ZYX-GS Gimbal Stabilization System 사용자 매뉴얼 v1.0

1. 개 요

TAROT 사에서 만든 고성능 짐벌 자이로 시스템 ZYX-GS 는 독립적인 3 축을 효과적으로 제어하면서도

본격적인 항공촬영용 짐벌 자이로로 충분히 사용할 수 있으며 타사의 3 축 짐벌과도 훌륭히 매칭이 되는 제품

입니다.

ZYX-GS 3 축 자세 제어, PC 상에서 게인 값 조절, 자세 제어 락 및 자세 추종 등의 다양한 모드를

지원합니다.

3 축 MEMS 방식 센서와 가속도 센서가 내장되어 있으며 무상 펌웨어 업그레이드를 지원하고 다양한 종류의

서보를 지원, 매우 저렴한(?) 가격이 특징입니다.

ZYX-GS 는 기본적으로 자세 고정 모드와 FPV 자세 추종 모드 두 가지 제어 모드를 지원하는데 이는

항공촬영을 하는 사용자 등의 편의성과 업무 유연성에 많은 이점을 제공합니다. ZYX-GS 는 서로 다른 서보

알고리듬을 지원하는데 범용적인 서보(볼룸 포텐쇼미터 서보)와 벨로시티 서보(볼륨이 없는 서보) 모두를

지원하므로 사용자는 현재 사용하고 있는 서보의 특성에 맞게 최적화 해서 사용이 가능합니다.

아울러 상위기종에서만 지원되면 최대 800Hz의 입력 레이트를 지원하며 이는 최대 800Hz를 지원하는 서보와

매칭시 짐벌의 자세제어를 훨씬 빠르고 정밀하게 제어 할 수 있다는 뜻이 되겠습니다.

컨트롤러의 알고리즘은 항공촬영 분야에 최적화 되어 있으며 변덕스러운 날씨에도 상관없이 안정적인 짐벌

성능을 구현합니다.

2. 제 원

1. 3 축 수평 짐벌(팬/틸트/ 롤 안정화)

2. 게인 미세 조정 및 PC 상에서 3 차원 자세제어 상황을 실시간으로 제공

3. 두개의 컨트롤 모드 지원 : 자세 고정 모드와 자세 추종 모드(FPV)

4. 조종기 스틱 비례 제어 모드와 포지션 모드 지원

5. 센서 기술 : 3 축 MEMS 자이로 및 가속도 센서

6. 지원되는 짐벌 : 서보 제어방식 짐벌, 벨로시티 서보(볼륨리스 방식) 지원

7. 서보 밴드 지원 : 1520us/960us/760us (와이드/내로우 밴드 모두 지원)

8. 지원 수신기 타입 : 범용 수신기/후타바 S-BUS/DSM2/DSMJ/DSMX

주의 사항 : JR/SPEKTRUM 방식의 위성 안테나는 ZYX-GS 컨트롤러에서 바인딩 하는 것이 아니라 일반

수신기에서 바인딩 후 위성안테나만 ZYX-GS 컨트롤러에 장착하면 조종기와 컨트롤러 사이에 통신이 되며

컨트롤러가 수신기로 동작합니다.

9. 치수 : 38*29*13(컨트롤러)/27*27*9mm(센서)

10. 중량 : 26g

11. Rc 조종기 통신 방식 : PPM/PCM/2.4G 모두 지원

12. 동작 전압 : 3.5V~9.0V

13. 소비전력 : 60mAh

14. 동작 온도 : -15 ºC ~65 ºC

15. 최대 각속도 : 2000/SEC

16. 최대 가속 : 16G

17. 인풋 레이트 : Max 800Hz 롤축

18. 제어 범위 : -45 ~45(롤축)/ -180 ~180(팬축)/ -135 ~90(틸트축)

