신한대학교 전자공학과 김상민 Flying Quadcopter Shinhan Univ . IT convergence engineering. Electric engineering Contents 1. What is a Quadcopter ? - Background / Purpose 2. Block diagram of Quadcopter - 쿼드콥터의 기능 블록도 3. MPU6050 - 자이로 (gyro) 센서와 가속도 ( acc ) 센서 4. Dual loop PID Controller (P-PID) - 자세 안정화를 위한 이중루프 PID 제어기 5. NRF-24L01 - RF module 6. HC-SR04 - Flight altimeter 7 . NEO-6M - GPS module 1. What is a Quadcopter ? Quadcopter’s Background 다양한 필터를 통해 노이즈에 취약한 MPU6050 보완 ( Complementary Filter, Kalman Filter, Mahony Filter) Standard PID 와 Dual Loop PID 제어기를 통해 안정화된 비행 컨트롤러를 통한 주행 제어 GPS 를 통한 현재 위치 파악 및 목표 지점에 대한 자율 주행 실제로 사용 중인 쿼 드 콥터 4 차 산업혁명을 맞이함에 따라 지능화와 정보화 그리고 다양한 기술 간의 융합 등에 따라 구조적 혁신을 야기하는 변화를 예고하고 있다 . 4 차 산업혁명은 인공지능 , 로봇 기술 등의 발달이 주도할 것으로 전망하고 있다 . 무인기 ( UAS : Unmanned Aircraft System) 는 위험하고 오염된 환경에서 인간을 대체하기 위해 개발되어 왔다 . Purpose 2. Block diagram of Quadcopter 쿼드콥터의 기능 블록도 RF ATmega8 SPI Switch Joystick ADC Interrupt Controller Board CLCD 무선 송수신 모듈 (NRF24L01) 4bit DataBUS 3bit CntlBUS모듈 (NRF24L01) GPS 모듈 (NEO – 7M) TIM3 CCR3 TIM3 CCR4 TIM4 CCR3 TIM4 CCR4 I2C SPI 초음파 센서 (HC-SR04) Motor x 4 UART Quadcopter 3. MPU6050 자이로 센서와 가속도 센서 가속도 ( Acc ) 센서 : x, y, z 축으로 가속도를 측정하는 센서 자이로 (Gyro) 센서 : x, y, z 축으로 각속도를 측정하는 센서 * 각속도는 시간당 회전하는 각도 노이즈에 취약함 I2C 사용 16 비트 ADC 지자기 센서 확장을 위한 XDA,XCL 핀 X, Y, Z 축의 각속도 / 가속도 방향 MPU6050 ※ MPU6050 과 MPU6000 의 차이 ? 지원하는 통신 방식이 다르다 . MPU6050 – i2C / MPU6000 - SPI 3. MPU6050 필터의 종류 상보 필터 (Complementary Filter) : 노이즈 특성이 서로 다른 점을 이용해 자이로와 가속도를 서로 보완하는 필터이다 .
Mahony Filter와 Dual loop PID 제어를 통한 안정화 비행의 쿼드콥터
