[전동헬기입문] 필요한 기자재들...

[정광훈(서울)]

RC(Radio Controlled) 헬기 입문 3

안녕하세요? 전동헬기 카페 정광훈 입니다.

글이 늦어서 죄송합니다. 추석이라.. 풀 뽑으랴~ 이리저리 돌아 다니랴~ ㅜ.ㅡ

세번째 시간입니다. 이번에는 필요한 기자재들을 설명하겠습니다.

1 . 브러쉬리스 모터

전동헬기는 모터에 붙어 있는 작은 피니언이 큰 메인기어을 돌리면서 로터를 뱅글뱅글 돌리게 되어 있습니다.

전동헬기에 사용하는 모터는 2종류의 모터가 있습니다.

In runner 모터
일반 브러쉬리스 모터 입니다.. 기본적으로 KV가 높고 낮은 전류로 고 RPM을 얻을수 있는 장점이 있습니다만.
모터에서 열이 많이 나기때문에 10분 날리고 10분정도 쉬어줘야 모터가 힘을 발위할수 있습니다.
Out Runner 모터보다 긴 런타임을 가질수 있습니다.
대표적인 모터중 페이가오 모터 가 있습니다.

Out runner모터
일명 통돌이 모터...통돌이 세탁기.......... - _-;;
모터 통(캔)이 도는 모터 입니다. 기본적으로 kv가 낮지만 rpm 유지율이나 힘이 좋아서 대부분 많이 사용하는 모터입니다.
모터통이 돌기 때문에 In runner모터보다 열이 적습니다만. 효율면에서는 In-Runner보다는 낮습니다. 런타임이 1~2분 정도 줍니다.
대표적인 모터가 430L , 450TH , A20-6XL 이 있습니다.

KV란?

볼트당 회전하는 회전수 입니다.

2500kv 면 1V에 2500번 회전하는군요.

*브러쉬 모터는 제외했습니다..

요즘에는 In Runner 모터는 찾아보기 힘들고 대부분이 Out-Runner 모터를 많이 사용합니다.
이유는 낮은 발열. In Runner 보다 높은 힘(Power) 때문이지요.

2 . 변속기
ESC라고도 별명 하고 전원 배터리에서 모터와 수신기,서보에 전류를 공급하는 장치 입니다.
이 변속기가 모터의 rpm을 변속 합니다.

전원 배터리에서 전원을 공급받아서 각 서보나 수신기 , 모터에 전원을 공급해서 모터를 돌려줍니다.
요즘에 나오는 변속기는 많은 기능들이 탑재 되어 있는데. 그중 하나가 '거버너' 기능입니다.

*거버너 기능이란?
원래 60급~90급 엔진헬기에서 다이나믹하고 까탈스러운 스로틀 커브를 그리지 않고 자동으로 스로틀을 제어하는 기술입니다.
2000rpm 이란 로터 회전수를 정의해 주면 2000rpm에 맞게 거버너기능으로 자동으로 스로틀을 가감 , 혹은 상승 하여 자동으로 스로틀을 조절하므로 일정한 RPM대역에서 연기가 가능하고 셋팅하기 쉽지만

중수 , 고수로 올라가면서 점점 사용 안하는 기능입니만.. 개인취양입니다.

*허용 암페아(A)
보통 변속기에 보면 쿼크 33A 피닉스 35A 등등.. 뒤에 암페아가 붙어 있습니다. 이 암페아는 평균 사용이 가능한 암페아 입니다만.

300급은 25A , 400~450급은 30~35A 정도 , 500급은 40~70A , 600급은 80A~++ 정도 사용됩니다.

400급에서 많이 사용하는 변속기는 대표적인 캐슬베리에서 나온 피닉스 변속기와 국산 S&T에서 나온 쿼크면속기를 많이 사용합니다.

얼라인에서 나온 변속기도 쓸만하더군요 'ㅡ'

3 . 서보(Servo)
이 서보는 작은 모터들이 조종기의 신호를 받아 헬기 기체의 움직임을 담당합니다.
보통 좌~우로 이동만 하고 이 서보들이 4개 ~ 5개 기체에 붙어서 전진 후진 , 좌회전 우회전 , 기체 상승 하강등의 물리적인 움직임을 담당합니다.

흔의 날리는 400급 기체에서는 미니서보를 사용합니다만 요기에 서보마다 스펙이 있습니다.

