아두이노 드론 만들기 : Prologue


뭔가 촉이 왔다!
그래서 혹시나 하고 지난 블로그를 되돌아 봤더니…역시나…
아두이노 4족보행 로봇 만들기를 처음 포스팅 한 것이 2016년 6월 20일이었다.
이건 뭐…지킬박사와 하이드씨도 아니고, 늑대인간도 아니고…여름만 되면 공돌이로 변신하고자 하는 욕구가 넘치는
돌연변이 문돌이라고나 할까…-.-


그 때 첫 문장이 이러했다.


이제 막 걸음마를 뗐는데…
벌써 수퍼맨이 되어 날아가려고 한다고나 할까… 

[아두이노] 아두이노 4족보행 로봇 만들기 ~ 1


그랬다. 그 때는 정말 아무 것도 모른 채로 하룻강이지 범 무서운 줄 모르고 무작정 덤볐던 것 같다^^
그러면 지금은? 일단 걷는 것은 해봤으니 진짜로 날아볼 수 있을까?


솔직히 말하면 그리 자신은 없다. 아두이노라는 공통점이 있을 뿐 사용하는 모터도 다르고 모터가 다르니 구동하는
방식도 다르고, 게다가…내가 만들려는 것이 보통 볼 수 있는 프로펠러가 4개나 6개 달린 그런 드론이 아니라 단지
프로펠러 1개로 날아가는 흔히 싱글콥터라고 불리는 형태의 것이라 더더욱 쉽지 않을 것 같다.


상상은 자유~


사실 처음에는 기왕 해보는 거 남이 하지 않은 걸 해보자 하고 프로펠러 하나짜리 드론을 생각했는데 역시나 내가
생각한 것은 이미 지구인의 절반은 생각한 것이라…벌써 그런 시도들을 잔뜩 하고 있었다. 하지만 그게 끝이 아니므로
그냥 도전하기로 했다.


이미 사람들이 만든 싱글콥터들

http://www.techholic.co.kr/news/articleView.html?idxno=6677

https://youtu.be/pF0uLnMoQZA?list=PLbfJADDuNxBd8rud9H4eLfhcK113_XTJB


굳이 싱글콥터를 만들기로 한 이유는? 모터 하나 살 돈밖에 없어서…는 아니고…^^;

최초의 발상은 영화 ‘프로메테우스’로부터 왔다. 프로메테우스에 보면 외계 행성에 도착한 지구인들이 엔지니어의
기지를 탐사할 때 한 과학자가 2대의 공모양 드론을 날린다. 그 드론들은 레이저를 쏘면서 동굴(기지) 내부를 스캔하고
스캔한 데이터는 모선에 입체 영상으로 재구성된다. 바로 그 드론을 만들어보고 싶었다.




하지만 현시창이라던가…
내가 뭔수로 그런걸 만드나…ㅠ.ㅠ
그래도 흉내나 내보려고 했으나 처음부터 막힌 것이 3D 프린터가 없는 상태에서 공 모양의 껍데기를 만들 재간이
없는 것이다. 결국 애초의 목표는 포기를 하고 대신에 프로펠러 1개로 움직이는 녀석으로 바람의 영향을 받지 않는
좁은 공간을 탐색할 수 있는 드론을 한 번 만들어보자고 생각했다.


되든 말든 상상은 할 수 있는거니까.


벋뜨 그러나...내 머리 속에는 왼쪽의 아이언맨이 있으나 내가 손에 쥘 아이언맨은 오른쪽이 아닐까 싶은 불안감이…-.-



준비 작업


까~이꺼! 드론 뭐 별거 있나? 모터 좀 사다가 배터리 연결하고 아두이노 연결해서 프로펠러 막 돌리면 붕붕 거리면서
날아다니…기는 개뿔…모터 돌리는데만 일주일이 걸렸다…ㅠ.ㅠ 일단 모터를 돌리는 과정은 다음 포스팅에서 자세히
다루기로 하고 오늘은 무엇무엇을 준비했나 보자.


