Drone's DIYer

Parrot Bebop 드론 제품의 사양입니다.

연결성 : Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac

• Wi-Fi 안테나: 이중 대역 MIMO 안테나와 2.4GHz 및 5GHz용 쌍극 안테나 2 더블셋 (FIG.7)

• 출력파워: 최대 21dBm

• 신호범위: 최고 250m

몸체 : 고강도

• 4 브러시리스 통돌이 모터(FIG.3)

• 유리 섬유 강화(15%) ABS 구조 (FIG.4)

• 고강도 EPP 아웃도어용 선체: 실내 비행과 야외 비행에 맞춰 클립을 죄거나 풀어 쉽게 장착 및 해체 가능, 혹시 일어날 수 있는 충격으로부터 프로펠러를 보호, 기체의 바람 마찰면을 줄이기 위해 제거 가능 (FIG.9)

• 신속 해체 시스템을 갖춘 폴리카보네이트 소재 오토블록 3 날개 프로펠러(FIG.5)

• 진동 방지 범퍼(FIG.10)

속도 : 13m/s

카메라 : CMOS 14Mpx

• 180° 1/2.2 인치 센서 어안렌즈 카메라: 6개 광학소자와 14메가픽셀 센서(FIG.2)

• 동영상 안정화: 3축 디지털

• 동영상 해상도: 1920x1080P (30FPS)

• 사진 해상도: 4096x3072 픽셀

• 동영상 인코딩: H264

• 사진 파일 형식: JPEG, RAW, DNG

• 내장 메모리: 8GB 플래시

배터리 : 리튬 폴리머

• 자율성: 내장 배터리 2개로 22분

• 배터리 유형: 리튬 폴리머 1200mAh

Processor : 듀얼 코어 CPU

• 마더보드: (FIG.1)

- Parrot P7 더블 코어 CPU Cortex 9

- 쿼드 코어 GPU

- 8Gb flash memory

• 8GB 플래시 메모리 전체가 전자기 차폐 및 쿨링 시스템 기능을 수행하는 마그네슘 지지대에 고정되어 있음

• OS: 리눅스

• 개발: 오픈 소스 SDK

Parrot Bebop Drone Mainboard(front)

Parrot Bebop Drone Mainboard(back)

센서 : 3축

• 3축 자력계

• 3축 자이로스코프

• 3축 가속도계 (FIG.6)

• 수직 안정화 카메라 (FIG.8): 1,000분의 16초마다 지상 이미지 촬영 후 직전에 찍은 이미지와 비교해 Bebop 드론의 속도 식별

• 초음파 센서: 고도 분석 최고 8m

• 기압계

지리 위치 정보 : GNSS

• GNSS (GPS + GLONASS) (FIG.6)

크기 : 28 x 32 x 3.6cm

• 선체 미포함 시: 28 x 32 x 3.6cm

• 실내용 선체 포함 시: 33 x 38 x 3.6cm

중량 : 400g

• 배터리 장착 상태에서 보호 덮개 제거 시 400g, 보호덮개 장착 시 420g.

호환성 : 아이폰 OS , Android , Windows Phone 스마트폰/태블릿

제품 구성 : USB, Battery, ...

• Parrot BeBop 드론 1개

• 배터리 2개

• 충전기 1개. 플러그 형식은 US/ JP / UK / EU / ANZ

• 마이크로 USB 케이블 1개

• 8GB 내장 메모리

• 실내용 선체 1개

• 프로펠러 추가분 4개

• 프로펠러 조립 도구 1개

• 빠른 시작 가이드 1개

모터(motor)란 전기에너지를 이용하여 회전 토크(torque)를 얻는 장치로, RC에서는 로터(rotor)를 회전시켜 양력을 얻기 위해 반드시 필요합니다. 과거에는 DC 모터를 이용하였지만 최근에는 비용을 최소화하기 위한 초소형 기체를 제외하고는 Brushless DC 모터를 채택하게 된다고 알려집니다.

