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이 책은 처음 드론을 시작하는 학생들이 공부할 수 있도록 비행기에 대한 설명과 함께 프로그래밍 기술을 경험할 수 있도록 작성하였다. 드론에 대한 이론을 공부하면서 적절한 시기에 드론을 조립하고 비행할 수 있도록 드론 조립과 비행에 대해서도 기술하였다.
제1장에서 7장까지는 이론 위주로 기술하였고, 제8장에서 16장까지는 비행제어 프로그램에 대해서 기술하였고, 제17장은 GPS와 촬영에 대해서 기술하였고, 제18장은 드론 조립에 대해서 기술하였다. 제18장 드론 조립은 이론을 공부하는 중간에 적절한 시간에 병행하는 것이 좋을 것으로 생각한다.
제1장에서 7장까지는 이론 위주로 기술하였고, 제8장에서 16장까지는 비행제어 프로그램에 대해서 기술하였고, 제17장은 GPS와 촬영에 대해서 기술하였고, 제18장은 드론 조립에 대해서 기술하였다. 제18장 드론 조립은 이론을 공부하는 중간에 적절한 시간에 병행하는 것이 좋을 것으로 생각한다.
저자: 이병욱, 황준 (지은이)
CHAPTER 1 드론의 개요
1.1 개요
1.1.1 드론의 역사
1.1.2 드론의 분류
1.1.3 드론의 구성
1.2 비행 원리
1.2.1 비행기 비행 원리
1.2.2 헬리콥터 비행 원리
1.2.3 멀티콥터 비행 원리
1.3 드론 조종
1.3.1 비행기 조종
1.3.2 헬리콥터 조종
1.3.3 멀티콥터 조종
1.4 비행제어
1.4.1 자동조종장치(Autopilot)
1.4.2 비행제어 소프트웨어
1.5 안전과 법규
1.5.1 드론의 안전
1.5.2 항공 법규
요약
연습문제
CHAPTER 2 드론의 기체 계통
2.1 드론의 구성과 기체
2.1.1 드론의 구성
2.1.2 멀티콥터의 기체
2.2 프로펠러
2.2.1 프로펠러의 특징
2.2.2 프로펠러 선택
2.3 모터
2.3.1 모터 분류
2.3.2 모터 규격
2.4 변속기(ESC)
2.4.1 변속기 규격
2.4.2 변속기 종류
2.5 비행제어기
2.5.1 비행제어 기능과 하드웨어
2.5.2 비행제어 소프트웨어
2.6 조종기와 수신기
2.6.1 조종기
2.6.2 수신기
2.7 관성측정장치(IMU)
2.7.1 자이로(gyroscope): 각속도 감지기(angular speed sensor)
2.7.2 가속도 센서(acceleration sensor)
2.7.3 지자기 센서(geomagnetic sensor)
2.7.4 초음파 센서(Ultra sonic wave sensor)
2.8 배터리와 충전기
2.8.1 배터리
2.8.2 충전기
요약
연습문제
CHAPTER 3 드론의 제어 계통
3.1 제어 개요
3.1.1 제어 개념
3.1.2 자율 비행
3.2 자동 제어
3.2.1 자동 제어
3.3 PID 제어
3.3.1 PID 제어
3.3.2 PID 제어의 특징
3.4 자세 제어
3.4.1 항공기의 자세 제어
3.4.2 드론의 PID 제어
요약
연습문제
CHAPTER 4 드론의 전력계통
4.1 개요
4.1.1 배터리: 드론의 동력
4.1.2 드론의 전력 계통도
4.2 배터리
4.2.1 배터리 특성
4.2.2 배터리 연결
4.2.3 배터리 사용
4.2.4 배터리 전압 측정
4.3 모터
4.3.1 모터의 전력
4.3.2 모터 선택
4.4 변속기
4.4.1 변속기 전압
4.4.2 변속기와 모터의 관계
4.4.3 변속기 선택
4.5 프로펠러
4.5.1 프로펠러의 소비 전력
4.6 전력 설계
4.6.1 소요 전력 추산
4.6.2 드론 설계 도구 요약
연습문제
CHAPTER 5 드론의 신호 계통
5.1 개요
5.1.1 신호 계통
5.1.2 신호 흐름
5.2 조종기
5.2.1 조종기 구조
5.2.2 조종기 신호처리
5.3 수신기
5.3.1 수신기 구조
5.3.2 수신기 신호처리
5.4 센서
5.4.1 센서별 신호 전달
5.5 비행제어기
5.5.1 비행제어기 신호 처리
5.6 모터와 변속기
5.6.1 BLDC 모터 회로
5.6.2 변속기 회로
5.6.3 변속기와 모터의 신호 흐름
5.6.4 Servo 모터