이제부터 나오는 용어들은 드론으로 검색하면 모두 자세히 알 수 있는 내용이므로 별다른 설명 없이 지나가겠다.


우선은 무조건 소형화를 목표로 하여 가장 작은 재료들을 모았다. 아무래도 드론 하면 핵심 부품이 모터이므로
모터를 검색했다. 그리고는 주로 미니 드론에 쓰이는 코어리스(coreless) 모터를 발견하고는 아무생각없이 모터와
짝이 맞는 프로펠러와 함께 덜컥 구입을 했다.


하지만 이 모터는 한개로 드론을 만들 수 있는 추력(쉽게 말해 들어올릴 수 있는 힘)이 나오질 않았다.
기본적으로 모터 외에도 배터리와 플라잉 컨트롤러(비행을 제어하는 보드. 나는 아두이노를 사용하기로 한 것이다) 등이
더 붙어야 하는데 거기까지는 어떻게 될까 했더니 아두이노를 구동하기 위해 따로 배터리를 달거나 혹은 전원을 분배
할 수 있는 장치가 더 필요했던 것이다. 결국 이 모터는 아래와 같은 요상한 물건을 하나 만들어놓고는 일단 고이 
보관하기로 했다.



그리고 곧 브러쉬리스(Brushless) 모터 + ESC + 프로펠러 세트인 제품을 하나 샀는데 이놈은 프로펠러 길이가
10인치(약 26Cm)인 놈이라서 다시 레이싱 드론용으로 모터와 프로펠러 5인치(약 12Cm)짜리를 따로 구입했다. 
이번에는 혹시 잘 안되면 일반적인 드론을 만들어보고자 4세트를 샀다. 


더이상의 자세한 내용은 생략하고 기본적으로 필요한 구성품을 보면 다음과 같다.


  1. 아두이노 나노2개 : 하나는 조종기용, 하나는 드론용
  2. nRF24L01 트랜시버 2개 : 역시 하나는 조종기용, 하나는 드론용
  3. 브러쉬리스 모터 1개
  4. 전자 변속기(ESC) 1개
  5. 프로펠러 2개 (정방향 1개, 역방향 1개) : 모터와 변속기 프로펠러는 세트 상품
  6. 조종기용 조이스틱 한 개 (조이스틱 2개가 붙어있는 모델)
  7. 리튬 폴리머 배터리 11.1v 550mAh 30C 2개 (한 개는 2호기 만들면 쓸 것)
  8. 리튬 폴리머 충전기 1 개


일단 여기까지가 기본적으로 모터를 구동시키는데 필요한 부품들이다. 최종 완성을 위해서는 방향타에 쓰일
서보모터와 몇가지 센서들이 더 필요하게 될 것이다. 물론 외장도 만들어야 하고…


정리


사실 아직 만들던 4족보행 로봇도 완성시키지 못한 상태다.
언제나 느끼는 바이지만 나는 프로토타입형 인간이다. 실제 회사 업무를 할 때도 초기 작업은 빠르고 정확하게
잘 하는 편인데 프로젝트가 궤도에 오른 후에는 엄청 게을러진다…-.-


아마도 이 드론 프로젝트도 일단 날고나면 뒷방으로 밀려날지도…^^;


하지만 나의 큰 그림상에서는 이 드론 만들기도 로봇 만들기에 연장선 상에 있으니 조만간 통합 작업이 이루어질
것이다. 그 과정에서 꼭 필요한 것이 3D 프린터인데…언제나 살 수 있을까…ㅠ.ㅠ 서울 시내에 무료로 사용할 수
있는 곳도 있다니 우선은 그쪽을 이용해보는 것도 방법이긴 하겠다.


암튼 이번 포스팅은 이만 줄이고 다음 포스팅에서는 브러쉬리스 모터 구동과 ESC 설정에 대해 알아보도록 하겠다.