3. 연결도

4. LED 표식

5. Setup 과정

1 단계 : ZYX-GS 센서 및 컨트롤러 장착하기

일단 제일 중요한 것은 ZYX-GS 의 센서 모듈은 카메라가 장착되는 짐벌 바닥 플레이트에 장착을 해야

합니다.(정위상 또는 역위상 상관 없음/ 일반적으로 짐벌 바닥면은 카메라가 장착되기 때문에 센서를 짐벌

플레이트 바닥에 설치하는 것이 편함) 일단 마운팅 방식은 두 가지가 있는데 첫번째는 센서 윗쪽이 하늘을

향하는 정위상, 바닥을 항하면 역위상이 됩니다. 이때 짐벌 센서의 위쪽에 마킹된 화살표는 짐벌을 위에서

봤을 때 화살표가 오른쪽을 향하도록 설치합니다. 양면 폼 패드 등으로 센서를 장착합니다. 지나치게

부드러운 폼 패드의 경우 센서의 움직임 검출이 잘 않될 수 있으므로 적당히 단단한 폼 패드를 사용합니다.

일반적으로 헬기용 자이로 양면 테이프가 적당합니다.(테이프는 1 장만 쓸 것)

노랑색 LED 3 번 깜박임 초기화 성공

노랑색 LED 점등 초기화가 아직 되지 않음

짐벌 움직이지 말고 기다릴 것

파랑색 LED 깜박임 수신기 연결됨 또는 PC 와 USB 로 연결됨

노랑색 LED 점등 수신기 연결 안됨.

(S-BUS 및 위성 안테나, 일반 연결 모두 해당됨)

붉은색 LED 깜박임 에러 발생(시스템 리부팅 할 것)

2 단계 : 카메라 밸런싱

카메라는 사용하는 짐벌의 바닥면에 마운팅 하는데 반드시 롤축 및 틸트축, 팬축 축 중심의 연장선이 만나는

지점에 카메라의 촬상소자(CMOS)의 센서 변과 일치하게끔 마운팅 하는 것이 가장 이상적입니다.

먼저 짐벌의 롤/틸트/팬에 연결된 벨트 또는 기어를 제거합니다.(짐벌과 서보가 따로 놀도록), 댐퍼가 있으면

댐퍼도 일단 제거합니다. 그 다음 카메라의 무게 중심이 틸트축의 회전 축 중심과 일치 하도록 카메라를

움직여서 맞춥니다. 그 다음, 롤축과 팬축도 동일한 방법으로 C/G 를 잡습니다. 3 축의 무게 중심점이

정확할수록 짐벌 수평 안정 성능도 좋아집니다. 축 센터를 완전히 다 잡은 경우 벨트와 댐퍼 등을 재

장착합니다.

3 단계 : ZYX-GS 튜닝

처음 ZYX-GS 짐벌을 사용하는 경우 반드시 ZYX-GS 와 PC 를 USB 로 연결 후 정확한 서보 타입과 방향 등을

지정해 줘야 합니다. 그렇지 않을 경우 서보에 과부하가 걸려 모든 전자 장비들이 파손 될 수 있습니다.(중요!)

PC 에 다운 받은 파일 중 USB 드라이버를 깔아줍니다. 서보를 ZYX-GS 컨트롤 모듈의 입력 포트에 USB

케이블로 컨트롤러와 PC 를 연결합니다. (이때 컨트롤러와 센서는 케이블로 모두 연결되어 있어야 함)

“ZYX-GS Software.exe” 파일을 클릭해서 세팅 윈도우를 오픈합니다. PC 인터페이스는 아래와 같이

생겼습니다.(단일 페이지로 구성되어 있음)

(1) COM 포트를 선택 후 “Open COM Port”를 클릭합니다. 그 다음, ZYX-GS 의 전원을 On 합니다.

(2) 자이로의 초기화 과정이 끝나면 “All Parameters Updated”라고 창 하단에 표시가 되면서 PC 와

ZYX-GS 가 성공적으로 연결되었습니다.(PC 와 연결 되면 컨트롤러에 이전에 세팅된 모든 데이터가

창에 표시됨) 그 다음 조종기 스틱을 이용해서 아무 축이나 움직여 봅니다. 그러면 우측 상단

스크린에 카메라가 스틱 움직임에 따라 3 차원으로 동기화되어 움직이는 화면을 보실 수 있습니다.

