알씨의 교육 5
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2023-04-25 13:14
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본문
7-송수신장치
-송수신장치의 각부명칭
R/C에 사용되는 송수신 장치(radio control system)는 용도(비행기용, 헬기용, 자동차/보우트용)와 채널 수에 따라 구성, 형태, 기능들이 조금씩 차이를 가진다.
설명
서어보 직접 제어(DSC)란 송수신기의 전파 송.수신을 행하지 않고 서어보를 송신기에 직접 연결하여 서어보의 이상유무를 테스트 하는 것을 말한다.
수신기로부터 전해 받은 송신기의 조종 입력 값(control input)을 비례제어(proportional control) 방식에 의해 모터의 회전량으로 출력하는 전자-기계 장치.
서어보 모터의 회전 운동은 링키지(푸쉬/풀 로드, 와이어 등)와 혼(horn) 등을 통하여 엔진 쓰로틀, 비행기의 조종면(엘리베이터, 러더, 에일러론), 헬리콥터의 회전면과 피치, 자동차의 스티어링, 보우트의 키 등을 움직이게 된다.
송신기와 수신기의 배터리를 충전하기 위한 충전 장치. 입력 전원(220/110VAC)을 송신기와 수신기 배터리의 충전을 위하여 각각 9.6VDC와 4.8VDC의 전원으로 변환시켜준다.
조종자의 조종신호를 비행기/헬리콥터/자동차/보우트에 탑재된 수신기로 송신하여 주는 장치. R/C의 조종을 수행하는 역할을 하므로 조종기라고도 한다.
송신기의 조작을 위한 전원용 배터리. 9.6VDC(1.2VDC×8) 니켈-카드늄(Ni-Cd) 충전지를 주로 사용한다. (일부 조종기 별도 구매제품.)
수신기/서어보 배터리, 수신기 스위치, 서어보들이 이곳에 연결된다.
수신기와 서어보 조작을 위한 전원용 배터리. 4.8VDC(1.2VDC×4) 니켈-카드늄(Ni-Cd) 충전지를 사용한다.
비행기/헬리콥터/자동차/보우트에 탑재되며, 수신기/서어보 전원의 On/Off를 수행한다.
자이로스코프 (gyroscope)
자이로스코프 또는 줄여서 자이로라고도 하며, 우주팽이의 원리를 이용하여 항공기의 특정 운동축(가로, 세로, 수직축)에 관성력을 부여함으로써 미세한 외부교란에 대하여 항공기의 관성력을 유지시켜 주는 장치. 주로 헬리콥터에서 요잉(러더)교란에 대한 관성력 부여를 위하여 많이 사용되며, 일부 비행기에서 사용되기도 한다. (별도 구매제품)
명칭 (ABC/가나다순)
설명
비행기용의 경우 프로그램 믹싱(PMIX)을 On/Off 하기 위한 스위치로 사용되며, 헬기용의 경우 예비채널(auxiliary channel)을 조작하기 위한 스위치.
비행기용의 경우 플랩트림(flap trim)을 조작하기 위한 스위치로 사용되며, 헬기용의 경우 호버링시 쓰로틀 상태(hovering throttle)를 조작하기 위한 스위치.
비행기용의 경우 예비채널(auxiliary channel)을 조작하기 위한 스위치로 사용되며, 헬기용의 경우 호버링시 피치 상태(hovering pitch)를 조작하기 위한 스위치.
송신기의 주파수 변조 및 송신에 관련된 회로들이 집적된 부분. 모듈을 교체함으로써 송신기의 주파수 변조 방식(AM, FM, PPM, PCM 등)이나 주파수 대역(27MHz, 40MHz, 72MHz 등)을 바꿀 수 있다 (모듈 교체시 수신기도 함께 교체). 특정 주파수를 지정하는 송신 크리스털(TX crystal)은 모듈 내부에 플러그인(plug-in) 되어있다.
