Jumper T8SG V2 Plus ~その2~

前回紹介したJumper T8SG v2Plus、正常動作が確認できたので予定通りMODE2→MODE1に改造します。

その前にこのMODE1や2ってなんなのさ?という事を簡単に説明しておきます(このブログはラジコンやドローンよりもどちらかというと工作寄りなので)。
ラジコンの送信機で空モノを操縦するとき、基本の4つの軸(スロットル、ラダー、エルロン、エレベーター)を 2本のスティックで 操作します。2本のスティックそれぞれを縦と横に操作するので4つの軸を操作できるわけです。この時どのスティックにどの軸を割り当てるかで色々なMODEがあります。MODEには1から4までありますが大抵はMODE1かMODE2が使われています。日本では歴史的にMODE1が使われてきましたが海外ではMODE2が多いそうです(なぜなんでしょうね?)。

私も昔からMODE1を使ってきました。 どっちのモードが操縦し易いのかというと色々意見があるでしょうが、何にせよ最初に使い始めたモードに慣れると簡単に変更する事はできません(といいつつも息子は飛行機を飛ばしていた頃はMODE1でしたがマルチコプターを飛ばす様になってからMODE2に変更してしまいました)。

話は戻りますが今回購入したT8SGは前回書いた様にショップの在庫の関係でMODE2なので改造が必要なのです。大抵の送信機はジンバルの構造が似通っているので問題なく改造できると思います。

なおMODE1とMODE2の違いは2本のスティックの縦方向への割り当てが、MODE1だと右手がスロットル、左手がエレベーターですがMODE2だと逆になります。通常エレベーターはスティックから手を離すとバネで中立に戻りますがスロットルは手を放してもそのままの位置を保持します(そのため適度な摩擦感を持たせてある)。なので改造の主な内容は左右のバネ感と摩擦感を出すパーツの入れ替え作業となります。

では蓋を開けてみます。
本体裏側のネジを6本外して本体の肩の部分にあるスイッチを止めているプラスチックをこじ開けると裏蓋が外れます。
裏側から見ているので写真右側のスティックが左スティックで、このスティックの縦方向の操作がスロットルに割り当てられています。

中身

スロットルは摩擦感が必要なので金具で押さえつけてあります。

金具を取り外しました。

そして右ジンバルには中立に戻す為のバネがあります。バネ上側を取り付けてあるプラスチックパーツはバネの力だけで保持されているので引っ張り上げれば本体から外せます。

バネを保持していたプラパーツ
そしてカムを押さえつける為のレバーとバネ。
このレバーがスティック側のカムを押さえつける事で中立に戻るのです。

右スティックから外したバネとプラスチックパーツを左スティックに取付けます。

そして左スティックから外した押さえ金具を右スティックに取付けます。

ネジの締め具合で抑え圧を調整できる様です。

あとは元通りに裏蓋を取付けて電源を入れ、メニューからMODE1設定に変更すれば完了です。

これで暫く快適にシミュレーター(VelociDrone)をしていたのですが、突然右スティックを左右に動かしたときにキコキコという軋み音が出る様になったので、もう一度裏蓋をあけて右ジンバルを外してみました。


隙間が狭く当たりそうな箇所に細く切った紙を挟んで見ましたが接触している箇所はなく、やはりカムとレバーが擦れる部分で摩擦音が出ている様です。そこで 細いエナメル線にグリスを少しつけ、薄く塗ってみたら軋み音は消えました。

先日モーターのコイルを巻き直したエナメル線の切れっ端でグリスを塗った。


外したついでにジンバルを眺めまわします。この機種はホールジンバル採用というのがウリとなっていて、可変抵抗ではなく非接触のセンサーなのですり減る心配がないそうです。
恐らくこのコンデンサーマイクかと思う小さな部品と横の基板がホール素子を利用した角度センサーの様です。

これどういう仕組みなのでしょう?
ロボットなどではレゾルバという角度センサーがあります。こちらは直交コイルで回転磁界を作っておき、その中に可動するコイルを入れておくとコイルの角度によって誘導電圧の位相が変るので、位相のずれ角からコイルの角度を検出します。
実物のホールジンバルを見るまではレゾルバに似た仕組みかと想像していましたが、このサイズで実現できそうな気がしません(いや最近の中国の技術なら実現できるのか?)。
コンデンサーマイクっぽいのが磁石なのかな?

