최근 몇 년간 쿼드콥터 드론은 인기 있는 원격 조종 무인기(UAV) 모델이 되었으며, 많은 초보자가 직접 제작을 통해 원격 조종 비행의 즐거움을 경험하는 데 관심을 갖고 있습니다. 그러나 완성된 쿼드콥터를 구매하는 것은 비용이 많이 들 수 있고, 이 새로운 모델의 다양한 기능과 장점을 충분히 이해하기 어려울 수도 있습니다. 쿼드콥터 드론을 처음 접하거나 다른 기종에서 넘어온 많은 애호가들은 쿼드콥터 드론을 직접 DIY하는 방법을 궁금해합니다. 다음 쿼드콥터 드론 DIY 튜토리얼은 매우 실용적이고 비용이 저렴하여, 단 6달러와 주말 하루 만에 기체를 완성할 수 있습니다. 그럼 무엇을 망설이시겠습니까? 함께 쿼드콥터 드론을 만들어 보겠습니다!

항공 촬영용 쿼드콥터의 구조

1. 프레임: 각종 장비를 탑재하는 기체의 골격입니다.

2. 비행 컨트롤러: 가속도계, 자이로스코프, 기압계, 나침반 등의 센서를 탑재한 기체의 “두뇌”입니다. 모터 4개의 속도를 제어하여 기체의 자세를 제어합니다. GPS와 함께 사용하면 고도 유지와 자동 귀환(홈 포지션 복귀) 등의 기능도 수행할 수 있습니다. 본질적으로는 마이크로컨트롤러입니다. 대표적인 비행 컨트롤러로는 Xaircraft의 SuperX, DJI의 Naza WKM A2, Zero의 X4 Gemini, APM, MWC, QQ 비행 컨트롤러, CC3D 등이 있습니다.

3. 전자 변속기(ESC): 직류 전원을 입력받아(일반적으로 리튬 배터리 2-6셀) 3상 교류를 출력하여 모터를 직접 구동합니다. 또한 모델 항공기용 브러시리스 ESC에는 수신기 연결용 신호 출력선 3개가 있습니다. 신호선은 안정적인 5V 전압을 제공할 수 있으며 서보 2-4개에 전원을 공급할 수 있습니다. 모델 항공기는 원격 조종기를 통해 브러시리스 ESC를 제어하여 다양한 비행 자세와 동작을 조정합니다.

4. 브러시리스 모터: 3상 교류를 통해 회전 자기장을 발생시켜 로터를 회전시킵니다. 속도 제어 범위가 넓고 크기가 작으며 효율이 높고 정상 상태 속도 오차가 작은 것이 특징입니다. 브러시리스 모터의 KV 값은 회전수와 전압의 비율로 정의되며, 입력 전압이 1볼트 증가할 때 브러시리스 모터의 무부하 회전수가 일정 값만큼 증가함을 의미합니다. 다만 브러시리스 모터의 회전수와 전압의 관계가 완전히 선형적인 것은 아닙니다.

5. 원격 조종기와 수신기: 이름 그대로 명령을 수신하고 전송하는 데 사용됩니다.

DIY 항공기 공구 기초

불필요한 지출을 최소화하기 위해 다음 공구와 부자재를 한 번에 구매하는 것을 권장합니다:

인두, 전선 스트리퍼, 리드 커터(일반 펜치는 굵은 실리콘 전선을 잡을 수 없습니다), 육각 렌치 세트, 드라이버 세트, 소형 펜치, 부품, 수평계, 열수축 튜브(4mm와 5mm를 주로 사용하며 그 외는 상황에 따라 다릅니다), 부저(분실하기 쉬우므로 여분을 몇 개 구매하십시오)

항공 드론 DIY 튜토리얼

1단계: 기체 조립

쿼드콥터의 중앙 허브는 PCB 보드 2장으로 구성됩니다. 여기에서 절단 및 드릴링용 템플릿을 다운로드하여 실제 크기로 출력한 뒤 PCB 보드에 임시로 부착하십시오. 플라스틱 조각칼로 표시를 하고 1/8" 드릴 비트로 구멍을 뚫습니다.

2단계: 브래킷 절단 및 구멍 뚫기

10"-11" 사각 목재 브래킷 4개를 절단합니다. 암이 짧을수록 드론은 민첩해지고, 암이 길수록 드론은 더 안정적입니다. 각 브래킷에 3mm 소형 구멍 2개를 뚫는데, 하나는 끝단에서 6mm, 다른 하나는 끝단에서 26mm 위치입니다.

3단계: 기체 조립

나사로 브래킷을 PCB 보드에 고정합니다. 안쪽 구멍은 M3×25mm 나사로, 바깥쪽 구멍은 M3×20mm 나사로 고정합니다. 브래킷이 나사로 잘 고정되어 형태가 좋으면 바깥쪽 구멍 나사에 나사 고정제를 바르고 너트를 끼워 조입니다. 안쪽 구멍 나사의 너트는 가볍게 끼우기만 하고 조일 필요는 없습니다.