저가 송수신 장치의 경우 이 부분이 모듈화 되어 있지 않아 분리해 낼 수 없고, 송신 크리스털(TX crystal)만 교체(plug-out) 가능하다. 즉, 주파수 변조방식의 변경은 불가능 하고, 특정 대역(27/40/72MHz)의 주파수만 변경 가능하다.
전압, 타이머, 서어보 제어 상태, 믹싱 등 송신기의 조작 정보를 나타내는 액정화면(LCD: Liquid Crystal Display). 송수신 장치에 따라 나타나는 정보들이 다르며, 저가 송수신 장치의 경우 단지 송신 출력을 나타내는 미터 게이지(meter guage)나 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용하기도 한다.
리트랙터블 랜딩기어(retractable landing gear) 사용시 랜딩기어의 Up/Down을 조작하는 스위치. 헬기용의 경우 리트랙터블 랜딩기어를 사용치 않고 프로그램 믹싱(PMIX)을 On/Off 하기 위한 스위치로 사용할 수도 있다.
러더의 타각량 즉, 러더 콘트롤 서어보 모터의 회전량을 두 가지 레이트(dual rate)로 나누어 선택할 수 있도록 한 스위치.
예를 들어, 듀얼레이트 "0" 레이트 모드에서는 서어보 모터 회전을 0~60%, "1" 레이트 모드에서는 0~100% 로 세팅한 후 비행시 미세 또는 정상적인 비행조종은 "0" 모드에서, 스냅롤(snap roll)과 같이 많은 타각량이 필요할 경우에는 "1" 모드로 선택, 레이트를 전환하여 조종할 수 있다.
러더 콘트롤 서어보 모터의 중립위치(neutral position)를 변경시켜주는 스위치.
최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림(digital trim) 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림(digital trim) 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
아날로그 타입의 트림 스위치일 경우 스위치의 전 조정범위에 노치(notch) 가공이 되어있어 조정범위 내에서 클릭(click) 단위로 러더 중립위치의 좌우 변경이 가능하다.
엔진 출력(쓰로틀: throttle) 및 보조익(에일러론: aileron)을 조종해 주는 조종간(control stick).
상향 조작시 쓰로틀 high (엔진 출력 증가), 하향 조작시 쓰로틀 low (엔진 출력 감소), 좌향 조작시 에일러론 left (좌로 롤링), 우향 조작시 에일러론 right (우로 롤링)의 조종이 이루어 진다.
쓰로틀 콘트롤 서어보 모터의 중립위치(neutral position)를 변경시켜주는 스위치.
최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림(digital trim) 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림(digital trim) 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
아날로그 타입의 트림 스위치일 경우 스위치의 전 조정범위에 노치(notch) 가공이 되어있어 조정범위 내에서 클릭(click) 단위로 쓰로틀 중립위치의 상하 변경이 가능하다.
엔진 시동후 조종기의 설정 값 변경 등의 조작을 위해 쓰로틀을 잠시 고정(hold) 시켜 두거나, 착륙 후 간단한 스위치 조작만으로 엔진을 정지(cut)하기 위한 스위치.
전파를 송신하는 곳.
에일러론의 타각량 즉, 에일러론 콘트롤 서어보 모터의 회전량을 두 가지 레이트(dual rate)로 나누어 선택할 수 있도록 한 스위치.
예를 들어, 듀얼레이트 "0" 레이트 모드에서는 서어보 모터 회전을 0~60%, "1" 레이트 모드에서는 0~100% 로 세팅한 후 비행시 미세 또는 정상적인 비행조종은 "0" 모드에서, 롤(roll), 스냅롤(snap roll)과 같이 많은 타각량이 필요할 경우에는 "1" 모드로 선택, 레이트를 전환하여 조종할 수 있다.
에일러론 콘트롤 서어보 모터의 중립위치(neutral position)를 변경시켜주는 스위치. 최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
아날로그 타입의 트림 스위치일 경우 스위치의 전 조정범위에 노치(notch) 가공이 되어있어 조정범위 내에서 클릭(click) 단위로 에일러론 중립위치의 좌우 변경이 가능하다.