なにはともあれ軋み音は消えたのでフタを閉めました。
何となく3台並べて撮影。

左から息子のT10J、私のT6EX、そして今回のT8SGv2Plus

Jumper T8SG V2 Plus購入

今まで飛行機やマルチコプターを操作するのにフタバ T6EXという古い6チャンネルの送信機を使っていました。 6チャンネルしかないと先日書いた様に色々と苦労があるのに加えFASSTというプロトコルなのでこれに対応した受信機があまり売られていないという問題もあります。

今まで使っていたT6EX

という事で技適認証になって国内でも使えると話題のJumperの送信機、T8SG V2 Plusを購入する事にしました。マルチプロトコルなのでフタバのS-FHSSを含めDSMやFrskyなど色々な受信機と接続できるらしいです。さすがにFASSTは対象外ですが。
発注はBanggoodには長いあいだ品切れだったのでAliexpressのショップの中から技適マークありと明記してあるところに昨年11月11日のセール中に¥10,894で注文。しかし暫くしてショップから「発送したけど戻ってきた」という連絡があり、その後何度かやり取りしたけど「送れないから返金にしてくれ」の一点張りです。せっかく11.11のセールなので食い下がったのですが結局時間がもったいなくなり諦めて返金してもらいました。そしてAliexpress内の別のショップを探すと技適を明記していないけど写真には写っていたショップがあったので、ここに¥11,040(少し高くなった)で再注文。しかしこちらも暫くすると「MODE1が無いから返金するか MODE2に変更してくれ」と言ってきました。私はMODE1の人なのですがまあ改造も難しくはないだろうという事でMODE2タイプでOKにしました。

・・・という紆余曲折があり年も明けたところで到着です。

スティックの先が外れていて一瞬焦りましたが箱の中にありました。
本体と付属品一式。

電池BOXは一見すると単三用にみえますが18650サイズのリチウムイオン用です。ですが、バッテリートレイには3pinのXHコネクタが付いていて、2セルリポのバランスコネクタから電源を供給できるので実際はリポを使う方が便利です。なお電源電圧は4.5V~18Vで範囲が広くて何かと安心です。

バッテリートレイは結構広いので大き目のリポも入りそう。

ネットで他の方の画像を見るとキャリングケースや乾電池用の電池BOXが付いていたりしますが、これには付いていませんでした。送られてきた箱のサイズからしてキャリングケースは入らなさそうなので入れ忘れという訳ではなさそうです。

そして気になる技適マーク・・・

すぐに消えてしまいそうな印刷ですが、ちゃんとついています。

では早速息子のS-FHSS受信機との接続を試みます・・・が、バインドできません。
後で自分のやり方が間違っていた事がわかるのですが、当初はS-FHSS受信機3機種でバインドできず焦っておりました。
試しにと、これまた息子のトイドローンSymaX5Cとの接続を試みると正常にバインドできます。またFlyskyの受信機とも接続ができましたがS-FHSSはどれとも接続ができない状態に暫く悩まされました。

以下はおバカな私がおバカな事をやった記録なので読んでも面白くないと思いますが後々の為に書き記しておきます。
S-FHSSの受信機とつながらないのでダメ元ですがファームを上げてみる事にしました。
でもその前に現状のバックアップを取る事にします。この送信機はConfirmボタンを押しながら電源を入れるとPCからUSBメモリに見える様に接続できるので、この方法で中身をPCにコピーしておきます。しかし中に入っていたのはdeviation-t8sg_v2_plus-v5.0.0-e801244.dfuというファイルですが送信機立ち上げ時のメッセージはt8sg_v2-v5.0.0-abc5dcfと違う内容が表示されています。バージョン名も違うし’plus’の有無も違います。どこかのサイトでこの機種T8SG V2 Plusには’plus’の名前がつかないファームを入れろと書いてあったので t8sg_v2-v5.0.0-abc5dcf の方が正しい気がします。
これは謎ですがとりあえずは deviationのサイトから書き込みツールDeviationUploadとファーム最新版の’plus’有りと無しの両方を取ってきました。
そしてDeviationUploadを立上げ、まずは機種名通り’plus’ありのファームを書いてみます。書き込みは無事に完了メッセージまで進みましたが再起動すると画面が真っ黒になってしまいました。まあこれは先の情報から考えて想定内という事で、今度は’plus’なしのファームを書いて再起動します。すると一見正常に立ち上がるのですが飛行機やドローンのアイコンが表示されない上にモデル設定を変更しても保存されないという状態に陥りました。
そこで再びUSBメモリとして接続するとモデルやアイコンが入るべきフォルダが空っぽになっています。よく分かりませんが無いのなら先のバックアップから戻そうとしたら・・・何とPCにバックアップした筈のフォルダからもモデルやアイコンのファイルが消えていました(この原因は未だにわかっていません)。
今落ち着いて考えるとこの時点では、ダウンロードしてきた最新ファームのzipを解凍すればモデルやアイコンのフォルダが現れるので、これらをUSBメモリ(として接続した送信機)に放り込めばよかったのだと思います。
しかしこの時はDeviationUploadツール内の’Full Install’を実行してみました。こちらも一見正常に終了したのですが今度は全く立ち上がらず、その内にUSBメモリとして接続しようにもWindowsから「このデバイスはフォーマットを行う必要がある」という様なメッセージが出て接続されない状態になってしまいました。
もうこうなると何もできません。「終わらせてしまったかもしれない」という不安。唯一の残された手段はメッセージの通りフォーマットを行う事ですがかなり不安です。
恐る恐るフォーマットを実行すると、まずはUSBメモリとして接続できる様になりました。そしてそのメモリー(に見える送信機)にファーム(‘plus’無しの方)のzipを解凍して出てきた一式を放り込みます。
この状態だとまだ電源再投入しても立ち上がらなかったので再びDeviationUploadツールからファームをインストール(Full Installではないファームのみのインストール)をすると正常に立ち上がる様になりました。