Brushless DC 모터란 Brush가 없는 DC 모터로 이하 BLDC로 약칭합니다. BLDC가 대중화된 이유는 여러가지가 있을 것입니다. 아래는 일반적인 DC 모터의 내부 모습니다. 케이스 안쪽에 영구자석을 부착하고 철심(core)에 코일(coil)을 감은 회전자(rotator)를 서로 베어링을 이용해 고정하고 Brush를 이용하여 DC 전압을 회전자에 급전하면 플레밍의 왼손 법칙에 의해 회전하게 됩니다.

이때 Brush는 기계적인 기구로 회전자에 의해 접점이 마찰되면서 닳을 수 밖에 구조이며, 회전시 모터의 역기전력(Back Ekectro-motive Force, BEMF)과 합세하여 스파크를 발생시키고 어쿠스틱 소음(acoustic noise)을 만들게 됩니다. 이러한 스파크와 소음은 결국 밧데리의 소모를 부추기게 됩니다.

BLDC 모터를 사용하면 우선 Brush로 인한 스파크와 소음이 없어져 반영구적인 모터의 수명 뿐만아니라 밧데리의 효율을 증가시켜 RC 기체의 체공시간을 길게 만들어 줍니다. 또한 일반 DC 모터의 소음은 콘덴서를 모터의 양 단자에 연결하여 줄일 수는 있지만, MCU 기반에 정교하게 동작하는 비행제어기(Flight controller)나 전자변속기(Electronic Speed Controller, ESC)의 오동작을 초래할 수도 있다는 것입니다.

기존의 RC 기체는 동력원으로 엔진을 사용하였지만 근래에 밧데리 용량과 방전 특성 그리고 안전성이 크게 개선된데다가 BLDC 모터의 채용으로 중소형 기체에서는 엔진에서 모터로 옮겨가는 추세라는 것입니다. 이로 인하여 엔진을 사용시 연료나 그으름으로 누더기 되었던 기체의 관리가 쉬워졌고 소음이 줄어들어 정숙비행이 가능해졌다는 것입니다.

Brush를 사용한 DC 모터와는 달리, BLDC 모터는 철심에 코일이 감긴 고정자(stator)와 안쪽에 자석이 부착된 케이스로 구성되어 케이스가 회전하는 소위 '통돌이 모터'라고도 부릅니다. 하지만 기계적 기구인 Brush가 하던 일을 다른 방식으로 해주어야 하니 전자변속기라는 별도의 제어기가 필요하게 됩니다.

RC용 전자변속기는 대부분 마이크로컨트롤러(MCU)와 H-bridge를 구성하는 트랜지스터들과 그 주변회로 구성되며, 현재 회전자의 위치를 파악하여 다음 위치로 회전시키기 위한 구동 신호를 가하는 방식으로 동작합니다.

일반적으로 산업용으로 사용되는 BLDC 모터는 엔코더(encoder)라는 장치나 홀센서(Hall sensor)가 모터에 부착되어 회전자의 현재 위치를 알려주는데 RC에 사용되는 BLDC 모터는 이러한 장치가 없어 전자변속기를 더욱 복잡하게 만듭니다. 하지만 고성능 MCU의 출현으로 어렵지 않게 구현이 가능해졌는데 이러한 기술 또한 엔진을 전기모터로 대체하는 요인 중에 하나가 될 것입니다.

통상 홀센서를 가지는 BLDC 모터는 전력을 공급받는 3상의 리드선과 별도의 홀센서 리드선이 다수가 필요하여 신뢰성이 중요한 RC 기체에서는 꺼리게 되었지만, 그 보다도 RC 기체가 비행하는 외부조건이 다양한데 홀센서는 이러한 외부조건에 취약하고 [기계적] 엔코더 타입의 모터는 소형화와 경량화가 어렵다는 것입니다.