엘리베이터의 타각량 즉, 엘리베이터 콘트롤 서어보 모터의 회전량을 두 가지 레이트(dual rate)로 나누어 선택할 수 있도록 한 스위치.
예를 들어, 듀얼레이트 "0" 레이트 모드에서는 서어보 모터 회전을 0~60%, "1" 레이트 모드에서는 0~100% 로 세팅한 후 비행시 미세 또는 정상적인 비행조종은 "0" 모드에서, 스냅롤(snap roll)과 같이 많은 타각량이 필요할 경우에는 "1" 모드로 선택, 레이트를 전환하여 조종할 수 있다.
승강타(엘리베이터: elevator) 및 방향타(러더: rudder)를 조종해 주는 조종간(control stick).
상향 조작시 엘리베이터 down (기수 내림), 하향 조작시 엘리베이터 up (기수 올림), 좌향 조작시 러더 left (기수 좌), 우향 조작시 러더 right (기수 우)의 조종이 이루어 진다.
엘리베이터 콘트롤 서어보 모터의 중립위치(neutral position)를 변경시켜주는 스위치. 최근 사진과 같은 양방향 2 way 스위치를 채택하여 단속적 또는 연속적 트림 조정이 가능한 디지털 트림(digital trim) 스위치가 많이 사용되고 있으며, 구형, 저가형 조종기에서는 아날로그 방식을 많이 채택하고 있다.
아날로그 타입의 트림 스위치일 경우 스위치의 전 조정범위에 노치(notch) 가공이 되어있어 조정범위 내에서 클릭(click) 단위로 엘리베이터 중립위치의 상하 변경이 가능하다.
서어보의 제어상태, 믹싱 등의 제어 값들을 입력하기 위한 버튼 키(button key).
디스플레이 페이지 변경(Up/Down), 채널 변경, 데이터 값 증감(+/-), 삭제/저장 등의 키(key)들이 있다.
디스플레이 페이지 변경(Up/Down), 채널 변경, 데이터 값 증감(+/-), 삭제/저장 등의 키(key)들이 있다.
송신기 전원의 On/Off 스위치.
송수신기 충전기의 충전 코드를 꽂기 위한 단자.
송신기의 이동, 운반을 위한 손잡이.
입문자를 지도하기 위하여 입문자의 조종기와 트레이너 코드로 연결하여 지도시 사용하는 스위치. 스위치를 On 할 경우 입문자의 조종신호가 송신되고, 스위치를 Off 할 경우에는 입문자의 조종신호를 차단, 지도자의 조종신호가 송신된다.
트레이너 코드를 연결하기 위한 단자. 일부 조종기의 경우 서어보 직접제어를 위한 DSC(Direct Servo Control) 단자를 겸하기도 한다.
비행기용의 경우 플라이트 컨디션 모드를 전환하기 위한 스위치. 헬기용의 경우 아이들업의 전환을 위한 스위치로 사용된다.
플라이트 컨디션 모드란, NOR, ST1, ST2 등의 모드로 나누고 각 모드에서 각기 다른 듀얼레이트(D/R), 익스포넨셜(EXP), 트림 등을 입력할 수 있다. 예를 들어, F3A와 아크로(프리스타일)를 위한 설정값을 각각 NOR과 ST1에 나누어 세팅해 두면 간단히 이 스위치의 조작으로 플라이트 컨디션을 바꿀 수 있다.
비행기용의 경우 프로그램 믹싱(PMIX) 또는 플라이트 컨디션 믹싱을 전환하기 위한 스위치. 헬기용의 경우 쓰로틀 홀드를 위한 스위치로 사용된다.
훅 홀더 (hook holder)
조종기(송신기) 벨트의 고리(hook)를 걸어주기 위한 홀더.
※ 참고:
*표시된 부위의 경우 하이텍알씨디, JR, Futaba 등 제조사 및 모델별 설계에 따라, 각 스위치에 대한 기능 배정과 스위치 위치 등의 배열이 주로 상이하게 적용되는 부분이다.