結構危ない状態で焦りましたが何とかファームの最新化が完了しました。しかしS-FHSSがバインドできない状態は変わらず・・・。
ですが、結局バインドできないのは私がやり方を間違っていたのが原因でした。バインドする際、本来は「送信機がONの状態で受信機のバインドボタンを押しながら電源を入れる」というのが正解ですが私は受信機の電源を入れてからバインドボタンを長押ししていました。言い訳ですがT6EXにつないでいる受信機は大体この方式なんですよね。またバインドボタン長押しするとそれっぽくLEDが点滅するのでだまされたというのもあります。

何はともあれ正しい方法でやるとバインドできる様になりました。
こうなるとすごくイイです。息子の機体とバインドできますし、今後はDSMとかFlyskyの安い受信器を使う事も出来ます。またTinyドローン等はフライトコントローラーに受信機が内蔵されている場合が多く、これらのプロトコルは大抵
フタバ系ではなくFlyskyやFrskyだったりするので将来的にはこれらとも接続ができそうです。

という事で、まだ実物を飛ばしていませんがHOI-LINK経由でVelociDroneに接続してシミュレーションしています。

どどーんはじめました。~その8~ 6chプロポの憂鬱

私が使用している送信機はフタバT6EXで、2.4GHzではありますがFASST方式のちょっと古い物です。

FASSTだとマルチコプター向きの小型で安い受信機があまりなく、AliexpressやBanggoodで探すととこのあたりぐらいです。

ケースから出して熱収縮をかぶせています

そして6chというチャンネル数ですが、飛行機とかを飛ばしているときは不足を感じませんがマルチコプターでレースをやると色々と不足してきます。

まず6chの内、1~4chはスティックに割り当てるので残りは2chとなります。

しかしドローンレースで欲しい機能を列挙するとこんな感じ・・・

  1. ARMING切替(モーター回して飛ばせる状態か又は待機状態かの切替)
  2. 機体発見ブザー
  3. 飛行モードの切替(レースの時はACROモードだけど 初心者なので安定重視のANGLEモードも使える状態にしておきたい 。)
  4. 機体反転モード(墜落してひっくり返った時に起こすためのモード)
  5. 電波遮断後何秒か以内にモーターが停止する事。

1.のARMING切替は必須でこれしないと飛べません。
2の機体発見ブザーも私には必須です(今年の夏、山に飛び込んだ機体を探し回りブザーの音で発見する事が出来ました)。
3.のモード切替は上手になれば常にACROモードだけも良いのかもしれませんが当面はANGLEモードも使える様にしときたいと思います。
4.の機体反転モード(カメモードとも言うそうです)はレース本番以外は無くても何とかなるかな?本番までに腕を磨きANGLEは無くしてカメモードにしようと思います。

