PID의 이해

CC3D 2016. 2. 3. 14:32
이 친구는 아주 이쁘고 착하게 생겨서 설명도 참하게 잘하네요 ^^; PID관련해서 가장 쉬운 설명인 듯 합니다.



발췌해서 저도 함 도전합니다.

PID는 Proportion, Interval, Derivative의 약자입니다. 뭐... 그렇습니다 *쿨럭


시작 값은 P는 200, I는 0, D도 0에서 시작합니다.



P값은 기본적으로 좌우 수평을 위한 값입니다. 이 값이 만일 0이면 술 취한 것 처럼 흐늘 흐늘 사방으로 흔들리고 너무 높으면 좌우로 추운 것 처럼 떨립니다.


I값은 초기값이 0인데, 이 값은 외부 영항에 대한 반응 값입니다. 예를 들어 바람이 휙 불어서 기체가 이렇게 기울어져있다면 그 상태로 계속 진행하는거죠. I값을 적절하게 주면 외부 영향이 있어도 다시 원위치로 돌아오게됩니다.



근데 이 값이 P값보다 높다면 수평으로 돌아오는 대신 반대로 기울어지게 됩니다. 기체에 따라서는 I 값이 P값보다 2배 가까이 되어야 수평이 유지되는 경우가 있으니, 테스트를 통해서 자기 기체의 적합한 값을 찾아야 합니다. 보통 I게인의 값은 P값보다 살짝 낮게 설정한다고 합니다.


이렇게 P와 I가 설정되면 기체는 많이 안정적이게 됩니다. 


D값은, 급격하게 기체를 움직였을 때의 기체가 보여주는 반응에 대한 값입니다.  예를 들어, 45도 각도로 기체를 확 틀었을 때, 기체는 변경된 각에서 살짝 흔들림을 보여줍니다. 값을 조금 주면 각을 바꿔도 흔들림 없이 원하는 각도에서 멈춘다고 합니다. 값이 너무 높으면 회전 시 반응이 늦어진다고 합니다.














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CC3D에서 지원하는 플라이트 모드를 '상세히' 설명해주는 다음 비디오의 내용을 '간단히' 정리해 봤습니다.


1. 매뉴얼모드: 말 그대로 FC는 암것두 안하는 모드입니다. 멀티로터에 사용하면 큰일난다고 합니다. 비행기나 fixed wing 녀석들에게 필요한 모드입니다.



2. Rate모드: FC가 최소한의 관여만 하는 모드. 자동 수평 유지가 없기 때문에 유저가 직접 해야합니다. 플립이나 롤을 하기 좋은 모드입니다. 초심자에게는 어렵습니다.



3. 애터튜드 모드: 소위 '에띠'라고 하는 모드입니다. FC가 많이 관여합니다. 이렇게 저렇게 흔들어도 자동으로 수평을 유지합니다. 최대 각 설정이 가능합니다. 스틱을 놔 버려도 자동으로 중심을 잡아줍니다. 플립이나 롤을 하기에 적합하지 않습니다. 상대적으로 날리기가 쉽습니다. FPV로 쉽게 조종이 가능합니다.



4. Axis Lock: Rate와 비슷하지만 한 축을 선택해서 그 축 만을 똑바로 유지시켜주는 기능입니다. 주로 Yaw만을, 즉 진행 방향으로 그대로 가라고, 선택한다고 합니다. 이 분은 Yaw만 이 모드를 쓰고 나머지 축은 다른 모드를 사용하는 것이 좋을 것이다... 라고 하는군요.



5. Weak leveling: 말 그대로 아주 약하게 수평을 잡아주는 모드입니다. Rate모드인데 수평이 안 맞았을 경우 천천히 수평을 잡아주는 모드입니다. 아주 천천히... 라네요.



6. VirtualBar: Rate모드인데 스틱의 반응을 더 직접적으로 전달하는 모드라고 하네요. Rate 모드보다 더 공격적(?)인 비행을 원할 때 사용한다고... (더...?)




7. Acro+: Rate와 매뉴얼이 만나서 아이를 낳았는데 그 이름이 Acro+랍니다. 근데 그 애가 미쳤다네요 ㅋㅋㅋ 회전이 빨라지면 자이로를 무시하고 바로 수동 입력을 ESC로 전달한다고 하네요. 누가 좀 해보고 얼마나 미쳤는지 알려주시길... 



8. Rattitude: Rate와 Attitude를 합친건데, 스틱이 80% 아래에서는 Attitude처럼 움직이고 그 위로 갔을 때는 Rate처럼 동작한다는군요. 초심자들에게도 환영받는 모드라고 하네요.


CC3D에서는 각 축마다 다른 모드의 설정이 가능합니다.