4단계: 전원 코어 연결

전원 코어는 전자 변속기 4개, 전원 모듈 1개, 카메라 짐벌 제어 보드로 구성된 6개 부품으로 이루어집니다. 먼저 XT60 커넥터와 APM 전원 모듈 선을 분리합니다. 빨간색과 검은색 전선 각각의 피복을 약 1/4" 벗기고 피복을 벗긴 끝부분에 납을 입힙니다. 구리 열수축 튜브의 양 끝에서 3/8" 링을 잘라내고 거친 부분을 줄로 다듬은 뒤, 빨간색 전선 6개의 양극 단자를 안쪽 링에 납땜하고 대응하는 음극 단자 6개를 바깥쪽 링에 연결합니다. 안쪽 링을 발포 방수 테이프로 감싸고 바깥쪽 링으로 덮습니다. 마지막으로 중앙 전체에 절연 접착제를 바릅니다.

모터와 전자 변속기를 연결하는 작업은 번거로울 수 있습니다. 전원 분배 보드를 바로 구매하면 더 쉽지만 공간을 차지하고 무게가 늘어납니다. 저는 열수축 구리 튜브의 두 링을 사용해 전원 분배 보드를 직접 제작하는 것을 선호하며, 이 방식은 매우 정교하고 깔끔해 보입니다.

5단계: 모터 장착 베이스 드릴링

여기에서는 일반적인 C형 클램프를 사용하여 착륙 장치를 손쉽게 만드는 방법을 알려드립니다. 저렴한 착륙 장치와 모터 마운트 일체형 제품을 구매하여 제작 과정을 단순화할 수도 있습니다.

착륙 장치를 직접 제작할 계획이라면 모터를 장치에 직접 장착해야 합니다. 먼저 각 착륙 장치 다리에 표시를 하고 모터 축이 자유롭게 회전할 수 있도록 눈에 띄지 않는 작은 맹구멍을 뚫습니다. 5/16" 드릴 비트가 좋은 선택입니다.

6단계: 모터 설치

모터 마운트를 절단하고 M3x20mm 나사 2개로 모터와 마운트를 쿼드콥터 프레임의 끝단에 고정합니다. 각 나사를 반드시 조여야 하며 모터 축이 자유롭게 회전하는지 확인해야 합니다. 자유롭게 회전하지 않으면 쿼드콥터 프레임의 홈을 다시 확인하고, 마지막으로 모터 마운트의 모서리를 매끄럽게 줄질합니다.

7단계: 착륙 장치 추가

두 개의 투명 플레이트 사이에 전원 코어를 끼우고, 전자 변속기의 전원 케이블을 착륙 장치 다리 4개에 감아 고정합니다. 모터와 전자 변속기가 동일 제조사 제품이라면 “불릿” 커넥터가 미리 장착되어 있을 수 있습니다. 이 경우 모터 전선을 변속기 전선에 그대로 연결하고 남는 전선은 착륙 장치 다리 하단에 감아 두면 됩니다. 전선을 전자 변속기 제어 보드에 직접 납땜하여 구조를 단순화할 수도 있습니다. 케이블 타이로 모터 전선과 전자 변속기 전선을 고정하고 남는 전선은 착륙 장치 다리 아래에 묶어 두십시오.

C형 클램프 4개를 전선 커터로 반으로 자르고 J형 베이스는 따로 두고, 절단면을 매끄럽게 줄질한 다음 장착 구멍 양쪽에 작은 홈 2개를 연마합니다. 이 베이스를 각 착륙 장치 다리의 끝단, 모터 프레임 안쪽에 장착하고 방금 연마한 홈에 케이블 타이를 감습니다.

8단계: 완충 패드 설치

PVC 호스 클램프를 제거하고 다른 용도를 위해 보관합니다. 펜형 공예 칼로 고무 호스에서 3/4" 플라스틱 링 2개를 잘라내고, 엄지로 눌러 프레임에서 돌출된 나사 위에 홈 2개를 만듭니다. 그런 다음 각 홈에 1/8" 드릴 비트로 구멍을 뚫되 반대편까지 관통하지 않도록 합니다. M3 평와셔와 너트로 플라스틱 링을 프레임에 고정하고 조임 정도를 조절한 뒤 나사 고정제로 고정합니다.

호스에서 완충 패드 2개를 잘라 짐벌과 배터리 홀더를 설치하여 프로펠러 진동이 카메라에 영향을 주지 않도록 합니다. 또한 짐벌 컨트롤러를 설치할 공간도 위쪽에 확보합니다.

9단계: 카메라 및 배터리 홀더 설치

파노라마 마운트와 배터리 홀더는 3세트의 개별 L형 브래킷으로 조립할 수 있습니다. 저는 이를 브래킷, 롤 축, 피치 축 브래킷이라고 부릅니다.

알루미늄 봉(1/8" x 3/4" x 36")을 18" 알루미늄 스트립 2개로 자르고, 그중 하나를 9" 스트립으로 잘라 총 3개의 알루미늄 스트립을 만듭니다. 각 스트립을 직각으로 접고, 목재나 알루미늄 블록의 경사진 모서리를 사용하여 굽힘 반경을 3/8"로 키웁니다(과도하게 구부리면 알루미늄 스트립의 지지력이 손상될 수 있습니다). 알루미늄 스트립을 구부린 후 브래킷 끝부분에 1/8" 구멍 4개를 뚫고 롤 축 및 피치 축 브래킷 중앙에 1/8" 구멍 2개를 뚫습니다. 마지막으로 나사와 너트를 사용하여 파노라마 마운트와 배터리 홀더를 조립합니다.