5.7 신호 검사
5.7.1 검사 장비
5.8 통신
5.8.1 드론과 지상제어국 사이의 무선 통신
5.8.2 드론 비행제어기 안에서의 통신
요약
연습문제
CHAPTER 6 드론의 SW 계통
6.1 개요
6.1.1 비행제어 역사
6.1.2 소프트웨어 드론
6.2 비행제어 SW
6.2.1 비행제어 소프트웨어
6.2.2 비행제어 소프트웨어 역사
6.3 Multiwii
6.3.1 Multiwii 내려받기와 기본 구조
6.3.2 MultiwiiConf
6.4 모의실험 SW
6.4.1 모의실험
6.4.2 비행을 위한 모의실험 제품
6.4.3 비행 연습
요약
연습문제
CHAPTER 7 관성측정장치(IMU)
7.1 개요
7.1.1 관성측정장치(IMU)
7.1.2 센서(Sensor)
7.2 가속도계
7.2.1 가속도계
7.2.2 중력 가속도 벡터와 오일러각(Euler Angle)
7.3 자이로
7.3.1 각속도와 자이로
7.3.2 자이로: 각속도 센서
7.4 지자기계
7.4.1 나침판
7.4.2 지자기계
7.5 초음파 센서
7.5.1 초음파 센서
요약
연습문제
CHAPTER 8 가속도 프로그램
8.1 가속도계
8.1.1 가속도계
8.2 가속도계 값 읽기
8.2.1 가속도계 값 읽기
8.3 가속도계로 각도 구하기
8.3.1 MPU-6050 가속도 값 해석
8.3.2 각도 구하기 프로그램
요약
CHAPTER 9 자이로 프로그램
9.1 자이로
9.1.1 자이로 센서(Gyroscope sensor)
9.2 자이로 값 읽기
9.2.1 자이로 값 읽기
9.3 자이로 각도 구하기
9.3.1 MPU-6050 자이로 값 해석
9.3.2 각도 계산
9.3.3 실행 결과
요약
CHAPTER 10 상보 필터 프로그램
10.1 개요
10.1.1 센서들의 특징
10.2 시간 측정
10.2.1 프로그램 처리 시간
10.2.2 프로그램 처리 시간
10.3 상보 필터
10.3.1 상보 필터
10.3.2 상보 필터 프로그램
요약
CHAPTER 11 IMU LCD
11.1 개요
11.1.1 자율 수평 비행
11.1.2 실험 도구
11.2 자이로
11.2.1 각속도 계산
11.3 가속도계
11.3.1 오일러 각과 상보 처리
11.4 프로그램 구성
11.4.1 피치 각도와 롤 각도의 관계
요약
CHAPTER 12 PID 계산 프로그램
12.1 개요
12.1.1 자동제어
12.2 PID 제어 알고리즘
12.2.1 PID 제어 알고리즘
12.3 PID 제어 프로그램
12.3.1 PID 제어 프로그램
요약
CHAPTER 13 모터 구동 프로그램
13.1 모터 개요
13.1.1 브러시리스 모터와 서보 모터
13.1.2 모터 구동
13.2 아날로그 명령어 방식
13.2.1 아날로그 명령어 방식의 모터 구동 회로
13.2.2 아날로그 명령어 방식의 모터 구동 프로그램
13.3 Servo.h 라이브러리 방식
13.3.1 라이브러리 방식의 프로그램
13.3.2 모터 구동 응용 프로그램
13.4 저수준 언어의 모터 구동 프로그램
13.4.1 회로도와 프로그램
13.5 조종기에 의한 모터 구동 프로그램(저수준 언어)
13.5.1 인터럽트 서비스 프로그램
13.5.2 모터 구동 회로도와 프로그램
13.5.3 인터럽트와 저수준 언어의 모터 제어
요약
CHAPTER 14 모터 PID 프로그램
14.1 모터 속도
14.1.1 조종기와 PID에 의한 모터 속도
14.2 모터 PID 프로그래밍
14.2.1 모터 PID 프로그램 모듈
요약
CHAPTER 15 PID 균형대 프로그램
15.1 PID 균형대 개요
15.1.1 PID 균형대 구조
15.1.2 PID 균형대 만드는 방법
15.2 PID 균형대 프로그램
15.2.1 PID 균형 프로그램
요약
CHAPTER 16 한 축 드론 프로그램
16.1 개요
16.1.1 한 축 드론 제작
16.2 한 축 드론 프로그램
16.2.1 한 축 드론 조종 프로그램
요약
CHAPTER 17 GPS와 촬영
17.1 개요: 항법
17.1.1 항법(avigation)
17.1.2 위성항법 시스템의 필요성
17.2 GNSS
17.2.1 GNSS