最後の5はチャンネル数と直接関係ないのですが、これが義務付けられているレースもあったりするし安全の為なので設定しておきたいところです。ところが私が使っている受信機は電波が途切れた事をFCに伝えてくれない様です。
こちらのSBUSプロトコルの説明によると「FAILSAFEが入ると24バイト目の下から4bit目が立つ」となっていますが波形を見る限りこの受信機では変化がありません。因みに息子が使っているFHSSの受信機では電波が途切れるとSBUS出力自体が止まってしまうので、これが正しいかどうかは分かりませんがFCには伝わりそうです。
ただし私の受信機にもFailSafe機能というのがあり、 この機能をONにしておくと電波が途絶えた際あらかじめ送信機側で設定した スロットル値になるという動作をします。という事はこの機能でARMINGチャンネルをOFFにしたら良いかと思いましたが、私の送信機の制約なのかFailSafeにはスロットルチャンネルしか設定できません。またスティックを最小にしてもモーターが止まる所までスロットルを下げる事ができなかったので、苦し紛れですが次の方法で設定しました。

  • FailSafe機能をONにする。
  • 送信機側でFailSafe時のスロットル値を設定する。この時デジタルトリムを最小値にした状態でスロットルスティックも最小にして記録する(その後トリムは元に戻す)
  • フライトコントローラーの設定(BataFlightConfigurator使用)の基本画面で「 MOTOR_STOP アーム後にモーターを回転させない 」をONにする。

FailSafe設定の際トリムも含めて最小の値にするところがミソです。トリムが通常値だとスティックを最小にしてもモーターが完全に停止しませんでした。最後のMOTOR_STOPをONにするのは安全上良くないですが他に方法が見当たりません。

・・・で、話が横道にそれましたが6チャンネルプロポの空き2チャンネルをどう割り当てるかという話です。
まずARMINGは当面スティックワークでやる事にします(ARMINGはどのチャンネルにも割り当てなければスティックで操作できます。このときスロットル=最小、ラダー=最右にする事でARMING、ラダー=最左にするとDISARMとなります)。
あとは機体発見ブザーに1チャンネル、モード切替に1チャンネルを割り当てる事にします。機体反転モードの割り当てが無いですが、レース本番ではANGLEモードは不要なのでACROモードに固定する事で切替をなくし、そこで空いたチャンネルを機体反転に割り当てようと思います。

・・・と、この状態で暫く練習し・・・

そろそろカメモードを試そうとして機体反転モードにしたらブザーを鳴らせる事を知りました。そうすると機体発見ブザー代りに使えそうな気がします。すると今までブザーに割り当てていたチャンネルが空くのでこれにARMINGを割り当てる事が出来そうです。試してみたところこれで何とかなりそうなので11月の初レースはこれで行ってみます。

どどーんはじめました。~その7~いろいろ修理

前回書いた通り11月に鹿児島県出水市で開催されるレースに出る為、日々練習をしております。
しかし実機を飛ばすと(または飛ばさなくても)色々な箇所を壊し、そして修理を繰り返しており、その記録です。

フライトコントローラー その1

フライトコントローラーOMNIBUSF4 V3を修理した話を先日書きました。
このFCは息子が逆電圧を印加してレギュレータICが壊れたので交換した物で、その他は一見問題なさそうなので暫くは木のフレームに積んで飛ばしていました。ところがある時から飛行中に訳もなく墜落したり、電源を入れても何も操作が出来なかったり、その内BetaFlightConfiguratorとも接続できなくなってしまいました。結局はファームを書き直したら復活したのですが、逆電圧のせいでフラッシュメモリが消えた(又は書いていないbitが書き込み状態になった?)のでしょうかね?
そもそも 逆電圧で壊れない方が不思議な気もしますが。
とりあえず様子見中です。

フライトコントローラーその2

同じ様に修理したフライトコントローラー(以下FC)がもう一つあります。
「Mini F3 Flytower」という名称でAliexpressから購入した物。購入時はESCとセットでしたがESCは燃えてしまって交換しています。
ところが元々のESCはBEC回路(5Vレギュレータ)を内蔵していたのに、交換後のESCはBECを搭載しておらず、FCの5V入力端子にバッテリー電圧(11.1Vや14.8V)が直接加わっていました。これで息子が飛ばしていたのですが、今回私がレースに出る為に借りたら上記の接続が発覚しました。とりあえず飛べはするのですがいつ壊れても不思議はありません。また5V端子に(高電圧の)電源が入っていますが本来バッテリ電圧を与えるはずの端子はオープンのままなのでOSD表示にバッテリー電圧が出ないという問題もあります。もちろん電圧低下アラームも出ないので非常に不安です。
そこで正しい接続(VBAT端子にバッテリーを接続)してみると・・・案の定レギュレータが壊れていてFC内の5V電源が出ていませんでした。
レギュレータの型番をみると先日修理したOMNIBUSF4V3と同じ型番のICを使用しています(FCでは標準的なICなんですかね?)。先日買ったICがまだ残っているので交換すると、ちゃんと5Vが出る様になりました。・・・という事でこのFCでレースに出場予定です(大丈夫か?)。