다만, 안전상의 이유로 ZYX-GS 가 PC 와 연결이 되면 모든 물리적인 서보들은 자동으로 동작 Off

상태가 됩니다.

(3) 1 단계에서 언급했던 창 하단의 “Sensor Module Mount” 칼럼에서 센서 마운팅 방향을 결정합니다.

(정위상/역위상)

그 다음 창 우측의 3D 모션 카메라의 움직임과 센서의 방향이 동일한지 관찰합니다.

(4) 수신기와 ZYX-GS 자이로를 배선으로 연결하고 구성 다이어 그램에서 정확한 수신기 타입을

선택합니다. 수신기 타입이 변경되었을 경우에는 “Write Settings to Flash,”를 한번 클릭해 주고

ZYX-GS 자이로를 다시 한번 리부팅 합니다.

아래 예시와 같이 스펙트럼 위성 안테나의 경우, 먼저 매칭되는 수신기에 위성안테나를 연결해서

바인딩을 잡아 놓은 다음 위성안테나만 ZYX-GS 컨트롤러에 연결하면 컨트롤러가 바인딩이 되어

수신기처럼 동작합니다.(컨트롤러에 연결된 상태에서 바인딩은 않됨)

참고 : 스펙트럼 수신기의 종류와 타입

DSM2-1： 조종기가 DX7(구형) 및 그 이외의 제품인 경우 (수신기 6/7 번 채널 바인딩)

DSM2-2： 조종기가 DX7s(신형) 및 DX8/DSX9(미국 사양에 한함/DSM-J 방식 제외)인 경우

(수신기 6/7 번 채널 바인딩)

DSM2-3： 조종기가 DX7s(신형) 및 DX8/DSX9(미국 사양에 한함/DSM-J 방식 제외)인 경우

(수신기 9 번 채널 바인딩)

DSM2-4： 조종기가 스펙트럼 DM8/DM9 모듈을 사용하는 경우 (수신기 6/7 번 채널 바인딩)

DSMJ： 조종기가 DSM-J 방식인 경우(매칭되는 수신기와 먼저 바인딩 후 사용)

DSMX-1：조종기가 DX8 이고 위성 안테나가 오리지널 DSMX 방식인 경우

(11ms 지원, 단 매칭되는 수신기와 먼저 바인딩 후 ZYX-GS 자이로에 연결 해야함)

DSMX-2： 조종기가 DX8 이고 위성 안테나가 오리지널 DSMX 방식인 경우

(22ms 지원, 단 매칭되는 수신기와 먼저 바인딩 후 ZYX-GS 자이로에 연결 해야함)

(5) 수신기 타입을 선택한 다음 ZYX-GS 를 리부팅 합니다. 리부팅 후 자이로가 PC 와 연결이 되는 순간

실시간으로 자이로의 세팅 상황을 윈도우에 뿌려줍니다.

R : 롤 인풋 채널/ T : 틸트 인풋 채널/ P : 팬 인풋 채널/ C : 카메라 IR 셔터 컨트롤 채널

모드 스위치 : 조종기 스틱 입력 채널 입력량 실시간 표시

짐벌 동작 모드를 제대로 사용하기 위해서는 조종기의 3 단 토글 키를 스틱 모드의 스위치 채널에

미리 매핑해 두시길 권장합니다.(보통 5 번기어 채널을 사용함-SPEKTRUM 기준)

모드 1 : 조종기 스틱 비례 제어 모드

모드 2 : 조종기 스틱 비례 제어 모드 (단, 팬 서보는 Off, 짐벌과 랜딩기어 용도로 사용)