17.3 GPS
17.3.1 개요
17.3.2 GPS 원리와 구성
17.4 GPS 도구
17.4.1 NMEA
17.4.2 Tiny GPS
17.5 Multiwii GPS
17.5.1 Multiwii GPS
17.6 GPS와 Telemetry
17.6.1 텔레메트리
17.7 카메라 촬영
17.7.1 촬영 장비
요약
연습문제
CHAPTER 18 드론 조립
18.1 조립 준비
18.1.1 드론 조립 준비
18.2 물리적 조립
18.3 전기적 조립
18.4 소프트웨어적 조립
18.5 시험
요약
연습문제
1.1 개요
1.1.1 드론의 역사
1.1.2 드론의 분류
1.1.3 드론의 구성
1.2 비행 원리
1.2.1 비행기 비행 원리
1.2.2 헬리콥터 비행 원리
1.2.3 멀티콥터 비행 원리
1.3 드론 조종
1.3.1 비행기 조종
1.3.2 헬리콥터 조종
1.3.3 멀티콥터 조종
1.4 비행제어
1.4.1 자동조종장치(Autopilot)
1.4.2 비행제어 소프트웨어
1.5 안전과 법규
1.5.1 드론의 안전
1.5.2 항공 법규
요약
연습문제
CHAPTER 2 드론의 기체 계통
2.1 드론의 구성과 기체
2.1.1 드론의 구성
2.1.2 멀티콥터의 기체
2.2 프로펠러
2.2.1 프로펠러의 특징
2.2.2 프로펠러 선택
2.3 모터
2.3.1 모터 분류
2.3.2 모터 규격
2.4 변속기(ESC)
2.4.1 변속기 규격
2.4.2 변속기 종류
2.5 비행제어기
2.5.1 비행제어 기능과 하드웨어
2.5.2 비행제어 소프트웨어
2.6 조종기와 수신기
2.6.1 조종기
2.6.2 수신기
2.7 관성측정장치(IMU)
2.7.1 자이로(gyroscope): 각속도 감지기(angular speed sensor)
2.7.2 가속도 센서(acceleration sensor)
2.7.3 지자기 센서(geomagnetic sensor)
2.7.4 초음파 센서(Ultra sonic wave sensor)
2.8 배터리와 충전기
2.8.1 배터리
2.8.2 충전기
요약
연습문제
CHAPTER 3 드론의 제어 계통
3.1 제어 개요
3.1.1 제어 개념
3.1.2 자율 비행
3.2 자동 제어
3.2.1 자동 제어
3.3 PID 제어
3.3.1 PID 제어
3.3.2 PID 제어의 특징
3.4 자세 제어
3.4.1 항공기의 자세 제어
3.4.2 드론의 PID 제어
요약
연습문제
CHAPTER 4 드론의 전력계통
4.1 개요
4.1.1 배터리: 드론의 동력
4.1.2 드론의 전력 계통도
4.2 배터리
4.2.1 배터리 특성
4.2.2 배터리 연결
4.2.3 배터리 사용
4.2.4 배터리 전압 측정
4.3 모터
4.3.1 모터의 전력
4.3.2 모터 선택
4.4 변속기
4.4.1 변속기 전압
4.4.2 변속기와 모터의 관계
4.4.3 변속기 선택
4.5 프로펠러
4.5.1 프로펠러의 소비 전력
4.6 전력 설계
4.6.1 소요 전력 추산
4.6.2 드론 설계 도구 요약
연습문제
CHAPTER 5 드론의 신호 계통
5.1 개요
5.1.1 신호 계통
5.1.2 신호 흐름
5.2 조종기
5.2.1 조종기 구조
5.2.2 조종기 신호처리
5.3 수신기
5.3.1 수신기 구조
5.3.2 수신기 신호처리
5.4 센서
5.4.1 센서별 신호 전달
5.5 비행제어기
5.5.1 비행제어기 신호 처리
5.6 모터와 변속기
5.6.1 BLDC 모터 회로
5.6.2 변속기 회로
5.6.3 변속기와 모터의 신호 흐름
5.6.4 Servo 모터
5.7 신호 검사
5.7.1 검사 장비
5.8 통신
5.8.1 드론과 지상제어국 사이의 무선 통신
5.8.2 드론 비행제어기 안에서의 통신
요약
연습문제
CHAPTER 6 드론의 SW 계통
6.1 개요
6.1.1 비행제어 역사
6.1.2 소프트웨어 드론
6.2 비행제어 SW
6.2.1 비행제어 소프트웨어
6.2.2 비행제어 소프트웨어 역사
6.3 Multiwii
6.3.1 Multiwii 내려받기와 기본 구조
6.3.2 MultiwiiConf
6.4 모의실험 SW
6.4.1 모의실험
6.4.2 비행을 위한 모의실험 제품