-주파수밎 송수신장치개요
전파 (Radio Wave) 및 용어 정의
전파(radio wave)란, "인공적 매개물이 없이 공간에 전파하는 3,000GHz 보다 낮은 주파수의 전자파 (전파법 제 2조에 의한 전파의 정의)"를 말하며, 다음 그림 2-3과 같은 파동으로 구성되어 있다.
그림 2-3의 전파의 파동을 구성하는 관련 용어들의 정의는 다음과 같다.
용어
정의
골
파동의 변위 중 가장 낮은 곳.마루
파동의 변위 중 가장 높은 곳.
주기 (period)
한번의 진동에 소요되는 시간. 즉, 마루에서 마루 또는 골에서 골까지 이르는 데 소요되는 시간.진폭 (amplitude)
진동의 폭. 마루까지의 높이 또는 골까지의 깊이.
파장 (wave length)
동일 위상사이의 길이. 즉, 마루에서 마루까지 또는 골에서 골까지의 길이.
주파수의 정의 (Definition of Frequency)
주파수(frequency)란, 단위시간당 진동의 횟수 즉, 진동수를 말하며, 단위는 Hz(헤르쯔)를 사용하여 표시한다. 1 Hz는 1초에 1번의 진동을 가진다.
임의의 시간 t 동안 n 회 진동하는 전파의 주기 T 는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
양변을 t로 나누면,
즉, 단위시간당 진동회수 (n/t)인 주파수 f는 다음과 같이 정의된다.
상기 공식에서 알 수 있듯이 주파수가 클수록 즉, 고주파일수록 주기가 짧고 파장이 짧은 파동임을 알 수 있다. 전파는 파장이 클수록(주파수가 낮을수록) 멀리까지 도달할 수 있으나 노이즈에 약한 단점을 가진다. R/C 송수신 장치는 정밀한 통신을 위하여 노이즈에 강한 고주파를 채택, 사용하고 있다 (R/C에 있어 도달거리는 그다지 큰 문제가 아님.).
변조 (Modulation) 및 복조 (Demodulation)
조종신호는 매우 작은 신호이며 그 자체만으로는 무선통신에 적합하지 않다. 따라서, 조종신호는 무선통신에 적합한 전자파(반송파)에 실어 수신기로 전달하게 되는데, 이와 같이 전파(반송파)에 조종신호를 실어주는 것을 변조(modulation)라 하며 반대로 변조된 반송파를 수신하여 원래의 조종신호를 끌어내는 것을 복조(demodulation)라고 한다.
R/C의 송수신은 송신기가 조종신호를 변조한 후 송신하고, 수신기는 변조된 전파를 수신, 복조 후 추출한 조종신호를 서어보에 보내 서어보를 제어하는 일련의 과정을 거쳐 이루어 진다.
R/C의 변조 및 복조에는 AM, FM, PCM 방식이 사용되고 있다.
AM 방식 (진폭 변조 방식: Amplitude Modulation)
AM 방식은 전파의 진폭을 변화시켜 변조를 수행하는 방식이다 (그림 2-5 참조). AM 방식은 FM 또는 PCM 방식에 비해 낮은 주파수를 사용하므로 주기와 파장이 길어 송수신 거리가 큰 장점을 가지나 노이즈(nose)에 약해 정밀한 무선통신에 사용하기 힘든 단점을 가진다. R/C 송수신기에 있어 AM 방식은 과거 많이 사용되었으나 최근에는 거의 사용하지 않는다.
그림 2-5 AM 방식 (진폭 변조방식)
FM 방식 (주파수 변조방식: Frequency Modulation)
FM 방식은 전파의 주파수를 변화시켜 변조를 수행하는 방식이다 (그림 2-6 참조). AM 방식에 비해 높은 주파수를 사용하므로 주기와 파장이 짧아 송수신 거리가 작은 단점을 가지나(R/C에 있어 도달 거리는 그다지 큰 문제가 아님.), AM 방식에 비해 노이즈(noise)에 강해 현재에도 초급 및 중급 기종에 많이 사용하고 있다.