* 속도 : 0.14sec
서보의 속도 입니다. 400급 전동헬기에서는 보통 0.16이하 속도로 골라주시면 됩니다.

* 토크 : 1.8kg
서보의 힘 입니다. 400급 전동헬기에서는 1kg 이상정도면 크게 무리가 없습니다.

* 사이즈 : (L x W x H):22.6x11.6x24mm
크기겠죠;;; 하이텍 HS55 크기 기준으로 고르시면 문제 없습니다.

* 중량 : 12.5g
무게입니다 'ㅡ'/

서보는 소모품입니다. 추락 견적시 서보 기어가 나가는 경우도 많고 수명을 다해서 제힘을 못발위하는경우도 많이 있습니다.
서보 1개만 고장나도 비행을 불가능합니다. 꼭 비행이전에 한번씩 움직여보고 비행하셔야 됩니다..

4 . 자이로

헬기의 로터가 오른쪽으로 뱅글뱅글 돌아가기 시작하면 반작용때문에 기체는 로터가 돌아가는 반대쪽으로 돌아갈려고 합니다.

그리하여 헬기는 꼬리쪽에 돌지 못하도록 테일로터가 존재합니다.

하지만 로터의 RPM이 일정하지 않습니다. 피치 각도에 따라 RPM 변화에 테일 피치역시 자동으로 변화하기 위한 장치가 자이로 입니다.

80년도에는 손자이로(사람 손가락으로 자이로 역활..) 80년도 말기에는 기계식 자이로가 있었으며 90년도 초중반부터 압전자이로가 등장하였습니다.

현재 흔이 사용하는 자이로가 압전 자이로입니다.

헤딩락 / 테일락은 무슨기능이냐?

헤딩락,테일락은 같은 기능입니다. 제조사마다 약간씩 이름만 틀릴 뿐입니다.

기존에 자이로들은 로터 반작용에 의한 테일로터 제어만 가능했지만 상공비행에서 바람의 영향이나 기후조건에 따라 테일로터가 바람에 밀리는 현상이 있습니다.

그리하여 바람에 밀려 움직이는 테일 로터를 기억해서 언제나 움직이지 않도록 동작하는 기능입니다.

글로 설명하기 난곰한지라. 한가지 예를 들어드리겠습니다.

로터 회전이 100입니다. 그리하여 기체가 반작용에 의하여 돌지 못하도록 테일로터가 80만큼 회전합니다.

하지만 이 상태에서 바람이 붑니다. 그리하여 테일로터가 돌아갑니다. 자이로 테일락 기능이 테일로터를 70만큼만 돌리면 안돌겠구나 계산합니다.
자이로에서 테일로터을 70만큼만 돌려줍니다. 바람이 불어도 테일은 가만이 있습니다 'ㅡ';
(제가 설명하고도 이해가 난감하군요 - _-:)

자이로만큼은 고가를 구입해라 , 좋은거 사라 라는 글이 많이 있는데; 맞습니다.
좋은 제품을 구입할수록 사람이 컨트롤 할 테일로터가 자이로가 대신해주니.. 사람이 그만큼 날리기 편한것은 사실입니다.

5 . 배터리

현재 배터리 기술이 핵심이 되어 전동헬기가 탄생했습니다 ~_~/

리튬-이온-폴리머 배터리가 무엇이냐? , 관리하기 어렵다는데... , 붕어빵이 뭐냐?

1 . 리튬-이온-폴리머 배터리가 무엇이냐?
대중적으로 사용하는 핸드폰에 들어가 있는 배터리랑 비슷하지만 방전율을 높여 만든 고출력 배터리 입니다.

요 배터리는 1개의 셀의 전압이 3.7V 입니다. 이넘을 3개 직력 연결하여 11.1V 만들어서 전동헬기에 사용합니다.

티렉스 600의 경우에는 22.2V 도 사용하지만 400급에 준하여 설명드리겠습니다.

2 . 관리하기 어렵다는데...

사실. 귀차니즘을 어느정도만 극복해주시면 크게 문제없이 사용이 가능합니다.
기존에는 정확한 지식이 없어서 몃회 사용을 못하고 버리는 경우가 많았지만 아래와 같은 주의사항만 지켜주시면 문제 없습니다.

과 방전을 하면 배터리는 영영 못쓰게 됩니다

셀당 2.8V 이하로 방전되면 배터리는 부풀어서 일명 붕어빵이 되어 사용하지 못하게 됩니다.

