[회로구성 #1] 씨비틀 회로 구성의 출발점 - 엑세스 보드
- SeaBeetle_dev
- 20시간 전
- 2분 분량
"씨비틀은 BlueRobotics 사의 오픈소스 프로젝트인 Bluerov2를 기반으로 설계되었답니다."
거창하게도 씨비틀을 '오픈소스 수중드론 프로젝트'라고 명명했지만, 사실 이 수중 드론은 국내외 많은 엔지니어들이 수년간 개발해온 과정이 온라인으로 공유되고, 지금 버전은 이 결과물을 한국에서 구할 수 있는 자재와 기술들로 구현한 것에 불과해요.
이렇게 오픈소스 프로젝트의 혜택을 톡톡히 누리고 있는 만큼 저도 최대한 자세하게 씨비틀의 개발 과정을 블로그로 남기려고 볼께요.
라즈베리파이를 MCU로.
오픈소스 프로젝트에서 가장 중요한 요인 중 하나가 바로 어떤 MCU(중앙처리유닛)를 쓰는가 인 것 같아요. 아두이노, ESP32, 라즈베리파이, 젯슨나노 등 너무나 많은 MCU 보드가 있지만, 씨비틀은 라즈베리파이 4 를 채택했습니다.
가격 대비 높은 CPU 성능과 메모리, 다양한 확장 포트와 유무선 내장기능 등이 있지만, 무엇보다 라즈베리를 사용한 너무나 많은 프로젝트가 온라인에 공개되어 있고, 그만큼 저희가 레퍼런스로 사용할 수 있는 소스가 많다는 게 장점이에요.
이렇게 씨비틀에 메인 컨트롤러가 된 라즈베리는 이제 다양한 모듈과 연결되야 합니다.
모터, 스러스터 및 ESC : 씨비틀의 추진력을 담당
배터리 및 전원 관리
자이로 센서, 마그네틱센서, 수심센서, 온도센서 등과 통신
카메라 영상 송수신
LED를 통한 보드상태 알람
이렇게나 많은 모듈이 각각 제조사도 다르고 커넥터도 다르고, 무엇보다 센서와 MCU 간의 통신 방식도 달라요. 그래서 라즈베리에 이렇게 다양한 요소들을 연결해 줄 수 있는 아답터 형태의 보드가 필요합니다.
그게 바로 엑세스 보드죠.
역할 1: 전원 관리
모터, 스러스터를 포함해서 모든 씨비틀의 회로는 11v ~ 12v의 리튬폴리머 배터리로 동작해요.
이 배터리 라인에서 흘러 들어오는 전류는 모터의 사용량이나 상태에 따라 굉장히 불안정해서,
항상 안정된 전압/전류를 MCU 및 여러 소자로 보내주는 역할을 합니다.
또한, 배터리 이외의 전원 활용 가능한 상황일 때는, MCU 에 영향을 주지 않고 자동으로 전원을 스위칭 할 수 있는 UPS 역할도 합니다. 예를 들면, 주 배터리 및 보조 배터리를 동시에 장착하고 주 배터리가 방전되거나 불안정할 때에는 순간적으로 보조 배터리로 절체하는 방법이 가능한거죠.
역할 2: 기본 센서 내장
씨비틀도 드론인 만큼 기본적으로 탑재되어야 하는 센서들이 있어요.
자세 제어를 위한 자이로 센서, 동서남북 방향을 찾기 위한 마그네틱 센서, 드론 내부의 과열을 감지하는 온도 센서, 침수를 감지하는 센서 등이 필수죠.
엑세스 보드에는 이렇게 다양한 필수 센서들이 탑재되어 있어요.
역할 3: 다양한 커넥터 포트
엑세스 보드는 현재 버전에서 씨비틀이 구현한 기능 이외에도 앞으로 가능성있는 여러 센서나 모터들이 연결될 수 있는 가능성을 열어두고 있어요. 라즈베리파이4의 모든 입출력 포트들을 하나도 허투루 쓰지 않고 모두 외부 포트로 뽑아 두었어요.
역할 4: LED를 통한 상태 관리
보드에 장착되어 있는 LED들은 사용자가 네트워크를 통한 통신이 없어도, 직관적으로 씨비틀의 상태를 확인할 수 있게 해 줘요. 전원 종류별 상태, 에러상태 및 씨비틀의 운행 상태를 RGB LED로 표현해 줍니다.
이렇게 강력한 잠재적 확장성을 가진 엑세스 보드를 라즈베리파이 4와 결합하면 바로 씨비틀의 두뇌이자 심장이 되어 '심해 수중드론'의 가능성을 보여주는 시스템이 된답니다.
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