真ん中付近に写っている1F8のマーキングがあるのが交換したレギュレータIC。

木のフレーム

予備機として使用予定の木のフレームは相変わらずポキポキと折れていきます。しかし木のフレームの良いところはエポキシで修理できる点です。また原価が安いので沢山レーザーカットしておきどんどん交換していけます。 強度アップの工夫も色々としており今のところ4代目となりました。
が、やっぱり木製フレームでレースするのは無謀なのかも。

色々強度アップの工夫をした4代目フレーム。
縦に補強を入れてT字型の断面になっています。その分重くなるのを防ぐためアームを少し細くたりFCの下を肉抜きしたり・・・。

カーボンのフレーム

こちらは息子が折ったカーボンのフレーム。カーボンの板が折れると重ねた層が分離した様になるんですね。繊維が完全に切れている訳でもなさそうなので(いや多少は切れているんでしょうけど)、ダメ元で修理してみました。エポキシ接着剤をドライヤーで温めて柔らかくしておき、層の隙間に行き渡る様にした後、万力で挟んで固定したところ結構いい感じに固まっています。耐久性は分かりませんが。

VTX

練習していて息子の機体と空中衝突し、VTXの押しボタンスイッチとLEDが吹き飛んでいました。とりあえず電波は出ているので周波数や出力を変更しないならこのまま使えるのですが・・・これもその内なんとかしたいと思います。
しかしレースに間に合わないとマズイのでVTXは新たに発注しました。

FPVゴーグルのスポンジ

以前書いたEachineの安いゴーグルを使っていますが、顔に当たる部分のフェルトが剥がれてきました。スポンジとフェルトの2重構造になっているところが剥がれるのです。そこで「ボンドGPクリアー」で接着してもまたすぐ剥がれるので今度は「ボンドウルトラ多用途」で試したところ上手くついています。

他にも根本で電線が切れたモーターとかパワーMOSFETから煙を吐いたESCとか、なんとかしたいパーツが色々あるので、いずれ修理にトライしたいと思います。

どどーんはじめました。~その6~

昨年11月、鹿児島県出水市で開催されたU199ドローンレースに息子が参加した話を書きました。 この大会が今年も開催されるそうです。 そこで今回、ついに私もエントリーしてしまいました。
因みにU199とは航空法的に「無人航空機」とはみなされない200g未満の機体で速さを競います。200g未満だと「模型飛行機」という扱いだそうです。

私が使用する機体は昨年息子が飛ばした物をベースに宮崎ドローンクラブの方から頂いた部品を使って色々と修理したもの・・・

息子のお下がり。


予備機も欲しいなという事で先日修理したFCその他を載せて製作する事にしました。このFCは本来5インチ機等で使う物なのでサイズが大きく、普通のU199フレームには収まらないので合板をレーザーカットして製作しました。エポキシ接着剤をドライヤで温めて木に浸み込ませています。

2.5mmの合板2枚をエポキシで貼り合わせ。

レースまでに何とか落ちずに飛べる様、日々シミュレータ(VelociDrone)および時々実機で特訓中です。

実機で練習すると壊しては修理の繰り返しです。
合板のフレームはやっぱり折れやすいですが エポキシで修理できるし予備も簡単に作れます。

ポッキリ。
折れたところをエポキシで固めるとその部分は丈夫になるのですが次は別の場所が折れます。

さてどうなる事やら。。。

フライトコントローラ OMNIBUS F4 v3 修理

息子が買ったフライトコントローラー、OMNIBUS F4 v3 。Aliexpressで¥1450でした。
例によってヤツは小遣いをすべて継ぎこんでいる様です。

ところが新品なのにバッテリーから入れる配線の極性を間違って印加し、煙を吐かせました。基板上のスイッチングレギュレータが壊れて5V系統の電源が出てこなくなっています。

その他の機能は生きているので外から5Vを印加すれば動作はします。なのでESC側にBEC回路があればそこから電源をもらえますが4in1ESCにはBECが載っていなかったりするのでこのままだとちょっと辛く、基板上のレギュレータICを交換してみる事にしました。