그림 2-6 FM 방식 (주파수 변조방식)
PCM 방식 (펄스부호 변조방식: Pulse Code Modulation)
PCM 방식은 조종신호를 디지털 코드화 한 뒤 변조를 수행하는 방식이다 (그림 2-7 참조). PCM 방식은 조종신호를 디지털 코드화 시킨 후 변조, 송신함으로써 AM 및 FM에 비해 노이즈(noise)나 손실에 강하며 코딩시 에러검출 기법을 사용하여 보다 많은 신호를 정확하게 송수신하므로 정밀한 무선통신 제어가 가능하다.
입력된 조종신호는 표본화(sampling), 양자화(quantization), 코딩(coding) 과정을 통하여 2진수로 이루어진 디지털 신호로 변환된 뒤 변조과정을 거쳐 수신기로 송신된다. 변조 과정은 진폭 편이변조(ASK: Amplitude Shift Keying), 주파수 편이변조(FSK: Frequency Shift Keying), 위상 편이변조(PSK: Phase Shift Keying) 등의 방식이 있는데, R/C에서는 에러에 강하고 회로가 비교적 간단하며 무선 데이터 전송에서 많이 사용되는 주파주 편이변조(PSK) 방식을 주로 사용한다. (참고: ASK 기법은 광섬유로 디지털 데이터를 전송하는데 주로 사용되며, PSK 방식은 높은 데이터 전송율과 비트 에러율이 좋아 고속 티지털 네트워크 통신망에 주로 사용되지만 회로가 복잡하고 가격이 높은 단점을 가진다.)
위 그림 2-7의 '양자화(quantization) 단계'의 그림을 보면 조종신호의 양자화 값(quantized value)을 0~1024로 표시한 것을 볼 수 있다. PCM 송수신기에서 "PCM 512", "PCM 1024"로 표시할 때 "512", "1024"의 의미는 바로 스틱의 움직임(위치)을 512단계 또는 1024단계로 정의, 디지털화 하여 제어하는 것을 말한다. 예를들어, 엘리베이터 콘트롤 스틱 변위의 Down 100%를 0, Up 100%를 1024로 정의하여 전 범위를 0~1024 단계로 나누었을 때, 콘트롤 스틱을 엘리베이터 Down 20%로 조작 하였다면 양자화 값은 512+512×0.2=614로 표시되고 이 신호는 "614→0000001001100110"으로 이진수로 코딩되어 반송파에 실려 수신기로 송신된다.
수신기는 PCM 변조파를 수신하고 복조회로를 통하여 추출한 디지털 신호값을 디코딩 후 아날로그 신호로 전환(converting)한 다음 서어보에 제어 명령을 보내게 된다.
-채널
일반적으로 R/C 송수신기의 사양을 이야기할 때 "비행기용 PCM 8채널" 등과 같이 이야기 한다. 즉, 용도와 주파수 변조방식, 그리고 채널을 이야기 하는데, 여기에서 채널이란 콘트롤 단위를 의미한다. 비행기 4채널의 경우 쓰로틀, 엘리베이터, 에일러론, 러더 네 가지의 콘트롤 계통을 제어할 수 있다는 의미이며, 5채널의 경우 4채널에 리트랙터블 기어(retractable gear) 계통을 추가로 제어할 수 있게 된다. 현재 R/C에서는 2채널에서 10채널까지의 송수신기가 사용되고 있다.
표 2-6은 R/C에서의 일반적인 채널 구성을 보여준다.
