서론
드론은 Cotroller
즉, 리모컨과 그 정보를 드론에게 보내는 외부 송신기가 필요하다.
물론, third party 리모컨에 기본적으로 FreeSky accst protocol 을 내장하고 있다.
또한, 특정 제품은 일체형으로 있는 것도 있지만
리모컨 자체가 드론의 한 기체에 딱 정해져 있지 않고 더 나은 RC Control Link 장비는
이렇게 송수신기를 추가 해줘야한다.
이러한 외부 송수신기의 대부분은
TBS Crossfire, TBS Tracer, Frsky R9M 가 시장의 대부분을 장악하고 있었는데
EpressLRS 는
Open Source에다가
ESP32를 활용한 OTA 방식 펌웨어 원격 다운로드의 편의성
저전력 원거리 통신 LoRa 를 사용한 기능
이 장점이다.
하지만, 생긴지 얼마 안되었기에
리모컨과의 호환성, 프로그램 최적화가 덜 되어있다는 말이 있다.
그래서, 리모컨은 Radiomaster TX16S 가 잘 작동한다고 해서 나중에 구매할 예정이다.
모터
리모컨은 정했으니 이제 Blushless Motor를 골라야 한다.
FC 와 ESC 가 와야 사용할 수 있지만
모터는 Kv, 1V 당 회전수를 가지고 고를 수 있다.
내가 구매하고 싶은 모터의 Kv는 1850Kv 정도이다.
이 제품은 알리에서 팔고 있는 모터로
모터명 2207 1855kv 라고 적혀 있다.
2207의 22 는 모터 지름 22mm
2207의 07 은 모터 스테이터 7mm
1855Kv 는 1V (전압) 당 RPM (분당 회전수) 이다.
구매할 배터리가 14.8V 4S 라면
14.8 x 1855 = 27,454 회전 / 분
으로 표현 할 수 있다.
드론에서 모터는 동력을 담당하고 있는 만큼 매우 중요하다.
하지만 무조건 세고 빠르다 해서 좋은 것은 아니다.
모터가 크면 Torque(돌리는 힘)가 강해지지만 inertia(관성) 또한 강해져
전력을 많이 먹고 가속에 시간이 오래 걸린다.
반대로 가볍고 회전 속도가 과하게 빠른 모터는 열이 발생하여 오히려 안 좋다.
그래서 기체에 맞춰서 적당한 것을 고르는게 좋다.
나는 5인치 프레임의 드론을 만들 것이라서 위의 모터 2207-1855kv 정도면 충분하다.
좀 더 범위를 넓혀보면 2107, 2306, 2207, 2205 중에 2000kv 를 낼 수 있는 모터 중에 고르면 될 듯하다.
배터리
배터리는 방전율, 전류량, 전력량(Wh), 전압 이 4가지를 알고 있으면 된다.
1. 전압
전압은 전류가 가지고 있는 힘으로
힘이 강할 수록 강한 출력을 낼 수 있다.
배터리는 4S 2P 로 표현한다.
S는 직렬(Serial) P는 병렬(Parallel) 을 뜻한다.
위 표 같은 형태가 된다.
드론의 배터리는 장시간이 필요한 촬영용 드론은 2S 정도이고
FPV 같은 레이싱 드론은 4S ~ 6S 정도 이다.
대부분의 드론 배터리는 리튬폴리머를 사용하며 완충 시 4.2 V (표기 3.7 V) 이다.
4S 배터리 팩을 전압으로 표현하면
4S 배터리 팩
4 x 3.7 = 14.8 V
완충 전압 : 16.8 V
2. 암페어시(Ah)
배터리 용량을 나타내는 암페어시(Ah)는
1Ah = 1A x 1h = 1000mAh
한시간 동안 1A 전류를 사용했을 때의 양이다.
즉, 전류의 총량을 뜻한다.
예를 들어
전압이 같은 회로에서 500mA 를 소모하는 부하가 달려있다면
1000mAh / 500mA = 2h
즉, 2시간 사용 할 수 있다! 라는 결과가 나온다.
3. 일률
전기에서 전력량은 Wh 라고 나타낸다.
일률(전력)은 단위 시간 당 전류가 할 수 있는 일의 량이며 기호로 W(와트)라고 한다.
즉, 1W의 일을 한시간 동안 일한 에너지이다.
전력량은 흔히 소비 전력을 뜻하며 일정시간동안의 전기에너지의 총량이다.
P = V x I (기호)
W(와트) = V x A (단위)
전력 = 전압 x 전류
W = P x h = V x I x h (기호)
Wh(와트시) = W x h = V x A x h (단위)
전력량 = 전력 x 시간 = 전압 x 전류 x 시간
내가 만약 4S 1550mA 배터리를 샀다면
4S -> 14.8 V
전류의 크기 -> 1550mA = 1.55A
전력량은
14.8 V x 1.55 A x 1h = 22.94 Wh
라고 적혀 있을 것이다.
4. 방전율
충방전율은 C 라는 단위를 쓰고 C-rate 라 읽는다.
1C는 1Ah 에서 h를 빼는 것으로 1시간 동안 1A를 방전한다는 말이다.
즉, 전압이 떨어지지 않고 일정하게 전류를 내보는 것을 뜻한다.
또한, C-rate로 방전되는데 걸리는 시간을 알 수 있다.
0.5C -> [C/2] -> 2시간
C = 충방전 전류 / 전지의 정격용량 (배터리 용량)
사용가능시간 = 정격용량 / 충방전 전류
드론 배터리에 보면 70~150C 로 다양한데
이 수치가 클 수록 많은 량의 전류를 흘러 보낼 수 있다는 뜻이다.
그래서, 방전율이 크면 배터리 소모도 더 빠르다.
영상에 참고하면 95C 라고 되어있는데
95C -> 1.55A x 95 = 147.25 A
147.25A 만큼 흘려 보낼 수 있다는 것이다.
브러쉬리스 모터와 ESC(전자 변속기)의
작동 전압이 높고 많은 전류를 먹기 때문에
FPV 같이 고출력 드론은 방전율을 높게 잡는다.
충전기의 경우는 1C로 충전하는게 안전하다고 한다.
