어느덧 여름이 지나고 아침저녁으로 선선한 바람이 부는거 같습니다. 날씨도 시원해졌고, 활동하기도 좋은 날씨가 되니 점점 심심해 지면서 뭔가 해보고 싶은 생각이 들기 시작했습니다. 물론 직장 생활을 하고, 집에 신경을 쓰다 보면 이리저리 바쁘긴 하지만 회사일(?)만 하다보니 지루한 면이 좀 있습니다. 배운 도둑질을 가지고 뭘 해볼까 하다가 2년전부터 생각했지만, 실천에 옮기지 않은 드론을 직접 만들어 보기로 마음먹었습니다. 그럼 이번에는 드론을 어떻게 만들지에 대한 이야기를 해 보도록 하겠습니다
드론이란 뭘까?
드론(Drone)이란 사람이 탑승하지 않고 무선통신으로 유도하는 비행기나 헬리콥터같은 비행체를 의미합니다. 즉 사람이 무선통신으로 조종하여 움직일수 있는 비행기를 뜻한다고 보면 될꺼 같습니다. 크기는 아주 작은 크기부터 군사작전에 쓰이는 무인정찰기까지 종류도 매우 다양합니다.
사전 체험하기
CX-10A라는 미니드론을 인터넷 쇼핑으로 2년전에 심심풀이로 구입했습니다. 2년전에도 드론은 한창 이슈가 막 생길때였으므로 언론에도 몇번 보도가 되기도 했고, 인터넷상에는 개인보급용 드론으로 중국제 드론이 한창 판매가 되던 시기이기도 합니다. (지금은 중국기업들이 드론쪽에서는 주름을 잡고 있습니다.)
자연스레 관심이 생기기 시작했던터라 네이버상에서 드론이란 단어를 입력하여 검색을 해보기로 했습니다. 2년전에도 10만원 미만으로 보급형 드론의 구입이 가능했었습니다. 지금도 마찬가지이지만 시마 (SYMA) 드론이 보급형 제품군들을 많이 출시해 놓은 상태였죠. 그런데 대략 6만원~7만원의 돈을 지불하고 사려다 보니 원하는 기능이 좀 아쉬운 그런 상황이었습니다. 그래서 직접 만들어볼까?라는 생각을 이때부터 하기 시작했습니다.
그런데, 막상 다뤄보지도 않은 드론을 만들수는 없겠죠? 막 굴리면서 체험해보기에는 7만원이 조금 부담이되서 좀더 저렴한 가격의 드론을 알아보기로 했습니다. 그렇게 구입하게 된 드론이 CX-10A라는 미니 드론이였습니다.
이 제품도 마찬가지로 중국에서 만들어졌습니다. 검색해서 인터넷 쇼핑몰을 통해서 2만원이 안되는 가격으로 구입을 했습니다. 받아보니 생각보다 괜찮은 제품에 나름 놀라게 되더군요. 크기는 손바닥 안에 쏙 들어오는 작은 크기의 드론 본체에 무선으로 조종할수 있는 작은 조종기에 여분의 프로펠러 4개, 충전용 USB케이블 등으로 구성이 되어 있었습니다.
그렇게 구입한 미니드론 CX-10A를 실외에서 딱 한번 날려보고 ‘우와~~~’ 라고 한번 감탄한 다음에 이런저런 이유로 2년째 가지고 놀지 못하다가, 최근에서야 조금씩 여유가 생기면서 다시 생각이 나기 시작했습니다.
드론을 직접 만들려면 아무래도 드론을 잘 다루는 것도 중요하지 않을까요? 적을 알면 이길수 있듯이, 드론을 잘 다루는것도 드론 만들기에 필요한 부분이 아닐까 생각이 됩니다. 그래서 오랜만에 다시 CX-10A를 꺼내어 충전을 하고 조종기를 잡고 날려보기 시작했습니다.
그러나, 아무래도 초보자인 제가 조종하는 드론이 좌충우돌 하면서 이리 부딪히고 저리 부딪히고 합니다. 드론 몸체가 작은 편이라 초보자가 조종하기 쉽진 않다고 하더군요.(좀 알아보니..) 그래서 미니 드론을 잘 다룰수 있으면, 다른 웬만한 종류의 드론들을 잘 다룰수 있다고 합니다.
틈이 나는 대로 드론 조종 연습을 해봐야 겠습니다. 어느 정도 익숙해져야 내가 직접 만든 드론을 망가지지 않게 할수 있을테니까요.
어떻게 만들것인가?