ㄱ . 기체를 날리다가 변속기에서 CUT-OFF 될때 까지 날리는것은 금물입니다. 이 경우 GSB에서 나온 셀 매니저라는것이 있는데 요넘을 달고 비행을 하면 배터리가 셀당 3.3V가 될때 경고 부저음이랑 LED가 깜박깜박하면서 경고를 알려줍니다.

다른 방법으로는 조종기에서 다운 타이머를 설정해서 날리는 방법도 있습니다.

ㄴ . 배터리를 변속기나 충전기 컨텍터에 꼽아 두시면 안됩니다. 소량이지만 전류가 흘러거 서서이 방전되다가 셀 전압이 2.8V 이하로 떨어지면 붕어빵 됩니다.

ㄷ . 만충상태에서 1달~2달 장기 보관하면 붕어빵 됩니다. 50~70% 정도 충전된 상태에서 장기 보관하셔야 됩니다.

ㄹ . 충전용 짹이 붙어 있는 배터리를 구입하셔야 됩니다. 아래 충전기에서 설명 드리겠습니다.

위와 같은 몃가지 주위 사항만 지켜주시면 문제 없습니다.

3 . 방전율은 무엇이냐?

쉽게 설명하면 힘(POWER) 입니다. 방전율이 높을수록 헬기는 힘이 좋아집니다.
방전율 계산법은 배터리 용량(2100mah) X 방전율(16C) = 33.6A 가 나옵니다.

평균 방전율이 15C 이상이면 배면비행까지 문제 없습니다.

배터리는 어느정도 인지도 있는 배터리를 구입하셔야 됩니다.
가격이 싼 배터리는 몃회 충방전하면 자기 용량(2000mah) 에 70% 들어가는 배터리도 있는가 하면

가격이 좀 비싼 배터리지만 몃십회 충방전해도 자기 용량(2000mah) 에 110% 들어가는 배터리도 있습니다.

배터리 역시 소모품이지만 되도록 좋은 배터리를 구입하시는것이 나중에 돈이 적게 들어가는 방법중 하나 입니다. 'ㅡ'/

6 . 충전기

충전기도 종류가 많고 가격 역시 3만원 부터 30만원까지 다양하게 있습니다.

전동헬기에서 필요한 충전기는 리튬 폴리머 배터리가 충전 가능한 충전기 입니다.

리튬 배터리는 위에 설명드렸듯이 직렬로 3개의 셀이 연결되어 있으므로 배터리마다 전압이 차이가 날 수 있습니다.

그리하여 배터리를 셀당 개별 충전을 해야됩니다.

셀당 개별 충전하기 위해서는 배터리에 충전용 컨넥터가 따로 부착이 되어 있어야 합니다.
그리고 충전기는 셀당 충전이 가능한 충전기 이거나 아니면 셀 발란서라는 것이 사용됩니다.

충전기는 새로운 소식란에 제 이름으로 검색하시면 리뷰올라온것이 있으니 참조하시면 도움이 될 듯합니다..

* 파워 서플라이는 무엇이냐?
보통 충전기는 DC 전원을 사용합니다. 야외용으로 만들어져 있기 때문에 자동차 배터리를 주 전원으로 사용하게 됩니다만.

집에서도 사용이 가능하게끔 AC(220V) 전원을 DC(12V) 전원으로 바꾸어주는것이 파워 서플라이 입니다.

다음 강좌는 기체에 대해서 한번 알아보겠습니다.

[엄다리[전남]]

므흣...^ㅎㅎ

[김준모[스누피]]

컥... 낚시 아닌 낚시질이 되버린 것 같은...x_x

[정광훈(서울)]

이런이런.. 죄송합니다.. 중간정도 작성하다가.. 익스 창이 응답을 안해서 좌절했습니다.. ㅜ.ㅡ

[홍순호(대구)]

작업중인데 조회수가 90이 넘었다는... ^^; 수고가 많으십니다... 다들 정광훈님의 글을 기다리는듯... ^^

[김영곤]

엄청 기대됩니다.... 초보에게 길을 열어 주세요.. 화이팅!!!

[어울림]

목마름니다........ 무척기대됩니다....... 몇번씩 들어도게 되네요!

[민가]

너무 많은 기다림에 부담 가지는 않는지요 하지만 저같은 초보는 고수님들에 상식이 지식이니까....... 수고하세요 ^.~

[박동규]

430L도 아웃러너모터인가요?