채널 수
용도
구성 / 조합
2채널
자동차- 모터변속(또는 엔진쓰로틀)/스티어링
보우트
- 모터변속(또는 엔진쓰로틀)/방향키
비행기- 엘리베이터/에일러론
- 엘리베이터/러더
- 엘리베이터/러더
3채널
자동차
- 2채널 + 니들 콘트롤 등
보우트
- 2채널 + 니들 콘트롤 등
비행기
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론
4채널
비행기
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더
5채널
비행기
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/리트랙터
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩
- 4채널 + 사진촬영 등
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩
- 4채널 + 사진촬영 등
헬리콥터
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/피치
6채널
비행기
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/리트랙터/플랩
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩/스포일러
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/리트랙터/니들 콘트롤
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩 + 사진촬영 등
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩/스포일러
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/리트랙터/니들 콘트롤
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/플랩 + 사진촬영 등
헬리콥터
- 쓰로틀/엘리베이터/에일러론/러더/피치/리트랙터
- 5채널 + 사진촬영 등
- 5채널 + 사진촬영 등
7채널 이상
비행기
+ 기타 탑재장치 콘트롤 (스타터, 투하, 페이로드 등)
헬리콥터
+ 기타 탑재장치 콘트롤 (스타터, 투하, 페이로드 등)
-송수신장치의 종류
일반적으로 R/C 송수신 장치의 종류는 모드별 분류(스틱 배열에 따른 분류), 용도별 분류, 채널별 분류, 주파수 변조방식에 따른 분류, 형태별 분류 등에 따라 나눌 수 있다.
모드별 분류 (스틱 배열에 따른 분류)
한국과 일본, 미국과 유럽에 시판되고 있는 조종기는 서로 다른 스틱 배열을 가지는데 한국과 일본에서 사용하는 스틱배열 방식의 조종기를 모드 I (1), 미국과 유럽에서 사용하는 스틱배열 방식의 조종기를 모드 II (2)라고 한다.
모드 I 방식의 조종기는 좌측 스틱에 엘리베이터와 러더를, 우측 스틱에 쓰로틀과 에일러론을 조종할 수 있도록 배열한 것을 말한다 (그림 2-8A). 반면, 모드 II 방식의 조종기는 좌측 스틱에 쓰로틀과 러더를, 우측 스틱에 엘리베이터와 에일러론을 조종할 수 있도록 배열한 것을 말한다 (그림 2-8B). 미국과 유럽 지역에서는 대부분 모드 II 방식의 조종기를 사용하고 있는데, 이 것은 실제 항공기(조종간-엘리베이터/에일러론, 쓰로틀 레버, 러더 페달)에 익숙한 서구지역 사람들이 실제 항공기의 조종장치 배열을 그대로 R/C 조종기에 옮기고자 하는데에서 비롯되었다고 볼 수 있다.
인터넷 온라인 쇼핑과 해외 여행이 보편화된 지금, 해외에서 송수신기를 구입할 경우 반드시 모드를 정확하게 언급하여야 제대로 구입할 수 있다.
A 모드 I 조종기
B 모드 II 조종기
용도별 분류
조종기는 사용 용도에 따라 자동차용, 보우트용, 비행기용, 헬기용에 따라 분류할 수 있다. 용도별 분류에 따른 가장 큰 특징은 콘트롤 스틱을 제외하고 나머지 부분이 조각각 사용용도에 맞게 편리하게 조종장치(스위치, 노브 등)들의 기능들이 배열되어 있으며 (예: 비행기 용의 경우 스냅롤, 플랩 믹싱, 플랩 트림, 리트랙터블 기어 등의 기능. 헬기용의 경우 피치트림, 호버링 피치, 호버링 쓰로틀, 인버티드 피치 등의 기능.), 디지털 조종기의 경우 믹싱 등의 프로그램 또한 각각의 특정 용도에 편리하도록 설계되어 있다. 자동차나 보우트용의 경우 언급될 형태별 분류에서와 같이 콘트롤 스틱 대신 핸들과 같은 휠을 채택하여 사용하기도 한다.
채널별 분류
앞서 "2.3 채널 (Channel)"에서 언급한 바와 같이 R/C 송수신 장치는 콘트롤 단위인 채널(channel)에 따라 2채널에서 10채널까지 다양하게 나눌 수 있다.
주파수 변조방식에 따른 분류
앞서 "2.2 주파수 및 송수신 개요 (Frequency and Radio Control)"에서 살펴본 바와 같이, R/C 송수신 장치는 AM, FM, PCM 방식으로 나눌 수 있다.
