Brushed Motor


우리가 알고 있는 일반적인 Motor가 바로 Brushed Motor입니다. 이름이 왜 Brushed 즉 '브러쉬가 있는'이냐 하면 Motor에 Brush가 있기 때문입니다.

원리과 구조는 간단합니다.

우선 구조는 아래 그림과 같습니다.


간단하죠?

직류전원에서 'Brush'까지(노란색) 연결 되어 있고 Brush안에서 회전 운동이 허용 되는 Commutator에 Coil이 연결되어 있습니다. 그리고 코일 주변은 영구 자석이 극을 달리 하여 모터 내부에 붙어 있습니다. 이때 Brush와 Commutator은 접촉은 되어있으나 접합되어있지 않고 Commutator과 Coil은 접합되어 Coil이 움직이면 Commutator이 움직이고 Commutator이 움직이면 Coil이 움직입니다.(이 개념은 매우 중요합니다!!!!)

자! 그럼 이때 Brush를 통하여 Coil에 전류를 흘려주면 어떤 일이 벌어질까요?

고등학교 물리시간으로 시간여행을 가보면 우리는 전자기 부분에서(몇학년 몇학기인지는 졸업한지 오래되서 기억이...........ㅡㅡ;;;;) 플래밍의 왼손 법칙을 만나게 됩니다.

플래밍의 왼손 법칙

여기서 우리는 오른손 세 손가락만 피고 운동방향, 자기장, 전류 이런식으로 외우고 어려움을 느끼셨을텐데 그냥 간단하게 FBI만 외우시면 됩니다.

요렇게요





Brushed Motor의 가장 큰 장점은 '싼 가격'입니다. Motor중에서는 상용화가 가장 오래 되었고 비교적 가공이 쉽기때문에 가장 널리 퍼진 반면 Brush와 Commutator의 마찰은 피할수 없어 마모되어 영구적으로는 쓰일수 없는 단점이 있습니다.

그럼에도 불구하고 많은 분야에 아직도 건재함을 나타내는데 역시 가격과 비교적 손쉬운 제어등이 장점인듯 합니다.


이상 Brushed Motor에 관한 글 이었습니다.

P.S:윗글에 중요하다는 개념이 왜 중요한지 말씀드리면 Brushed모터와 발전기는 그 구조가 거의 흡사합니다. 다시 말하면 Brush에 전원을 인가하면 Coil이 회전 운동을 하고 반대로 Coil을 돌리면 Coil내부에 유도 전류가 발생합니다. 일반적으로 거의 모든 Motor는 작동을 시키면 역기전력을 발생시키지만 매우 미미합니다. 이때 발생되는 기전력은 플레밍의 오른손 법칙에 따라 방향이 결정되어 그 방향은 모터에 인가된 전류방향과 정반대방향임을 확인 할 수 있습니다.

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