6.4.3 비행 연습
요약
연습문제
CHAPTER 7 관성측정장치(IMU)
7.1 개요
7.1.1 관성측정장치(IMU)
7.1.2 센서(Sensor)
7.2 가속도계
7.2.1 가속도계
7.2.2 중력 가속도 벡터와 오일러각(Euler Angle)
7.3 자이로
7.3.1 각속도와 자이로
7.3.2 자이로: 각속도 센서
7.4 지자기계
7.4.1 나침판
7.4.2 지자기계
7.5 초음파 센서
7.5.1 초음파 센서
요약
연습문제
CHAPTER 8 가속도 프로그램
8.1 가속도계
8.1.1 가속도계
8.2 가속도계 값 읽기
8.2.1 가속도계 값 읽기
8.3 가속도계로 각도 구하기
8.3.1 MPU-6050 가속도 값 해석
8.3.2 각도 구하기 프로그램
요약
CHAPTER 9 자이로 프로그램
9.1 자이로
9.1.1 자이로 센서(Gyroscope sensor)
9.2 자이로 값 읽기
9.2.1 자이로 값 읽기
9.3 자이로 각도 구하기
9.3.1 MPU-6050 자이로 값 해석
9.3.2 각도 계산
9.3.3 실행 결과
요약
CHAPTER 10 상보 필터 프로그램
10.1 개요
10.1.1 센서들의 특징
10.2 시간 측정
10.2.1 프로그램 처리 시간
10.2.2 프로그램 처리 시간
10.3 상보 필터
10.3.1 상보 필터
10.3.2 상보 필터 프로그램
요약
CHAPTER 11 IMU LCD
11.1 개요
11.1.1 자율 수평 비행
11.1.2 실험 도구
11.2 자이로
11.2.1 각속도 계산
11.3 가속도계
11.3.1 오일러 각과 상보 처리
11.4 프로그램 구성
11.4.1 피치 각도와 롤 각도의 관계
요약
CHAPTER 12 PID 계산 프로그램
12.1 개요
12.1.1 자동제어
12.2 PID 제어 알고리즘
12.2.1 PID 제어 알고리즘
12.3 PID 제어 프로그램
12.3.1 PID 제어 프로그램
요약
CHAPTER 13 모터 구동 프로그램
13.1 모터 개요
13.1.1 브러시리스 모터와 서보 모터
13.1.2 모터 구동
13.2 아날로그 명령어 방식
13.2.1 아날로그 명령어 방식의 모터 구동 회로
13.2.2 아날로그 명령어 방식의 모터 구동 프로그램
13.3 Servo.h 라이브러리 방식
13.3.1 라이브러리 방식의 프로그램
13.3.2 모터 구동 응용 프로그램
13.4 저수준 언어의 모터 구동 프로그램
13.4.1 회로도와 프로그램
13.5 조종기에 의한 모터 구동 프로그램(저수준 언어)
13.5.1 인터럽트 서비스 프로그램
13.5.2 모터 구동 회로도와 프로그램
13.5.3 인터럽트와 저수준 언어의 모터 제어
요약
CHAPTER 14 모터 PID 프로그램
14.1 모터 속도
14.1.1 조종기와 PID에 의한 모터 속도
14.2 모터 PID 프로그래밍
14.2.1 모터 PID 프로그램 모듈
요약
CHAPTER 15 PID 균형대 프로그램
15.1 PID 균형대 개요
15.1.1 PID 균형대 구조
15.1.2 PID 균형대 만드는 방법
15.2 PID 균형대 프로그램
15.2.1 PID 균형 프로그램
요약
CHAPTER 16 한 축 드론 프로그램
16.1 개요
16.1.1 한 축 드론 제작
16.2 한 축 드론 프로그램
16.2.1 한 축 드론 조종 프로그램
요약
CHAPTER 17 GPS와 촬영
17.1 개요: 항법
17.1.1 항법(avigation)
17.1.2 위성항법 시스템의 필요성
17.2 GNSS
17.2.1 GNSS
17.3 GPS
17.3.1 개요
17.3.2 GPS 원리와 구성
17.4 GPS 도구
17.4.1 NMEA
17.4.2 Tiny GPS
17.5 Multiwii GPS
17.5.1 Multiwii GPS
17.6 GPS와 Telemetry
17.6.1 텔레메트리
17.7 카메라 촬영
17.7.1 촬영 장비
요약
연습문제
CHAPTER 18 드론 조립
18.1 조립 준비
18.1.1 드론 조립 준비
18.2 물리적 조립
18.3 전기적 조립
18.4 소프트웨어적 조립
18.5 시험
요약
연습문제
