120mm 급 자작드론 제작(Custom Drone, DIY, Yizhan X4 Based)

최근에 드론 동호회원 중 한분(네이버 드론플레이 카페, 김실장님)의 자작기를 보면서

많은 도움을 받고 드론을 자작해보았다.

허접하지만 완성은 아래와 같다.

기체 정보는 아래와 같다.

(아직 정식명칭이나 기술적인 부분을 모르는 것이 많아 잘못된 정보가 있을 수 있으니 읽으시는 분들 중에 틀린 부분이나 정정할 부분 있으면 말씀해주세요~)

- Yizhan X4 보드, 청색

- H12C용 8.5mm 모터

- 65mm 프로펠러

- 3.7V, 500mA 배터리,

- Yizhan X4용 조종기

- 자작 바디(바디 구성은 아래에서 설명), 포맥스 2T+모나미 볼펜+기타 잡자재

(부품은 모두 드론플레이 카페의 김실장님 도움을 받아 구성)

우선 바디를 설계해야 하는데 바디 설계는 개인의 아이디어에 따라 많은 차이와 다양한 구성이 가능하므로 설계까지는 이야기 하지 않는 것으로 한다.

바디를 위한 준비물들이다.

- 모나미153 4자루, 포맥스칼(아무 쓸데없음, 잘 안잘림), 사무용 칼, 가위, 록타이트 순간접착제, 매직테이프

- 벨크로 테이프, 글루건, 인두, 납, 수축튜브 등등

축대(활대?, 암)으로 모나미 볼펜을 이용하였다. 이유는 

- 다른 재료를 구하지 못했고(요즘은 와이퍼에 들어가는 철심과 포맥스 조합이 좋다고 한다.)

- 어지간한 충격에 깨지지 않을 것 같았고

- 관형태라 내구성도 좋고

- 쉽게 구할 수 있고

- 선이 관 안으로 들어갈 수 있어서 였다.

포맥스 2T를 주문하여 받았고 검은색만 있는 것 보다 윗면 아랫면 구분이 편하게 2색으로 하였다.

3색이면 앞뒤 식별에도 도움이 될 것 같다.(물론 프로펠러와 보드의 LED로도 식별은 가능하다.)

모터를 지지할 포맥스 조각을 만들기 위해 25mm 정사각형으로 검은색과 노란색을 각 4개씩 자른다.

포맥스 자를때는 성질 급하면 조잡하게 잘리므로 지긋이 누르면서 계속 수직으로 그어주는 것이 중요하다.

알면서도 잘 안된다. 칼날은 작업 전 한칸을 잘라서 날카롭게 해주는 것이 좋다.

잘라주고 난 후 대각선을 볼펜으로 그어준다.

모나미 볼펜이 축이 될 것이기 때문에 모나미 볼펜의 각면 폭을 측정한 결과 4mm 로 대각선 옆으로 2mm씩 간격을 두고 선을 그어준다.

Yizhan X4 보드의 사이즈는 길이가 43mm, 폭이 21mm이다.

나중에 보드에 맞게 잘라내는 번거로움이 있더라도 축방향을 알기 위해 46mm(보드사이즈+2T포맥스 붙일 공간+여유1mm)로 정사각형을 만들어 자르고 역시 중앙표시와 대각선을 그어준다.

아래는 사이즈 측정 잘못한 도면이다. 나중에 드릴로 모터 들어갈 구멍을 뚫기 위해 PPT로 그린 것이고 조립 전 설계가 적당한지 알아보기 위해 그린 것이다. 정확한 치수는 직접 해보는 것이 좋다.

25mm로 자른 모터 지지판들을 겹쳐놓고 매직테이프로 모터 들어갈 구멍을 표시한 종이와 함께 붙인다.

8판을 모두 뚫어야 했는데 사진에서와 같이 1판을 빼놓고 하는 바람에 나중에 다시 뚫었다. 침착함이 필요하다.

모터 지지대 드릴링한 결과이다. 조잡하게 되어서 좀 아쉽다.

구멍을 낼때 중앙을 잘 잡고 작은 날부터 큰날로 바꿔가며 뚫는 것이 좋다. 모터 직경인 8.5mm까지 다 뚫어버리면 나중에 헐거울 수 있기 때문에 조금은 작게 뚫는 것이 좋다.

잠시 쉬어가는 타임에 Yizhan X4 보드를 손보았다. 11시 방향의 LED를 보면 작업 전인데 다리가 휘어서 합선될 수 있을 것 같아 인두와 납 흡입기로 다리 하나를 뽑은 다음 수축튜브를 끼워주었다.

모나미 볼펜대에 모터 지지판을 붙인다. 전에 그어둔 중심선과 각을 잘 보고 순간접착제를 이용하여 잘 붙여준다.

문제는 볼펜대의 각면이 선을 덮어버리기 때문에 정확하게 못붙인 것들도 있다.