壊れているであろうレギュレータICを拡大鏡で見ると1F8と書いてあります。これをネット上で辿った結果、MP2859DJというICに行き当たり、Aliexpressで10個入り¥141(送料無料)を発注しました。この手の部品は数が出ない為か配送時間が若干長く、最大29日となっているので気長に待ちます。

で、忘れかけた頃に届いたので交換に取り掛かります。
まずは基板からICを外します。6pinとはいえ細かいので外すのは結構大変です。パターンを少し剥がしてしまいながら何とか外しました。

一応外した状態でパターンと周辺部品との配線を確認し、配線が切れていないことを確かめます。

そして新しいICを取付け。取付けは大きな問題もなく完了。

電源を入れると問題なく5Vが出ています。「復活!」

なお5V電源回りをテスターでみたところ下図の様な配線になっている様です(テスターで測っただけなので保障はありません)。5Vの電源ラインは今回のレギュレータ、USB、PWM端子の3系統の入力がありダイオードで分離してあります。図にはPWM端子を一つしか書いていませんが実際は複数あって5V信号も4本ありますが、これらは個別には分離されていない様なので、4in1ではない個別ESCを使う場合は気を付けないとBEC間が短絡しそうな気がします。

ARマーカーでドローン制御

ドローンを自動制御してみたくなりました。
いきさつを言うと、とある大学でドローン競技があり、その中に人が操作せず空中に5秒間ホバーリングさせるという種目があるのを知りました。私が競技に出場する訳ではないのですがこれをやってみたくなりました。

まず空中に静止させるには考えられる方法が色々あります。GPSで座標を取得してフィードバックするというのが一番ありそうですが、世の中に既にあるし屋外で実験するのも中々大変です。できればコアレスモーターの軽いやつを使って室内で試したいのです。そこでARToolkitなるものを使ってみようと思います。

前に作った「どどーん」を使いたい。

ARToolkitはARマーカーという図形を印刷しておき、これをカメラで映すと画像に3Dの物体が合成されて現れるアレです。詳細はこちらを参照ください。
ARToolkit本家→ http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
工学ナビさんの説明→ http://kougaku-navi.net/ARToolKit/

そしてマーカーはこんな感じの図形です。

ARToolkitについてきたサンプルマーカーをそのまま使用

ARToolkit自体はCのライブラリなのでVisualC++から呼び出します。
ARToolkitに画像を渡しマーカーを認識しすると、マーカー座標からカメラ座標への変換行列が得られます。 ARtoolkitの一般的な使い方ではこれを元に図形を描画するのですが、この行列にはマーカーの位置が3次元的にどっちにあるか、またどの方向に傾いているかという情報が含まれるので、今回はこれを元にドローンを制御し、常に同じ位置にマーカーが見える様にしてやればホバーリングできるはず・・・という目論みです。

最初はこんな感じでやろうと思っていました。

ARマーカーは壁等に貼っておきます。

そしてコントローラーはこれ。Arduionoでサーボを制御して送信機のスティックを動かすという無理やりな構造。

やはりこのコントローラーは無理がありました。最初は手動でホバーリングさせてから自動に切り替えたいのですが、この切替がうまくできません。また縦軸を動かすと横軸が微妙に動くという問題もあります。 制御パラメーターの微調整が必要になる筈ですが、不安定なコントローラーでは訳が分からなくなりそうなので、まずはPCが考える値を確実にドローン側のフライトコントローラーに伝えるため、以前作ったTWE-Liteを使った送受信機を使う事にします。

またドローンに搭載したVTXから送られてくる画像では画質が今イチな上に振動の影響なのかARマーカーの認識が不安定でした。そこでARマーカーをドローンにぶら下げ、三脚に固定したカメラで検出する方法に変更しました。これでもマーカーが揺れますがカメラが固定なのでこっちの方がマシなのです。

カメラは固定に変更。ドローン側にARマーカーをぶら下げます。
こんな感じで糸でぶら下げました。

固定カメラで見たマーカーの位置を元に制御量を決め、FT232RL→TWE-Liteを経由してドローンのフライトコントローラーに伝えます。
また最初に手動で浮かせてから自動に切り替えるのでRC送信機→受信機→HOI-Link→PCの経路で送信機の操作量をそのままドローンにスルーすることもできます。HOI-Linkはこれまた先日作成したS-BUS→HIDコンバーターで、ラジコン受信機が出すS-BUS信号をPCからジョイスティックに見える信号に変換してPCに入力します。
なお手動と自動は送信機のスイッチで切り替える様にしました。

