(요약/배경) 최근에, 드론이 그 활용도가 무궁무진하다. 드론관련된 기술을 배워두면 창업에 유리할 것 같다. 우선 드론의 무선조종기술관련 기술소개를 해 달라.

(드론제어를 위한 무선비행 장치–송신기(조종기)와 수신기) 일반적인 모형 RC 비행기를 제어 하는 송신기(조종기)와 수신기는 드론에서 사용하는 송수신기와 크게 다른 점이 없다. 단 각 채널에 따라 할당되는 기자재의 움직임이 다를 뿐이며 비행체의 조향방향은 대동소이하다. 단 드론의 경우 부가적인 장비들의 운용을 위하여 채널을 장비들이 별도 매칭시켜 카메라, 짐벌, 랜딩스키드 등을 제어하는 경우가 있다. 요즈음에는 비행장에서 주파수를 확인하고 조종기를 켜는 경우는 좀 체로 찾아볼 수 없다. 그 이유는 현재 상용되고 있는 거의 모든 조종기는 2.4ghz 대역의 주파수를 사용하는 송신기를 사용하기 때문이다. 2.4ghz 조종기들은 주파수 대역이 워낙 다양하여 서로 겹치는 경우가 드물고 송수신기에 따라서는 겹치는 주파수가 발생하는 경우, 순간적으로 주파수를 변환하여 새로운 주파수 대역으로 양방향 연결하는 기능을 가지고 있기 때문이다. 이는 주파수 혼선으로 인한 비행기 추락 사고를 많이 예방하는 효과를 가져왔고 안테나의 길이도 짧아져 조종의 원활성을 가져오기도 하였다. 단 2.4ghz 전파는 직진성은 매우 우수하나 장애물이 있는 경우 통달에 장해가 있으며 PCM방식에 비하여 통달거리가 짧다는 단점을 보이기도 한다. 이는 일반적인 비행기를 날리는 경우에는 크게 지장이 없는 경우가 대부분이다.

그림1. 2.4ghz 송신기 및 수신기의 사례

(무선비행 장치에 의한 드론조종모드 방법) 드론의 경우 러더, 엘리베이터, 에일러론 등의 타각으로 조향하지 않고 모터의 회전수로 조향을 하게 된다. 송신기(조종기)의 스틱의 움직임에 따른 기체의 움직임은 일반적인 모형 rc비행기와 같다. 그러나 각각의 스틱의 움직임에 따른 기체에 적용되는 기자재의 움직임은 차이가 나게 된다. 이는 드론을 제어하는 보드(컨트롤 보드)에서 수신기에서 발생하는 신호를 모터의 움직임으로 다시 한 번 변화시켜, 드론에 장착된 각각의 모터 회전수를 다르게 만들어 줌으로써 모터회전의 반 토크나 좌우 앞뒤 모터의 회전수로 조향을 하게 된다. 이외에 조종기에 장착된 각 채널 스위치로 카메라나 백홈, 위치홀드 등의 기능을 조작하게 된다. 조종기의 모드는 크게 4가지로 나누어지나 보편적으로 사용되는 것은 <모드1>과 <모드2>를 사용하게 된다. 주로 우리나라와 일본에서는 <모드1>을 유럽과 미국에서는<모드2>를 사용하는 것으로 알려져 있다. 이는 각각의 스틱의 움직임이 관장하는 채널이 다름을 의미한다. 스로틀(모터의 변속)을 관장하는 스틱은 스프링 텐션이 없으므로 좌 우 어느 쪽에 스로틀 스틱이 있느냐에 따라 크게 달라진다. 우리나라에서는 주로 <모드1>을 사용하게 습관화 되어 있으나 최근의 중국산 완구형 제품들은 <모드2>로 출시되는 경우가 많아 드론 구입 전 고려하여야 할 점이기도 하다.

그림2. 드론 무선조정기술 임베디드 컨트롤러의 종류

Tip

드론 무선조종기술은 국내에서 별로 개발되지 않은 미지의 분야임. 이 분야에 연구개발하여 드론산업에 무선조정기 아이템으로 초기 창업하면 상당한 기술력과 시장선점이 가능함.

<참고자료> ☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료

csi.dgist.ac.kr/uploads/Publications/Jan2016-KICS.pdf

<전문용어>

2.4ghz 송신기 및 수신기, 드론 조종기, 러더, 엘리베이터, 에일러론