형태별 분류
R/C 송수신기는 조종기의 형태가 스틱형인지 아닌지, 스틱형일 경우 스틱이 몇 개인지에 따라 투 스틱 조종기, 원 스틱(싱글 스틱) 조종기, 휠타입(건타입) 조종기로 나눌 수 있다 (그림 2-9 참조).
투 스틱 조종기(two stick transmitter)(그림 2-9A)는 우리가 일반적으로 가장 많이 사용하는 형태의 조종기이며 2개의 스틱으로 구성되어 있다.
원 스틱(싱글 스틱) 조종기(one stick transmitter, single stick transmitter)(그림 2-9B)는 한 개의 스틱으로 엘리베이터와 에일러론을 조종하며, 스틱위에 추가로 달린 휠(wheel)을 사용하여 좌우로 돌림으로써 러더를 조종하게 된다. 엔진 쓰로틀은 레버 또는 노브의 형태로 우측면에 붙어있다. 원 스틱 조종기는 왼팔로 감싸 안 듯이 안은 후 왼손으로는 쓰로틀 레버로 조작하고, 오른손으로는 스틱과 휠을 조작하게 된다.
자동차나 보우트에서 많이 사용하는 휠타입(건타입) 조종기(wheel type transmitter, gun type transmitter)(그림 2-9C)는 권총과 흡사한 형상을 가지며 핸들에 해당하는 휠(wheel)로 방향 조종을, 트리거로 엔진의 쓰로틀 또는 모터의 변속기를 조종하게 된다. 휠 타입 조종기는 왼손으로 권총을 쥐듯 조종기를 잡고 왼손 검지 손가락으로 트리거를 조작하며, 오른손으로는 휠을 조작하게 된다.
-송신기의 서보제어방식
R/C 송수신 장치는 송신기의 조종신호(스틱의 움직임 등)를 서어보의 비례 제어된(proportionally controlled) 회전운동으로 출력해내는 기본적인 서어보 기능 이외에 다양한 서어보 제어기능을 부여함으로써 보다 편리한 세팅과 조종을 가능하게 해준다. 서어보 제어기능은 토글 스위치(toggle switch)와 볼륨 스위치(volume switch)를 이용한 서어보 리버스(servo reverse), 듀얼레이트(dual rate)와 같은 간단한 것에서부터 디지털 PCM 송수신 장치의 보급으로 믹싱(mixing), 익스포넨셜(exponential) 등과 같이 복잡한 기능들까지 보편화 되었다.
주요 서어보 제어 기능들을 이해할 경우, 디지털 송수신기의 기능들을 십분 활용, 보다 효율적이고 편리한 조종을 즐길 수 있으며, 정확한 서어보 제어기능들의 사용을 위해서는 주요 기능들에 대한 이해와 자신이 소지한 송수신기의 매뉴얼(manual)을 완전히 숙지하는 것이 좋다.
최근 보편화되고 있는 디지털 PCM 송수신 장치를 기준으로 한 R/C 송수신기의 주요 서어보 제어기능들은 다음과 같다 (제어기능 명칭은 송수신 장치 제조사에 따라 조금씩 상이할 수 있음).
리버스 (Reverse)
리버스(reverse) 기능은 서어보 모터의 회전방향을 반대로 바꾸어주는 기능이다. 모형항공기 제작이 완료되고 서어보 탑재시 탑재공간, 서어보 배열, 링키지(푸쉬/풀 로드, 와이어) 간섭 등의 문제로 서어보 모터 회전방향의 변경이 불가피할 경우가 있는데, 이때 리버스 기능을 이용하여 간단하게 모터의 회전 방향을 바꿀 수 있다.
서브트림 (Sub Trim)
서브트림(sub trim) 기능은 송신기의 트림스위치(trim switch)와 같은 역할을 수행한다. 서브트림 기능은 서어보 모터의 중립위치(neutral position)를 변경시켜주는 역할을 수행하며, 트림스위치 보다 상당히 넓은 조정범위를 가진다. 조정범위는 일반적으로 ±125의 정량적 수치에 의해 조정되며, 각도로는 ±30°에 해당된다. 만약, 서어보모터의 중립위치를 +방향으로 5° 정도 변경하고자 한다면, 5/30×125≒20 즉, +20 수치에 세팅하면 된다.