그렇다면 드론을 어떻게 만들까요? 막상 드론이란게 무인조종비행체라는 것을 알았지만 어떻게 만들지 구상을 해야 했습니다. 크기와 모양은 어떤 형태로 할지, 메인보드는 어떤것을 선정할지, 조종기의 RF통신은 어떤걸로 할지 등등…
임베디드쪽 개발일로 먹고 살긴 했지만, 드론 메인 보드에 임베디드 리눅스를 올리기에는 너무 덩치가 큰거 같기도 하고.. 그래서 구글에 검색을 해보니 관련내용이 너무 많습니다. 어떤 형태로 가야 할지 애매하여, 책에 도움을 받기로 했습니다.
책을 구입하다.
아무래도 드론을 만들기 사전에 정보가 필요하다 보니, 가이드를 해줄 책을 구입하기로 하였습니다. 포털사이트에서 드론 관련된 책을 검색하였는데 이리저리 찾아보다 아두이노를 사용하여 드론을 개발하는 내용의 책이 있어서 바로 구매를 하였습니다.
‘아두이노’라… 마침 집에 호기심으로 구입한 아두이노 우노 보드가 있었는데, 이제 써먹을수 있게 되어서 잘됐다는 생각이 들었습니다.
대략적인 구조 잡기
구입한 책을 쭉 읽어보기 시작했습니다. 어떤 부품이 필요하고, 아두이노를 다루기위해 어떤 Tool이 필요한지 등등.. 대략적인 구조를 머릿속에 그려 보기 시작했습니다. 그럼 드론을 만들기 위한 저 나름대로의 구조를 차근차근 만들어 보도록 하겠습니다.
어떤 형태의 드론을 만들까?
대략적인 구조를 구상하기에 앞서 예전 시마 드론을 구입하다가 망설였던 점을 떠올렸습니다. 입문용으로는 쓸만하였지만 기능적인 측면에서 맘에 들지 않았던 부분이 있었습니다. 그점을 생각하며 드론을 만들때 몇가지를 고려하기로 하였습니다.
- 먼저 드론의 크기는 일반적으로 30~35CM 정도 됩니다. 그러나 저는 좀 작은 크기의 드론을 선호해서 15CM 미만의 크기로 프레임을 선정하기로 했습니다.(미니 드론이라고 보면 됩니다.)
- 드론의 형태는 주로 많이 사용하는 쿼드콥터(프로펠러 4개)로 만들기로 했습니다. 아무래도 시중에 나와 있는 드론들이 쿼드콥터가 많고, 관련정보들도 풍부하기도 합니다.
- 드론의 메인보드인 FC(이하 FC)와 조종기간의 통신에 있어서 좀더 먼거리와 저전력인 부분을 고려하기로 하였습니다. 거리적인 부분은 좀더 멀리 드론을 날려보고 싶은 생각이 있었으며, 저전력은 좀더 많은 시간동안 떠 있게 해보고 싶은 생각때문입니다. 아무래도 전력 소모가 많은 WIFI나 블루투스는 그런 이유로 제외하였습니다.
- GPS를 부착하여 Control을 해보려고 합니다. GPS를 부착하여 특정 위치를 비행하다 돌아오는 기능도 재미있는 부분이 아닐까 합니다. 다만 GPS는 아두이노의 H/W적인 측면(리소스 부족)에서 볼때 GPS를 달수 없는 환경이 될수도 있지만, 제작을 진행하면서 부가적으로 테스트 해볼 예정입니다.
- 촬영용 카메라를 부착할 생각입니다. 뭐니뭐니 해도 드론의 재미중에 하나가 하늘에서 찍은 영상을 볼수 있는 점이 크니깐요. 다만 드론의 크기가 일단 작고 아두이노와의 조합을 어떻게 해야 될지는 고민을 해야 할것 같습니다.
My 드론의 구조
자 그럼 제가 구상한 드론을 보도록 하겠습니다. 뭐 별다른건 없습니다. 참고로한 책과 구글로 검색한 자료들을 바탕으로 대략적으로 아래와 같이 구성해 보기로 했습니다.
블럭도에서 FC는 아두이노 메인보드를 의미합니다. FC는 드론의 두뇌와 같은 역할을 하게 되며 조종기와 통신, 가속센서, 4개의 모터의 Control을 관장하는 역할을 하게 됩니다.
RF수신기는 조종기에서 요청한 신호를 받아서 드론에게 명령을 내릴때 데이터를 수신하는 기능을 수행합니다.
RF송신기라는 것은 조종기를 의미합니다.
가속센서는 비행유지와 균형유지에 필요한 센서인데, 아두이노로 제작한 드론의 경우에 가장 쉽게 구할수 있고, 널리 쓰이는 GY-521(MPU6050)을 사용하여 제작할 생각입니다. (가속도 센서, 자이로 센서 등을 포함한다.)
대략적으로 드론의 기본 구조를 구상을 해봤습니다. 다음 포스트에서는 드론 제작에 필요한 부품을 알아보도록 하겠습니다.