[정광훈(서울)]

아웃 러너 입니다.

[박동규]

그럼 쿼크33 변속기에서도 아웃러너로 설정해야 하나요?

[정광훈(서울)]

아웃러너로 설정하셔야 됩니다 ~_~

[박동규]

ㄳ

[김수호]

잘 썼습니다. 많은 고생했을듯... 고생하면서 쓴 글에 관해서 궁시렁거리는 것 같아서 미안하지만... 방전률에 관해서 조금만 추가하고 싶습니다. 방전률의 기본단위로 보통 'C'를 사용하는데... 아마도 제 생각에... 쿨롱(영어단어 생각안남...)의 약자 'C'가 아닐까 합니다. 그리고 1C는 배터리를 만충시킨후 완전방전하기까지 걸리는 시간이 1시간(60분)인 것을 말합니다. 용량이 크던, 적던 충전된(만충)된 전류를 모두 소모하기까지 한시간(60분)이 걸려야 한다는 것입니다. 만약 만충상태에서 완전방전까지 120분이 걸리면 0.5C의 방전능력인 셈입니다...

[김수호]

그러면... 저희들에게 익숙한 10C, 20C의 방전능력은... 예를 들어서 2,000mA의 용량을 가진 배터리가 있다고 했을 경우, 이 배터리의 능력이 10C라고 한다면, 만충상태에서 완전방전까지 2,000mA의 전류 모두를 소모하는데 걸리는 시간은 6분이어야 합니다. 20C의 방전능력이라면 3분이 걸려야 하는 것이구요... 10C일 경우 2,000mA의 전류를 소모하는데 6분이 소요되니깐... 분당 소모전류는 333.333333.... mA 가 됩니다. 20C는 분당 666.666666...mA의 전류를 쏟아내는 것이죠. 그래서 동일한 용량과 전압의 배터리라 할지라도 방전능력에 따라서 힘의 차이가 발생하는 것입니다. 모터로 공급해주는 전류의 양이 다른것이죠...

[유 종 원]

최대방전전류량 구하실 때 분(minute)으로 나누시면 안 됩니다. 시간(hour)으로 나누셔야 되는데, 귀찮으시면 그냥 방전률 곱하시면 됩니다. 아마 단위에 대한 오해 때문에 그렇게 계산하신 것 같은데, 11.1v에 666mA라면 제나 정도를 간신히 띄울 정도의 전력이죠^^; mA는 전류량의 단위이며, 배터리 용량은 mA가 아니라 mAh로 표기합니다. 이것은 전류량인 mA(밀리암페아)에 시간(hour)을 곱한 값입니다. 2000mAh라는 것은 1시간 동안 2000mA의 전류를 계속 공급할 수 있다는 뜻이며, 여기에 방전률을 곱하면 그 배터리가 낼 수 있는 최대전류량이 나옵니다. 물론 시간은 방전전류량에 반비례하겠죠.

[유 종 원]

즉 10C라면 20000mA, 즉 최대 20A를 6분(1/10시간)동안 공급해 줄 수 있지요. 20C라면 40A를 3분(1/20시간)동안 공급할 수 있고요. 이 이상의 전류를 끌어내려고 하면 전압강하가 심하게 일어나며 배터리가 손상됩니다. 따라서 이보다 작은 용량의 변속기를 사용하여야 배터리 손상을 방지할 수 있지요,

[김수호]

마지막으로... 힘은... 소모되는 전류만으로 판단하기보다는... 소모전력으로 계산(예상)하는 것이 더욱 정확합니다. 아시겠지만... 전력은 전압*전류입니다. 그리고 기준 시간은 60분(한시간)입니다. 10C인 배터리는 6분만에 모든 전류가 소진되지만... 60분(한시간)으로 계산을 하면 20,000mA(20A)가 됩니다. 그러면 소모전력은 11.1V * 20A = 222W 정도 나옵니다. 최종적인 소모전력 222W를 가지고 힘의 정도를 판단하는 것이 좀 더 정확합니다.

