어느 순간부터인지, 드론이 급속도로 대중화 되었다는 느낌이 들어서 좀 알아보았습니다.(by web+LLM)
- 과거에 왜 어려웠을까?
과거의 소형 비행체(RC 헬기 등)가 대중화되지 못했던 이유는 크게 세 가지입니다.
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제어의 난이도: 4개의 모터 출력을 실시간으로 미세하게 조절해 수평을 잡는 건 인간의 손으로는 불가능합니다. 과거에는 이 '두뇌' 역할을 할 컴퓨터가 너무 크고 무거웠습니다.
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에너지 밀도: 납축전지나 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 배터리는 너무 무거웠고, 출력도 낮았습니다. 비행기 몸체보다 배터리가 더 무거워 날기조차 버거운 경우가 많았죠.
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모터의 수명과 효율: 과거의 브러시(Brushed) 모터는 마찰 때문에 열이 많이 나고 수명이 짧았으며, 효율이 낮아 큰 힘을 내기 어려웠습니다.
결정적 변곡점: "스마트폰 혁명"의 낙수 효과
드론 역사의 진정한 주인공은 사실 스마트폰입니다. 2000년대 후반 스마트폰 시장이 폭발적으로 성장하면서 관련 부품들이 초소형화, 저전력화, 대량 생산을 통한 저가격화가 이루어졌는데, 이게 그대로 드론에 이식되었습니다.
핵심 변화의 4요소
| 기술 | 역할 | 변곡점의 내용 |
| MEMS 센서 | 평형감각 | 가속도계, 자이로스코프 센서가 손톱보다 작아지고 가격이 수백 달러에서 수 달러로 폭락했습니다. 덕분에 드론이 스스로 수평을 잡게 되었습니다. |
| BLDC 모터 | 강력한 근육 | 브러시리스(Brushless) 모터의 보급으로 마찰은 줄고 효율과 내구성이 비약적으로 상승했습니다. |
| 리튬 폴리머(Li-Po) | 고농축 에너지 | 무게 대비 압도적인 에너지 밀도를 가진 배터리가 보급되면서 20분 이상의 비행시간을 확보하게 되었습니다. |
| 고성능 MCU | 빠른 두뇌 | 스마트폰용 AP 기술이 발전하며, 초당 수천 번 센서값을 계산해 모터 속도를 제어하는 비행 제어 장치(FC)가 소형화되었습니다. |
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BLDC 모터
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가벼운 무게: 비행체에게 무게는 곧 생명인데, 같은 무게 대비 출력이 훨씬 강력합니다.
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정밀 제어: 전자식으로 제어하기 때문에 회전수를 아주 미세하게 조절할 수 있어 드론의 수평 유지에 유리합니다.
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내구성: 드론은 모터 회전수가 엄청나게 높은데, 브러시가 있다면 몇 번 날리지 못하고 고장 났을 것입니다.
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여러가지가(우주의 기운?) 절묘하게 드론을 도왔더군요.ㄷㄷㄷ
드론 비행 컨트롤러는 스마트폰 수준의 AP를 쓰지 않습니다. 저전력과 단순하게 빠른 반응이 제일 중요합니다.
mems 자체가 낮은 가격을 위해 반도체로 만든것이고 당시 가격이 수백달라였다면 스마트폰 필수 부품은 아니여서 초기에 들어가지 못했을 겁니다.
비행 컨트롤러는 하드웨어보다 소프트웨어가 비싼건데 (신뢰성과 테스트가 중요하니) 취미/동호인이 시작해 오픈소스도 많아 비싸기가 쉽지 않았습니다.
대중화로 대량생산이 문제인데 그건 유튜브와 인스타그램 덕분이 클꺼에요. 그 이전에 자동조종이 없었던 이유는 기술 문제보다는 취미 조종은 손맛이기 때문에 자동조종을 선호하지 않았습니다.
리튬배터리
와이파이
이 세 가지가 현대 소형 드론 발달의 핵심이라고 봅니다.
카메라도 있지 않을까요