============ 추가

Thrust를 위한 모드에는 매뉴얼과 크루즈콘트롤이 있습니다. CruiseControl은 뱅크각의 코사인분의 1과 (그게 뭐건간에 ㅋ) 회전을 기반으로 쓰로틀을 올려준다고 합니다.  고도를 떨어뜨리지 않기 위해서이죠.


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FPV레이싱의 묘미는 미친 듯한 속도감을 온 몸으로 느끼는 것이죠. 실제 비행기를 타고는 절대 가능하지 않은 말도 안되는 비행을 내가 실제로 할 수 있다는 것은 정말이지 아드레날린 폭발하는 짜릿함입니다.


이 움직임을 녹화해서 다시 즐기거나, 자랑하거나 ^^; 하기 위해서 이 화면을 녹화를 합니다. 녹화를 하는 방법은 다음의 세가지가 있습니다.


1. 고프로 등 액션캠을 장착

화면이 무척 깨끗한 반면, 무게때문에 움직임이 조금 둔해지고, 배터리 소모도 많아지는 단점이 있음. 그리고 액션캠에서 화면을 받아서 송신기로 보면서 비행을 하면 랙이 생겨서 빠르게 움직이는 레이싱 기체에는 적합하지 못합니다. 따라서 CCD 카메라도 추가로 장착해야 해서, 공간이 많지 않은 레이싱 기체에 꺼려지는 이유가 되기도 합니다.




2. 수신기 DVR을 이용

수신기에 별도 DVR을 장착하거나, DVR기능이 있는 모니터를 사서 녹화하는 방법입니다. 기 방법은 기체에는 아무것도 설치하지 않는 장점이 있습니다. 


단점은 비행을 하면서 수신 상태가 고르지 못한 상태도 그대로 녹화가 된다는 점 입니다. 이게 그 당시 상황을 그대로 녹화해서 당시 현장감을 살리는 장점이 될 수도 있습니다.


3. 기체에 DVR 장착
마지막 방법은 조그만 DVR을 기체에 연결하는 방법입니다. 이 방법의 장점은 CCD 카메라에서 바로 녹화되니 훨씬 깨끗한 화면을 그대로 녹화할 수 있고, 텔레메트리 정보를 빼거나 포함해서 녹화할 수도 있다는 점 입니다. 

물론 이 장비를 수신기에 장착하면 2번과 같은 기능을 합니다.













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달마 OSD를 달고 화면에 나오는 정보가 무엇인지 확인 하는 방법은 세가지가 있습니다.


1. 화면을 뚫어지게 쳐다본다.

2. 구글 형에게 물어본다.

3. 아래 그림을 본다.





배선 정보를 확인 하는 방법도 상동


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언급한 바와 같이, 지난 주에는 무척 다양한 테스트 들을 진행 했는데요... (이러 저러한 이유로 상세한 포스팅을 할 수 없는 점 안타깝게 생각하는 바 입니다.


지난 주에 실시한 테스트는 쥬피님의 엄청난 열정과,  시간 그리고 큰 희생이 있었습니다 ㅠㅠ 쥬피님께 감사드립니다.


그럼 수 많은 시간과 어려움 및 희생을 거친 테스트 결과 및 튜닝 포인트를 알려드리도록 하겠습니다. 끝가지 읽으시면 성능 및 오작동 방지를 위해 매우 매우 중요한 내용이 있다는 것을 약속 하겠습니다.


한마디로 요약하자면, X380의 성능은, 튜닝을 '조금'하면 팬텀 못지 않다... 로  말씀드리고 싶습니다.


이 얘기를 팬텀 오너분들이 들으면 길길이 뛰시겠지만, (워워워...) 일단 제 의견일 뿐인 점 말씀드리고요... 근거를 말씀드립니다.


다음 내용은 순정이 아닌 튜닝을 '어느정도' 했다는 전제입니다.


팬텀과의 성능 비교입니다.


1. 호버링 및 백홈 등등의 센서 드론 기능: 송곳 호버링에 모든 기능 정상 작동합니다. 팬텀과 비교해도 뒤지지 않습니다. 무승부


2. 속도: 

      팔공이 속도는 수평이동시 시속 22-24키로 정도가 나옵니다. 팬텀은 2-3배가 나옵니다.  팬텀승 

      상승 속도는 팔공이는 초속 5-6m/s, 팬텀은 초속 5m/s. 무승부

      하강 속도는 팔공이 초속 6m/s, 팬텀 초속 3m/s 팔공승


3. 거리: 수평. 팬텀 6키로, 팔공이 3키로 팬텀승

             수직, 팬텀 500미터, 팔공이 1.6키로 팔공승


위의 결과를 못 믿으시겠다요? 넵, 그렇게 하세욤 


그럼 튜닝 포인트 입니다.


