FC(Flight Controller), ESC

 

1. FC

FC는 드론의 중앙통제장치 역할을 한다. 크기는 약 30x30~20x20까지 있다. 크기가 작으면 납땜 과정에서 작업이 어려울 수 있다. AIO라고 FC와 ESC가 포함된 경우가 있는데 부품교체가 어려울 수 있다. 고장이 좀 더 많으며 교체 시 비용이 증가한다.

FC의 프로세서는 F1~F4까지 있으며 전자보다 후자가 처리속도와 플래시 메모리 용량이 높다.

 

FC내에는 자이로, 가속센서, 자기센서, 기압센서, GNSS가 들어갈 수 있다.

IMU라는 관성 측정장치가 포함되기도 하며, 자이로 센서는 회전, 가속센서는 드론의 수평을 잡아준다. 기압센서는 고도를 확인할 수 있으나 GNSS보다 정밀하지 않다. 초음파 센서나 이미지센서 없이는 정확하지 않다. 자기센서는 방위를 확인하는 용도이나 이 역시 GNSS에 비하여 활용도가 낮다.

GNSS센서는 위치를 확인하여 failsafe시 동작하게 된다.

 

이 밖에 FC는 LC필터라는 전류 흐름을 안정화하는 장치(동영상 노이즈 제거), BEC라는 배터리 레귤레이터 장치가 포함되어 있기도 하다.

또한 OSD(on-screen display)가 포함되기도 한다.

 

FC는 베타플라이트 펌웨어를 사용해야하고, 프레임에 맞는 FC가 필요하며 VTX의 전압과 포트 지원, 가급적 F4, ESC와 같은 제품이 좋으며 AIO는 배제하는 편이 낫다.

 

2. ESC

통합형 ESC

단일형 ESC

 

ESC(Electronic Speed Controller)는 통합형과 단일형이 있다. 단일형은 과거에 많이 사용되었으나 현재는 통합형이 사용되는 편이며, AIO(All-in One)에 합쳐져 있는 경우도 있다.

통합형 ESC에는 1~4번 각기 모터와 연결되는 접점이 있으며 납땜이 필요하다. 그러나 현재는 커넥터 방식이 사용되는 경우도 있다. 기기의 견고함은 커넥터보다 납땜방식이 유리하다.

ESC와 FC가 같은 제조사인 경우 연결이 용이하나 다른 경우는 커넥터 배열이 다시 필요할 수도 있다.

ESC는 프레임의 중앙에 배치되고 ESC 위에 FC가 올라가는 형태가 된다.

통합ESC는 구성에 있어서 다음의 사항을 확인해야 한다.

전원연결	+, V, VCC
모터연결	M1~M4, ESC1~ESC4
신호선연결	S1~S4, M1~M4, ESC1~ESC4
접지연결	GND, Ground, -

통합형 ESC는 전원분배보드 PDB(Power Distribution Board)가 포함되는 경우가 있다. BEC(Battery Eliminator Circuit)도 포함되는 경우가 있다. 

콘덴서

콘덴서는 ESC에 필수적이며 노이즈 제거의 역할을 한다. 콘덴서는 다리가 긴쪽이 + 짧은 쪽이 - 이다.

ESC의 프로토콜은 아날로그와 디지털 방식이 있다.

아날로그는 PWM, Oneshot, Multishot이 있다. 신호는 1000~42마이크로세컨드에 해당한다.

그러나 노이즈가 있다는 단점이 있고, 디지털은 16bit Dshot, 32bit Dshot, 4bit Proshot이 있다. 신호길이는 13~106마이크로세컨드로 아날로그에 비해 짧다. 저지연(low-latency)이 가능하다고 볼 수 있다.

 

ESC는 펌웨어에 의해 모터순서나 모터방향 설정이 가능한데 베타플라이트 버전 4.3이상이어야한다. 그리고 펌웨어가 업데이트는 안된다. 즉 구입할때 미리 확인이 필요하다.

ESC에서는 비컨기능을 가동할 수 있다. 모터의 진동으로 소리를 내는 방식으로 기체를 찾기 쉽게 해준다. 단 설정이 필요하다. BLHeliSuite에서 설정한다.

 

ESC선택은 1) 단일형 또는 통합형 선택 2) 마운트홀의 크기 3)