DIY 드론의 심장: 모터 종류와 작동 원리 완벽 이해하기

드론 모터, 왜 중요할까요?

드론의 비행은 네 개(혹은 그 이상)의 모터가 프로펠러를 회전시켜 추력을 만들어내는 원리에 기반합니다. 이 추력의 미세한 조절을 통해 드론은 이륙, 상승, 하강, 전진, 후진, 좌우 이동 및 회전 등의 매우 복잡한 비행을 수행합니다. 즉, 모터의 성능과 효율은 드론의 비행시간, 속도, 페이로드(탑재 중량) 등 전체적인 성능을 좌우하는 핵심 요소입니다. 따라서 모터의 종류와 특성을 정확히 아는 것은 성공적인 DIY 드론 제작을 위한 필수 지식입니다.

 

브러시리스 모터 vs 브러시드 모터

 

 

브러시드 모터 vs 브러시리스 모터: 차이점은?

DIY 드론 제작에 사용되는 모터는 크게 브러시드(Brushed) 모터와 브러시리스(Brushless) 모터 두 가지로 나뉩니다. 이 두 모터의 가장 큰 차이점은 내부 구조와 작동 방식에 있습니다.

1. 브러시드 모터 (Brushed Motor)

브러시드 모터는 내부에 전류를 흘려주는 브러시(brush)와 정류자(commutator)가 있는 구조입니다. 이 부품들이 직접 맞닿아 전류를 전달하며 회전력을 만듭니다.

 

• 장점: 가격이 저렴하고 구조가 단순해 초보자도 쉽게 다룰 수 있습니다. 주로 저가형 완구 드론이나 소형 드론에 많이 사용됩니다.
• 단점: 브러시와 정류자의 마찰로 인해 수명이 짧고, 효율이 낮으며, 열이 많이 발생합니다. 장시간 비행이나 고출력을 요구하는 드론에는 적합하지 않습니다.

 

2. 브러시리스 모터 (Brushless Motor)

브러시리스 모터는 브러시가 없는 대신, 전자 변속기(ESC)가 모터의 회전을 제어합니다. 모터 내부의 코일이 외부의 영구자석을 전자석으로 만들어 회전시키는 방식입니다.

• 고성능 DIY 드론에 사용됩니다.
• 장점: 브러시가 없어 마찰이 없고, 그 덕분에 효율이 매우 높고 수명이 깁니다. 고출력 비행에 유리하며, 정교한 속도 제어가 가능해 대부분의
• 단점: 브러시드 모터에 비해 가격이 비싸고, 별도의 ESC가 필요해 전체 제작 비용이 높아질 수 있습니다.

결론적으로, 성능과 효율을 중시하는 DIY 드론 제작에는 브러시리스 모터가 압도적으로 유리합니다.

올바른 모터 선택을 위한 핵심 가이드

모터를 선택할 때는 몇 가지 중요한 사양을 확인해야 합니다. 특히 초보자분들이 가장 많이 헷갈려하는 KV 값과 모터 규격에 대해 자세히 설명해 드릴게요.

1. 모터 규격 (Size)

모터의 이름에는 보통 "2207" 또는 "1806"과 같은 숫자가 포함되어 있습니다. 이 숫자는 모터의 크기를 나타냅니다.

• 앞의 두 자리(예: 2207)는 고정자(Stator)의 직경을 밀리미터(mm) 단위로 나타냅니다.
• 뒤의 두 자리(예: 2207)는 고정자의 높이를 밀리미터(mm) 단위로 나타냅니다. 일반적으로 이 숫자가 클수록 더 큰 프로펠러를 돌릴 수 있고, 더 큰 추력을 낼 수 있습니다. 하지만 모터가 커질수록 무게도 증가하므로, 드론의 크기와 용도에 맞게 균형을 맞추는 것이 중요합니다. 예를 들어, 소형 드론에는 110x 시리즈, 5인치 레이싱 드론에는 220x 시리즈가 주로 사용됩니다.

2. KV 값 (KV Rating)

 

KV 값은 모터의 회전 속도를 나타내는 중요한 지표입니다. KV는 1 볼트당 분당 회전수(RPM)를 의미합니다. 즉, 모터에 1V의 전압을 가했을 때 몇 RPM으로 회전하는지를 나타내는 값입니다.

 

• 높은 KV 값: 전압이 낮아도 빠르게 회전합니다. 주로
  • 소형 프로펠러를 사용하는 고속 레이싱 드론에 적합합니다.
    
    
• 낮은 KV 값: 회전 속도는 느리지만 더 큰 토크(회전력)를 가지고 있습니다.
  • 대형 프로펠러를 사용하며 장시간 비행을 목표로 하는 촬영용 드론이나 중대형 드론에 유리합니다.

모터를 선택할 때, 드론의 용도에 맞춰 KV 값과 프로펠러를 올바르게 조합하는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, 5인치 드론을 만들 때, 레이싱을 원한다면 2500KV 이상의 모터를, 촬영용으로 안정적인 비행을 원한다면 1700~2000KV의 모터를 고려할 수 있습니다.

 

 

 

모터 선택은 신중해야 합니다. 

 

 

저렴하다고 해서 무조건 브러시드 모터를 선택하기보다는, 추후에 업그레이드 가능성과 비행 효율을 고려하여 처음부터 브러시리스 모터를 선택하는 것을 추천합니다. 또한, 모터와 함께 변속기(ESC)도 함께 고려해야 합니다. 모터의 전류 소모량에 맞는 ESC를 선택해야 드론이 안정적으로 비행할 수 있습니다. 이처럼 부품 간의 상호 작용을 이해하고 최적의 조합을 찾는 것이 DIY 드론 제작의 핵심 노하우입니다.

 

 

마무리하며

오늘은 드론 제작의 핵심 부품인 모터에 대해 알아보았습니다. 드론 모터는 단순히 프로펠러를 돌리는 부품이 아니라, 여러분이 만들 드론의 성능과 비행 특성을 결정하는 가장 중요한 요소입니다. 브러시드와 브러시리스 모터의 차이를 이해하고, KV 값과 모터 규격에 대한 지식을 바탕으로 여러분의 드론에 딱 맞는 모터를 선택하세요. 올바른 부품 선택은 성공적인 드론 제작의 50% 이상을 차지합니다. 다음 포스팅에서는 모터와 뗄 수 없는 관계인 변속기(ESC)에 대한 정보를 가지고 돌아오겠습니다. 함께 드론 제작의 즐거움을 느껴보세요!