서브트림 기능은 서보모터의 최대 타각에 영향을 미치기 때문에 가능한 작은 범위에서 조정하는 것이 좋다. 서어보 모터 중립위치의 변경을 위한 바람직한 세팅은, 먼저 서어보암(servo arm)의 장착위치 변경, 링크와 푸쉬/풀 로드의 리드(lead) 조정 등과 같이 기구/기계적인 조정에 의해 중립위치를 변경한 다음, 기구/기계적인 조정으로 모자란 미세한 조정을 위하여 서브트림 기능을 사용하는 것이 좋다.
ATV (Adjustabla Travel Volume) / EPA (End Point Adjust)
ATV(Adjustable Travel Volume) 또는 EPA(End Point Adjust)라고 하며, 서어보 모터의 좌우 회전량을 각각 독립적으로 정의할 수 있는 기능을 말한다. 잘못된 서어보암(servo arm)의 장착이나 링키지 등에 의해서 상하 또는 좌우 타각이 동일하지 않을 때 ATV 기능을 사용하여 타각량을 동일하게 교정해 줄 수 있다. 예를들어, 엘리베이터의 타각량이 Up 3°, Down 5°로 차이날 경우 이를 수정하려면, ATV 기능을 사용하여 Up 방향으로의 모터 회전량을 증가시켜 주거나 반대로 Down 방향으로의 모터 회전량을 감소시켜 줌으로써 동일한 타각량을 확보할 수 있다.
일반적으로, ATV 기능 모드에서 서어보모터는 양방향 표준치 100%로 설정되어 있으며, 양방향 각각 0~150%(0°~60°) 범위까지 회전량(타각량)의 변경이 가능하다.
듀얼레이트 (Dual Rate)
듀얼레이트는 좌우 또는 상하 양방향 타각량 전체 즉, 서어보 모터의 양방향 회전량 전체를 두 가지 레이트(dual rate)로 나누어 설정할 수 있도록 하는 기능이다. 이 기능은 각각의 서어보 모터(일반적으로 엘리베이터, 에일러론, 러더 조종면만 해당. 쓰로틀, 랜딩기어, Aux 등은 제외.)의 회전량을 두 가지 비율(rate)로 설정하여 두고 필요시 목적에 따라 두 가지 중 하나의 비율을 선택, 사용할 수 있게 해준다. 듀얼레이트는 0~125% 범위내에서 서어보 모터의 회전량을 조정할 수 있다.
예를들어, 듀얼레이트 "0" 레이트 모드에서는 서어보 모터 회전을 0~60%, "1" 레이트 모드에서는 0~100% 로 세팅한 후 비행시 미세 또는 정상적인 비행조종은 "0" 모드에서, 스냅롤(snap roll)과 같이 많은 타각량이 필요할 경우에는 "1" 모드로 선택, 레이트를 전환하여 조종할 수 있다.
엑스포넨셜 (Exponential)
R/C 송수신장치를 일컫는 Propo의 어원은 Proportional의 줄인말로 비례제어(proportional control)를 의미한다. 비례제어란 입력(조종신호, 스틱의 움직임)과 출력(서어보 모터의 회전량, 회전각도)이 Y=x로 표시되는 선형 비례함수로 표시되는 제어를 말한다. 즉, 조종신호를 입력한 만큼(스틱을 움직인 만큼) 비례적으로 서어보 모터가 회전하는 제어를 말한다.
엑스포넨셜 기능은 이 비례제어가 Y=x와 같은 선형 비례함수(linear proportion function)(그림 2-14A)가 아닌, Y=ex의 엑스포넨셜 함수(exponential function)(그림 2-14B)와 같이 표시되는 비선형 비례(non-linear proportion)제어를 가능하게 해 주는 기능을 말한다.
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