1. 조종기: 달마님의 포스팅 참조하십시오. 안테나를 바꾸시면 조종 거리 및 반응 속도 좋아집니다.


2. 기체

    - 상판 동박 혹은 은박: 카페에 여러 글 있습니다. 참조하십시오. GPS 성능 향상으로 인한 호버링 안전성 향상

    - 프롭 밸런싱: 팬텀은 프롭 밸런스가 잡혀서 나옵니다. 그래서 비쌉니다 ㅡ,ㅡ; 팬텀 정품을 쓰시거나, 비품 사서 밸런스 잡아도 같습니다. 영상품질 향상

    - 모터 밸런싱: 팬텀은 모터도 밸런스가 잡혀나옵니다. 그래서 비쌉니다 ㅡ,ㅡ; 모터 밸런스 잡으면 효과를 보실 수 있습니다. 영상품질 향상

    - 배터리 베이 동박 혹은 은박 작업: 이 작업은 지금까지는 저만 한 것으로 알고 있습니다. 제가 한 이유는 지자계 영향을 주지 않기 위해서였습니다. (여기 참조


그런데...! 지난 주 테스트에서 매우 중요한 사실을 발견하게 되었습니다. 역시나 배터리에서는 어마 어마한 전자파가 흘러나오고 있었고, 이는 수신안테나에 엄청난 영향을 주고 있음이 밝혀졌습니다. 송신 거리가 무려  2배 가까이 차이가 납니다. (거리를 밝히지 못하는 점 양해바랍니다)


따라서, 배터리 은박 혹은 동박 작업을 하는 것은 거리 뿐 아니라 기체 안정성을 위해 무척 필요하다... 라고 결론 낼 수 있습니다. 믿으세요. 증말이에요.










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지난 주 여러 일들이 있었습니다. 달마님 기체 도망가 버리고 ㅠㅠ 한 분 기체는 혼자서 마구 달아나서 추락해 버리고 ㅠㅠ


그 이유를 알고 싶어서 추락한 기체를 받아서 테스트를 해 보았지만, 모든 센서가 정상 작동했습니다.

조종기의 문제인가 싶어서, 조종기도 확인 해 보니, 역시 별 이상이 없었습니다. 안테나가 떨어지면서 기판에 쇼트를 내면서 이상한 신호를 보낸건가... 싶었는데 전혀 문제 없이 붙어 있었습니다.

참 알 수 없었습니다. 날리기 전 캘리도 하셨고 말이죠... 

일단, 여러 정황으로 미루어 생각할 수 있는 부분은 한가지로 축약되었는데요, 증거를 제시할 수는 없고 추측일 뿐이라는 점 ^^; 미리 말씀드립니다.

제 결론은,

충분한 기체 워밍업 부족으로 인한 센서의 오작동

으로 결론 내렸습니다. 

그 이유는 지난 주에 다양한 테스트를 진행하면서 느낀 점 들 때문인데요,

첫 번째 이유는 실제 기체를 운영해 보면서, 오래 동안 운영해 본 분들과의 경험을 들어보면 역시 워밍업은 무척 중요하구나... 라는 생각이 들기 때문이고요.

두 번재 이유는, 지난 주 쥬피님의 팬텀3를 보고 느낀 점 때문입니다. 이 녀석은, 워밍업이 끝나지 않으면 아예 시동 자체가 걸리지 않게 돼 있더군요. 역시 DJI구나... 라는 점을 느꼈죠. XK 녀석들... 그런 얘기는 아예 매뉴얼에 있지도 않습니다. 

워밍업이 얼마나 중요한지 아예 날리지도 못하게 되어있습니다. 더이상 말이 필요없겠죠? 

그래서 제 비행체크리스트에도 추가적인 업데이트 했습니다.

























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어떤 취미도 그렇지만, 드론도 구입하고 나면 없어도 날릴 때는 문제 없지만 있으면 좋은 것들이 있습니다. 처음 입문하는 분들은 이것도 무척 헷갈립니다. 간단히 정리해 봅니다.


밸런스 충전기

가장 많이 애용하는 아이맥스 충전기가 있습니다.  다른 브랜드도 많이 있지만, 가성비가 최고라고 알려져 있습니다. 그러다보니 이 녀석도 짝퉁이 나와서 전면에 있는 SkyRC로고를 확인해야 한다고 합니다.

이 녀석은 다양한 기능들이 있는데, 대표적인 기능이 급속 충전 5400mah (팔공이의 용량)의 경우 5.4A로 충전이 가능합니다. 그리고 오랫동안 쓰지 않을 때 사용하는 Storage 모드 (약 40% 정도만 충전해 두는 기능), 그리고 폐기할 때 사용하는 discharge 기능이 있습니다. 그리고 1S 부터 6S까지 충전이 가능하고, 다른 배터리들도 충전이 가능합니다. 충전 상태로 화면으로 볼 수 있습니다. 무척 편합니다.