こんな感じで何枚もペラを折ってしまいながら調整を繰り返しました。
スロットルの制御が一番難しいです。まあ自分が操縦しても高度を維持するのが結構難しいので自動制御でも同じなのでしょう。特にロール、ピッチ、ヨーの制御だったらニュートラル位置がだいたい決まっているのでそこを中心に上下してやればよいのですがスロットルだけはこの値にすれば上下しない位置というのが決まっていないしバッテリーの残量によっても変わってくるので飛びながら調整していく必要があります。

そんな感じで何とかホバーリングが10秒以上は 持続するようになったのが次の動画です。まだ上下動が大きいのでもう少しパラメーターを調節したいところ。またバッテリーが消耗してくると何故かYaw軸が右に回ってきて制御で打ち消せなくなってきます

追記・・・

その後パラメータをイジってかなり安定になりました。
またYaw軸が回ってしまうのは機体の特性っぽいですが、これを制御で抑えられない原因が判りました。ドローンが右に回った時、回転行列から取ってくる角度が本来ならマイナスの値になる筈なのにプラスの値になる場合があります。この時自分の目で見てもマーカーは左に回っている様に見えるのです。この原因はARマーカーを印刷した紙が風で曲がっている為だと思います。ARToolkitはマーカーの四隅の頂点位置から角度を算出しますが、マーカーの角が曲がると正しい角度を割り出せないんですね。そこでマーカーの曲がり易そうな箇所を裏からスチレンペーパーで補強したところ、イイ感じになっています。
これでバッテリーが無くなるまでホバーリングを続ける様になりました。
安定化後の動画 ↓

HOI-Link:S-BUS→PC接続 完成

前回の続きです。前回は秋月電子のPIC18F14K50搭載基板をブレッドボードに挿して実験していました。今回は完成版として基板に収めるのでDIPパッケージで製作します。

まずKi-cadで回路図を書いて・・・

基板のパターンを作って・・・

片面基板なので表パターン(赤の配線)は実装時に導線で接続します。

CNCで削って基板を作ります。

FRISKケース(何年か前から大きくなった120%Booster版)に入れてみました。

寸法を合わせて作ったので当然ですがピッタリです。

ところでFRISKケースの場合ソケットを使ってマイコンを実装すると高すぎて蓋が閉まらなくなります。なので基板に直付けする前にブートローダーを書き込んでおきます(後からでも書けるけどブレッドボードに載せられる実装前の方がやりやすいので)。前に書いた9V電池書きこみ方式で・・・

006Pの9V電池書き込み方式

そして部品取り付け。
私のコントローラーはフタバのFASST方式ですが息子はFHSS方式なので受信機を取り替えられる様にします。最初はXHコネクタの3ピンを使うつもりでしたがL字型のポストが部品箱にありません。L字型でないとコネクタを刺す方向が縦になっておさまりが悪いのです。
代りにL字のピンヘッダがあったのでこれを基板にとりつけ、ここにRCサーボ等で使う3pinコネクタ(QIとかデュポンコネクタとか呼ぶやつ)で接続します。
但し逆刺しができてしまうのは要注意。

完成の図。

そして当初の目的であったドローンシミュレータ実行中。

参考のためマイコンに書いたファームウェアを載せておきます(例によってソースは試行錯誤の後が残ったままで汚いです)。コンパイルはMPLAB-IDEのバージョン8で行っていますが今となってはかなり古い環境だと思います。最新の環境でビルドできるかどうかは確かめていません。
また本来USB機器には固有のVID,PIDを書き込んでおく必要がありますがこのプログラムには適当な値を書いてあるのでそのまま使われる場合は自己責任でお願いします( 確率は低いですがもしVID,PIDがダブった機器を接続した場合に上手くつながらなくなる可能性あり)。
なおOpenStickLiteで使ったのと同じブートローダーから書き込む仕様でビルドしています。

HOI-Link:S-BUS→PC接続

PC上でドローンシミューレータを動かすとき、今までこんなコントローラーを使っていました。

10年くらい前、ムサシノ模型のモスキートモス号を作った時に練習用に買ったコントローラー

私レベルだとこれで問題ありません。しかし息子によると実物の送信機とは感覚が違うのでレースの練習はやりにくいとの事。
そこでトレーナーコネクタからPCに接続するインターフェースの購入も検討したのですが、その前に手元にあるものでなんとかできないか考えました。