단단히 붙는데 걸리는 시간은 5분이상이면 된다.

모나미 볼펜의 똑딱이 부분의 구멍이 모터 지지대 쪽으로 가는 것이 좋다.

이유는 나중에 나오지만 모터 선이 들어갈 구멍이 되기 때문이다.

12시 방향의 모터를 끼운 사진에서 처럼 구멍을 뚫은 것이 모터가 꽉 끼어서 힘겹게 들어가는지 확인해보는 것도 중요하다.

그다음 축간 거리를 계산 한 후 볼펜대를 자르면 되는데 기억은 안나지만 50mm 였던 것 같다.

자를때 6면에 모두 칼집을 고루 내고 힘을주어 부러뜨린다. 성급하게 칼집을 덜내면 우측 2번째 것 처럼 불규칙하게 잘린다.

이제 Yixhan X4 기판 지지대를 잘라주었다. 옆면을 각 9mm씩 잘라주었다.

자른 후 보드를 맞춰서 잘 맞나 본다.

보드 지지판과 볼펜대를 붙인다. 볼펜대가 만나는 중앙은 모터 선이 나와야 하는 부분이므로 약간의 틈이 있어도 좋다. 꼼꼼하게 하지 않았더니 나중에 축간 거리가 서로 다르게 나왔다.

Yizhan X4를 분해하고 모터가 어떻게 들어가는지 어디에 납땜해야 되는지 확인한다.

문제는 작업시 면이 뒤집히므로 다시 생각해봤어야 했는데 나중에 모터를 다시 끼우는 일이 발생했다.

사진과 같이 모터를 끼우는 순간 나중에 다시 끼우게 된다는 것이다. 뒤집어지니까 반대로 했었어야 했는데...

검은색 모터 지지대도 붙여준다.

보드 지지판 하나를 더 붙이고 모터케이블을 제위치에 맞게 땜질한 다음 글루건 두방울로 보드 고정한다.

이젠 점점 정밀함과는 멀어지기 시작한다.

보드 덮개를 지지하기 위한 서포터 장착

마땅한 서포터가 없어서 바닥에 굴러다니는 광케이블 캡을 붙여버렸다.

서포터위에 덮게를 얹은 후 스크류나사로 고정해야 했는데 가지고 있는 나사가 3개 뿐이어서 3개만 고정하였다.

이젠 점점 날림으로....

사진에 보이듯 모터선이 모나미 볼펜대의 똑닥이 구멍으로 들어간다. 그리고 중앙을 통해 나온다. 

길게 남은 선은 중앙 X자 남은 공간에 적당히 말아서 넣는다. 이젠 지쳐서 대충대충....

모터 축에 붙은 기어는 가위를 지렛대처럼 이용해서 빼준다.

벨크로 테이프를 이용하여 시험비행을 위해 배터리까지 고정하였다.

사진의 프로펠러는 Yizhan X4의 프로펠러인데 지금은 그것이 아니다. 임시방편으로 달아본 것이다.

주문한 65mm프로펠러 검은색 빨간색 1봉씩 뜯고 프로펠러가 정방향만 왔다며 환불해야 하나 다시 주문해야하나 고민하다 보니 다른 포장에 역방향도 있어서 다시 제대로 장착하였다.

여기까진 괜찮았는데... 괜찮았는데....

추력손실을 생각해서 정사각형이던 모터 지지대를 자른다는게 귀찮아서 니퍼로 대충 자르다 보니 너무 대충 잘라서 모터와 거리가 짧아지고 모양은 비대칭이 되고 개판 오분전이 되어버렸다.

후일담이지만 직원이 날려보겠다고 해서 날리다가 충돌난 후 짧게 자른 지지대 한쪽면이 깨져서 모터가 빠지는 일 발생... 그래서 대충 복구...

그리고 완성 후 축간 거리 재보니 한쪽은 119mm, 한쪽은 121mm.... 역시 시간에 쫓겨 대충하면 이런 불상사가...

마지막으로 비행 소감

- 영상은 없다. 영상찍고 뭐할 회사 분위기나 집안 분위기도 아니고 감으로만...

- 8.5mm 모터힘은 확실히 7mm보다 좋다. 높이조절은 용이하였다.

- 배터리가 아래로 간 영향 때문인지 좌우가 민감하다.

- 완성한지 2일이 지났지만 아직 비행 1분도 못해본 터라 손볼 곳이 많다.

나중에 할일

- 머리와 손가락 탓하기(사용할 수 있는 시간이 5시간이라고 그 안에 만드느라 날림으로 만들었다.)

- 설계 잘해보기

- 모터 하단 캡 찾아서 끼우기

- FPV 구성해보기

- 자작드론 2호기 만들기

이상.... 2호기는 언제 되려나...

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2017. 9. 28. 추가  : 위와 같은 구조는 만들지 않는 것을 추천함, 견적이 자주 발생하기 때문임.