배터리를 여러개를 운용할 때, 동시에 충전하는 방법이 없나? 라고 할 때, 밸런스 충전기에 연결해서 사용하는 녀석입니다. 물론 이 녀석은 동시에 물린 녀석들의 셀을 하나로 인식하게 만들기 때문에 밸런스 충전기의 기능을 어떻게 보면 무력화하는 것이기도 합니다. 하지만 동시 충전할 때는 무척 편합니다.


동시 충전 후, 가끔 밸런스를 맞출 수 있도록 하나씩 충전해 주는 것도 방법일 수 있습니다.

프롭의 밸런스를 맞추기 위한 국민 밸런서 입니다.



휴대용으로 배터리의 용량을 즉각적으로 보기위해 사용되는 배터리 체커기들 입니다.


이 녀석은 화면에 일목요연하게 보여주고, %도 보여줘서 좋습니다. 조용하기도 하고요. 배터리를 여러개 운용할 때 '어라, 다 썼던게 뭐지?' 혹은 날리고 나서 '얼마나 남았나?'하고 확인하고 싶은 경우가 많이 있습니다. 


이 녀석은 리포알람이라고 하는 녀석인데, 배터리에 끼워서 사용하는 녀석입니다. 설정한 전압 밑으로 내려가면 요란한 소리로 알려줍니다. 소리 겁나게 큽니다. 보통 조종기나 이러 저런 기기에 리포 배터리를 달 수 있도록 개조를 하면 언제 다 배터리가 다 됐는지 정확하지 않을 때가 많습니다. 이런 걸 달아두면 아주 편합니다.






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달마님의 통합 OSD가 완성되면서 요즘 카페에서 난리도 아니네요.


근데, 입문한지 얼마 안된 분들은 이 OSD가 대체 뭔지 궁금해 하십니다. 해서 정리를 해 보기로 합니다.



우선 이 기기의 정확한 명칭은 텔레메트리 (telemetry) 입니다. 즉, 멀리서 (텔레), 측정값 (메트리)을 보기 위한 기기입니다. 그 정보를 화면에 올려서 (On screen) 표시해주는 (Display) 기기를 OSD라고 부르고 있는거죠. 정확하게는 Telemetry Overlay System 정도가 맞지 않을까 싶습니다. 이제부터 TOS라고 부르자!! 고 하면 처맞겠죠? 


예를 들면, 이런 식으로 말이죠.







즉 기체 내부의 정보를 멀리서 실시간으로 확인해서 즉각적인 대응을 하기 위한 목적인 것 입니다.


운행에 필수적으로 필요한 정보는, 


1. 연료량 (배터리량)

2. 현재 위치 및 고도

3. 현재 속도 (이동, 상승, 하강)


입니다. 그 정보들을 어떤 방식으로 표시해 줄 것이냐의 차이지, 내용은 비슷합니다.


팔공이를 보면서 이 정보를 가지고 싶어했던 이유는 두가지 입니다.


첫번째의 이유는 다른 비싼 기체들은 보여주는 정보를 볼 수 없으니 그에 따른 상대적 박탈감입니다. '나도 좀 보자!!!!!! 허세 좀 부리자!!!!' 인거죠.


두번째의 이유는 운행 시 기체의 정보를 알 수 없으니 너무 갑갑했던 것 입니다. 빌어먹을 XK인지 윌토이인지 아마도 오픈했을 경우 책잡힐까봐 그랬겠죠


정식으로 하면 기체의 핵심부인 FC에서 직접 데이터를 읽어서 보여주는 것이지만, 팔공이는 그걸 해주지 않으니, 편법을 사용합니다.


타롯 OSD라는 녀석을 이용해서 전원은 팔공이에서 흘러나오는 전원을 슬쩍해서 보여주고 (이 역시 FC가 현재 인식하고 있는 전압을 아는 것이 정식입니다), GPS정보는 따로 모듈을 하나 가지고 팔공이 팔에 하나 올려두고 보는 방식인거죠.


달마 OSD 역시 완전한 방식은 아니지만, 팔공이가 사용하는 GPS모듈을 값을 살짝 훔쳐서 표시하는 방식입니다. 팔공이가 받는 같은 정보를 받으니 가장 가깝겠죠.


두 줄 요약입니다

달마 OSD의 원래 이름은 달마 텔레메트리... 다

텔레메트리의 목적은 허세 운행 정보를 실시간으로 받아 즉각적인 대응을 위함이다 
















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