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마즈다

이제 반백이 되었지만 아직도 꿈을 좇고 있습니다. 그래서 그 꿈에 다가가기 위한 단편들을 하나 둘 씩 모아가고 있지요. 이 곳에 그 단편들이 모일 겁니다...^^

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  • cuzai 2018.03.26 10:12  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요
    글 정말 재밌게 잘 읽고 있습니다 :')
    저도 프로그래밍과 아두이노 및 it에 관심이 많은 '문돌이'인데 혹시 어떻게 프로그래머서로의 길에 발을 들여놓게 되었고, 공부는 어떻게 하셨는지 여쭈어봐도 될까요?

    • 마즈다 2018.03.26 10:41 신고  댓글주소  수정/삭제

      관심 가져주셔서 감사합니다.
      프로그래머로서의 길로 접어들게 된 계기는 원래 어렸을 때부터 컴퓨터를 갖고싶어했지만 대학교 들어가서야 처음으로 컴퓨터를 만질 수 있게 되었죠. 사실 그 때는 주구장창 게임만 했었고 그러다보니 뭔가 컴퓨터를 유용하게 써보고 싶어 개발자가 되었습니다. 공부는 대학 시절 c/C++/MFC를 한 5개월 학원다니면서 배웠고 그 이후는 독학으로 공부를 했네요.

      너무 단순하죠^^?

  • cuzai 2018.03.26 11:12  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    독학으로 공부하셔서 해당분야에 직업을 갖게 되신것도 대단하지만 그 외 기계, 전기적인 부분에서도 스스로 해법을 찾아나가시고 하는 부분이 정말 멋지신것 같습니다.

    저도 한때 프로그래머를 꿈꾸면서 혼자 책을 통해 자바, 안드로이드 등을 공부하고 최근 아두이노에 흥미를 갖게 된 후부터는 c에도 관심을 갖게 되었는데 문돌이 출신 일반 회사원으로서 문외한의 영역을 독학하기엔 너무 힘드네요:')

    앞으로도 감사히 글 즐기면서 종종 댓글도 남기도록 하겠습니다.
    더불어서 실례가 안된다면 혹시 공부하기에 좋을만한 학원이나 인강 추천 해 주실 수 있으신가요..?
    제가 원체 궁금증이 많은 편이라 도저히 책만으로는 답답해서...

    ** 4족보행 마크3 정말 기대하고 있습니다! 어떻게 문제를 해결하셨을지 너무 궁금해요ㅋㅋㅋ

    • 마즈다 2018.03.26 13:08 신고  댓글주소  수정/삭제

      좋은 말씀 감사합니다.
      그런데 학원이나 인강은 제가 아는 부분이 거의 없네요....분야도 다양하고 하다보니...저는 주로 책으로 공부를 해서요^^;;;

      학원은 여전히 비트 컴퓨터 학원이 유명한 것 같은데 거기는 들어가는 것 부터가 웬만한 대학 들어가는 수준으로 알고 있습니다.

      요즘은 SNS가 많이 활성화 되어있으니 페이스북 같은 곳에서 관심있는 분야의 그룹에 가입하면 좋은 정보를 많이 얻을 수 있을 것 같네요.

      도움을 못드려 죄송합니다....

  • cuzai 2018.03.26 14:03  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    아닙니다
    마음같아선 마즈다님께 소정의 비용을 드려서라도 좀 기초를 다잡고 같이 아두이노 프로젝트도 해 보고 하고 싶네요

    도움 주셔서 감사합니다! :')

    아 그리고 혹시 보행로봇의 경우 서보모터에 적절한 전압과 전류를 줬음에도 제대로 작동하지 않는 이유는 찾으셨나요?
    문득 정말 stall torque에 먹는 전류 때문인지 확인 해 보려면 파워 서플라이 등을 이용해보면 어떨까요?

    • 마즈다 2018.03.26 16:53 신고  댓글주소  수정/삭제

      일단 로봇쪽은 아직 정확한 원인을 찾지는 못했습니다만 아무래도 전원 공급쪽이 의심이 가네요. 당장은 급하게 진행하는 일이 있어 손을 못대겠고 시간나는대로 다시 한 번 차근차근 살펴볼 예정입니다^^