[김수호]

그런데... 위의 글에서 11.1V 배터리를 가지고 계산했는데... 만약 동일한 방전능력의 배터리를 직렬로 연결한다면 어떻게 될까요??? 물론 추가되는 배터리만큼 무게의 증가도 감안해야 합니다... 그러나 소모전력(힘)은 2배가 됩니다. 전압을 올려도, 전류를 올려도 전력(힘)은 늘어납니다. 보통 전류보다는 전압을 올리는 쪽을 많이 택하는데... 모터,변속기 등등의 기자재를 만들때 허용전류를 높이는것보다 허용전압을 높이는 것이 유리하기 때문입니다. 지금은 별로 없습니다만... 얼마전까지만해도 유럽쪽은 전동헬기에 30V 심지어 50V까지 걸어주는 사례가 있습니다. 이것은... 한정된 전류(배터리의 방전능력이 안따라주기 때문...)를

[김수호]

가지고 보다 큰 힘을 내기위해서 선택한 방법입니다. 전류를 높일수 없으니깐, 전압을 높여서 최종적인 힘을 키운것입니다... 요즘은 리튬폴리머 배터리의 방전능력이 좋아서 그러한 방법들은 점점 사장되어 갑니다만... 티렉스 600의 경우 권장배터리의 전압이 22.2V로 되어 있습니다. 이전의 전동플라이어스의 경우 37V를 사용한 것으로 알고 있습니다...

[김수호]

전동헬기에서 최대의 관건인 모터와 배터리... 이것들의 조화에서 최종결과로 나타나는 헬기의 힘... 이것에 많은 분들이 관심을 갖고 있고, 고민을 항상 하고 있어서... 그 힘이라는 것이 어떻게 만들어지는가 ???(혹은 계산...) 하는 관점에서 조금 썼읍니다...

[정광훈(서울)]

오옷! @_@ 수호님도 고생하시는군요 +_+

[김수호]

미안허유~~~ 고생한 글인데... 사족을 달아서...

[정광훈(서울)]

사족이라뇨~ 점점 좋은 게시물로 완성되는 느낌인데요 +_+

[강산에]

좋은정보 같은데....제가 완죤초보라 그런지,읽는것도 어렵네요^^* 좋은정보에 감사드립니다~~~

[김준모[스누피]]

'선리플, 후감상'... 이런 댓글을 다른 사이트에서 보고 '왜 이럴까' 생각했는데... 이제 좀 이해가 됩니다. 기다리고 있었습니다. 제가 그동안 익힌 헬기에 대한 정보를 정리할 수 있는 기회가 되는 것 같아서 너무 좋습니다.

[엄다리[전남]]

좋은 글입니다. 투비 킨터뉴드..ㅎㅎ" (거버너 기능에 대해 더 알고 싶다는 1 人 )

[홍순호(대구)]

좋은 정보 잘 읽었습니다... 수고 많으셨습니다.

[gree666]

이분정말 해박하시고 대단하시네~ 뭐하는 분이신지?

[조승현]

@@... 그러게요... 본업은 무엇이신가요???

[정광훈(서울)]

컴터 프로그래머 입니다 @_@

[김동희(거제오수)]

좋은 자료 퍼 갑니다 감사합니다,

[브리즈번]

유익한 글이군요. 퍼갑니다.

[쌍칼]

좋은 자료네요 스크랩해갈께요.

[아침이슬]

처음부터 이곳을 왜 못찿아지?? 헬기는 이미 주문했는데 ~~ 아무튼 넘~좋은 자료네요 고생하셨습니다 ^^*

[무시카니]

꾸우버억 !!.......이건 더 어렵지만 다음으로 넘어 갔다가 다시 오것 슴니다

[서울]

아~헬기를 해야할까 말아야할까 하는 생각이듭니다.

[sungmo]

좋은정보 감사합니다. 펌

[서동혁(매가팼어)]

근데 브러쉬리스 모터는 브러쉬모터 비싸요....

[(유명찬)카리프이미]

하나하나 알아가고있습니다 ㅎ

[남해바다]

정말 좋은 정보입니다. 많은 공부하고 있습니다..^^

[박인수]

감사 합니다 설명하신 내용이 귀에 쏙쏙 들어 오네요^^

[오창건]

중간에.. 전 기계공학도지만,, 전기쪽은 정말.. 이해가 안되네요ㅠ_ㅠ

[깡통가장]

잘 읽고 있습니다.

[플라밍고]

잘 보았습니다. 재미있고 흥미롭고 머리에 쏙쏙 들어옵니다.

[왕왕초보]

감사합니다

[마당쇠39]

정말 쉽게 설명하시네요....

[루나]

강좌 잘보고있습니다.감사합니다.

[죠니러브 김태응]

좋은 강좌 감사합니다^^