모드 3 : 스틱 포지션 모드

(6) 서보 타입과 컨트롤 모드를 선택합니다. ZYX-GS 자이로는 표준 서보의 경우1520us/960us/760us 전

밴드를 지원하며 벨로시티 서보(일명 포텐쇼미터 없는 서보)역시 동일한 1520us/960us/760us 전

밴드를 지원합니다. 짐벌에 포텐쇼미터가 별도로 장착되어 있거나 또는 포텐쇼미터가 내장된 일반

서보를 사용하고 있는 경우 “Standard Servo”를 선택합니다. 짐벌에 포텐쇼미터가 장착되어 있지

않으면 “velocity Servo)를 선택합니다. 일반적으로 범용 서보 보다는 벨로시티 서보가 짐벌

스테빌라이징 성능이 더 우수합니다. 서보 타입이 일반 서보인 경우에는 두 가지 모드 중에 선택이

가능합니다. 자세 고정 모드 및 자세 추종 모드) 만일 서보 타입이 “Velocity Servo 인 경우 자세

고정 모드만 사용 할 수 있습니다.

(7) 타각 리미트를 세팅 후 롤 각과 틸트 각도도 사용자의 취향에 따라 설정해 둡니다. 롤 앵글의 최대

레인지는 : -45 ~45이고 틸트 축은 -135 ~90도 이내, 그리고 팬 축은 현재 버전에서는

레인지가 지정되어 있지 않습니다.

주의 : 짐벌의 자세가 설정한 리미트 레인지를 벗어나면 서보를 보호하기 위한 안전상의 이유로

컨트롤러에서 서보쪽으로 나가는 전력을 차단합니다. (컨트롤러가 리부팅 되어야만 다시 서보에

전력 공급함)

따라서 처음 ZYX-GS 를 세팅시 짐벌의 물리적인 타각 레인지 보다 리미트 값을 약간 작게 설정하는 것이

원칙입니다.

(8) 서보 트림과 서보 방향, 그리고 조종기 스틱의 감도 등을 설정합니다. 서보 트림 조정을 해야 할

경우, 서보 아웃풋 모드를 “FeedBack Off”로 미리 설정해 둬야 합니다. 서보 트림 레인지는 최대

-500~+500 사이 입니다. 서보 방향(리버스)는 “Servo Reverse” 항목을 클릭해서 선택 할 수

있습니다. ‘RC Sensitivity” 조종기의 스틱을 움직였을 때 짐벌이 움직이는 모션 속도를 결정합니다.

(9) 각 축의 게인 값을 아래와 같이 조정합니다.(토털 게인, 포지션 게인, 적분 게인, 속도 게인 등)

일단 요령은 게인 값은 낮은 값(5 이하)으로 입력 후 틸트 서보를 예로 틸트 축이 흔들리지 않고

안정화 될 때까지 포지션 게인을 조금씩 올립니다. 만일 짐벌이 요동치면 게인 값이 너무 높은

것입니다. 반대로 틸트 축을 기울였을 때 짐벌이 부드럽게 움직이나 너무 느릴 경우 게인 값이 너무

낮은 것입니다. 여기서 키 포인트는 일단 짐벌이 오버 슈팅으로 흔들릴 때까지 올렸다가 짐벌이

안정화 될 때까지 점진적으로 게인 값을 낮춰주는 것이 좋습니다. 만일 포지션 게인 값이 255 까지

갔는데도 불구하고 짐벌의 움직임이 느리다면 이때 토털 게인 값을 올려줍니다. 적분(Integral Gain)

게인은 기체가 이동중일 때 남아 있는 “Over Error” 값을 보정하는 데 도움이 됩니다. 이는 짐벌의

수평 안정 특성은 향상 되나 기체가 갑자기 움직임을 멈췄을 때 일부러 오버슈팅 (Over Shooting

/예상 움직임 값보다 타각 량을 스스로 더 오버해서 주는 것)을 주는 문제가 생깁니다.

속도(벨로시티) 게인은 포지션 게인을 최대 한계치를 넘어 불안정한 상태까지 올렸을 때 발생하는

댐핑 오실레이션(기체가 정지상태에서 껄떡(?)거리는 현상)을 줄이는데 도움을 줍니다. 벨로시티

게인 값을 증가시키면 일정 부분까지 껄떡거리는 싸이클 주기를 줄여주기는 하지만 너무 게인 값을

올리면 짐벌 안정성이 떨어지는 원인이 됩니다.(적당한 값을 주라는 의미)

롤 및 팬 세팅도 파라미터 값은 동일하며 위와 같은 방법으로 게인 값 조정을 합니다.

(10) 서보 출력 모드 세팅.

서보 출력 모드는 ZYX-GS 를 PC 로 설정시 서보가 갑작스럽게 동작하지 않도록 보호하는

역할을 합니다.

Servo Off 모드 : ZYX-GS 자이로에서 서보 출력 전원을 차단

Servo On 모드 : ZYX-GS 자이로에서 서보 출력 전원을 공급, 이때는 짐벌 서보가 동작함

Feed Back Off 모드 : ZYX-GS 자이로 센서에서 오는 피드백 신호를 차단, 하지만 서보 쪽으로 PWM

신호는 계속 공급, 이 모드는 초기 서보 트림 조정시에 사용함.

주의 : (a) 서보 출력 모드가 “Servo Off”로 되어 있는 경우, 센서 모듈을 멀리 설치 합니다.

(b) 서보 출력 모드가 “Servo On” 또는 “Feed Back Off” 으로 되어 있는 경우, ZYX-GS 자이로는 아래와

같이 두 가지 경우에 서보 출력을 차단합니다.

첫 번째 상황 : 토털 게인 값이 제로이거나 또는 다른 세개의 게인 파라미터 값(서브 게인값)이 3 개의 축 중

어느 한 축에서 0 로 되어 있는 경우

두 번째 상황 : 현재의 짐벌 자세가 타각 리미트 내에 있지 않고 벗어난 경우

자이로에서 서보 출력을 해야 하는 경우, 3 개 축의 게인 값이 최소 1 이상으로 미리 세팅해 두고 짐벌의 각

축의 센터 정렬을 전원 넣기 전에 미리 해둬야 합니다.

(이게 않되면 실시간으로 세팅 창을 보면서 짐벌을 움직여서 게인 값 조정을 할 수 없음 – 짐벌 움직이기도

전에 서보 전원이 나가기 때문에 무지 피곤함-.-;)

(11) “Write to Setting to Flash”를 클릭한 다음 현재 세팅 값을 저장합니다. 컨트롤러에 내장된 플래시

메모리에 정상적으로 저장이 되면 다음번 부팅 때 현재의 세팅 값이 그대로 창에 나타납니다.

(12) 펌 웨어 업그레이드 : 먼저 우측의 COM 포트가 제대로 연결 되어 있는지 확인 후 “Open Firmware”

항목을 클릭합니다. 창이 뜨면 원하는 펌웨어를 찾아 펌웨어 업그레이드를 실시 합니다.(이때 “Open

COM Port” 항목을 클릭하면 않됨.) 펌웨어 업데이트 진행 바가 쭈욱~ 지나가고 업데이트가

끝납니다. 업데이트가 끝나고 난 다음에 “Open COM Port” 항목을 클릭해서 ZYX-GS 자이로와 통신

후 세팅을 다시 해 줍니다. 새로운 펌웨어 버전이 위에 표시가 되므로 현재 펌웨어 버전 확인이

가능합니다.

주의 : 펌 웨어 업그레이드 전에 ZYX-GS 자이로와 서보의 연결을 미리 해제해 둡니다. (오 동작 방지)

추가적인 정보 :

현재 사용하고 있는 짐벌이 타롯 전용 짐벌이 아니라면 카메라 장착 전 서보 리버스 방향과 게인 및 타각

리미트가 적당한지 먼저 확인 후 마운트 합니다.

현재 사용하는 서보가 벨로시티 서보라면 (포텐쇼 미터 없는 것), “Servo Off” 클릭 시 시그널 출력은 컷

됩니다. 만일 서보가 컷 오프가 않되면 ZYX-GS 자이로의 전원을 Off 해서 서보의 움직임을 멈춰야 합니다.

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