まずトレーナーコネクタというのは送信機の裏についているこういう四角いコネクタ。ここからPWM信号が出ているらしいです。

右上の四角いコネクタがトレーナーポートです。

まずこのコネクタをどこで入手できるかというところから検討しなければなりません。またここから信号を取出せたとしてパルス幅をチャンネル数分カウントし、HIDデバイスとしてUSBに伝える処理も必要で何となく面倒です。

そこでRC受信機が出すS-BUS信号をマイコンで取り込んでUSBに伝えるのなら、OpenStickのファームウェアを少し改造して実現できそうです。しかもシリアル通信なのでパルス幅を数えるよりも精度が良い筈。但し受信機が一つ余分に必要なのと電波が出っぱなしになるのがちょっと気が引けますが、たぶんトレーナーコネクタから取り出す方式でも電波は出ているんではないですかね?(想像ですが)

こんな構造にしようと思います。

受信機はSBUSが出せれば何でもよいので、まずはこれで試してみます。

REDCON FT4X
ケースは外していました。

マイコンは秋月電子で買って放置していたPIC18C14K50搭載ボードです。このマイコンはOpenStickLiteでも採用しているので馴染みがあります。

そしてRAM領域の不足に悩まされましたが何とか動作し始めました。S-BUSは18チャンネル分のデータが含まれていますが私のT6EXで出せる6CHまでしか確認していません。あとで息子のT10Jで10chを試してみようと思います。


T6EXで実験中。ちょっと古いFASST方式ですが現役です。

実物のコントローラーだしケーブルをつなぐ必要もなく操作性は良いです。
何か他の事にも使えそうな気がします・・・今すぐ思いつきませんが・・ラジコン送信機でPCを操作する何か・・・
またPCの画面の前にカメラを置いてVTXで画像を飛ばし、ゴーグルで見ながらシミュレーターをやったらもっとリアルになるかも(かなりオタクだなぁ)。

現状はブレッドボードですが、この後ちゃんとした基板に載せ、ケースにも入れて完成させたいと思います。FRISKのケースあたりが良いかな?

いろいろやりかけ

最近、色んな事がやりかけのままです。

FPV LAPタイマー

前投稿に書いた様に受信機を壊したので、新たにモジュールだけ注文して既に届いています。ところが到着を待っている間に熱が冷めたというか、なんとなくそのままになっています。更にはGithubにこんなのが上がっているのを発見してしまったので、こちらでいいかと思っています。

まだ開けていない・・・

どどーんFPV化

私のどどーんもFPV化しました(※FPVとはドローンに搭載したカメラから送られてくる画像を見ながら飛ばすアレです)。このVTX(※画像の送信機です)は約1年前に購入していたのに無線免許の変更申請が面倒でそのままにしていました、しかし最近意を決して申請し、既に免許が届いています。でFPVしてみたのですが、画面を見ていたらどこを飛んでいるのかわかりません、そのうち畑のどこかに墜落して一時は行方不明になりかけました。機体発見用のブザーは載せていたのですが無理に取付けていたので時々外れており、この肝心な時にも外れて鳴らないという失態。結局FPVの電波を頼りにFOXハンティングして見つけ出しました。その後何度も墜落しているうちにFPVモジュールから煙がでて終わってしまいました。仕方なくFPVモジュールを再発注。

壊れる前の写真

FPV用ゴーグル

いつまでも息子のゴーグルを借りる訳に行かないので自分用を購入しました。本格的な人はFatSharkを使っている様ですが高いので、これにくらべてだいぶ安いEachineのEV100を購入。しかし息子の海女さんゴーグルと比べても視野角が狭く、画像が小さく見えます。ちょっとミスったかも。

Eachine EV100
息子の海女さんゴーグル

ゴーグルを買ったらブリキのロボットが付いてきました。何故か2台も。

オマケのロボット

TWEプロポ

MONOワイヤレスのTWE-Liteをプロポ代りにしてマルチコプターを飛ばす計画、こんなコントローラを作ったけど全く制御できなかった事を前回書きました。

加速度センサーでロール、ピッチを制御しようと思ったけど無理でした。

もうこの方式は止めて普通のスティック式にしようと思います。トイドローンの送信機からジョイスティックを取出して使う計画です。

息子から奪ったトイドローン用送信機

そして基板を作成中。

頂き物のCNC。以前の木製に比べ見ていて安心。

ぽんさんから頂いた旋盤

11.11にAliexpressから四つ爪チャックを購入しています。これでセンター出しを完璧にやれる予定(腕さえあれば)。

ソーラー鹿威し

水量安定化の為こういうのを作りましたが、外が寒くなってきてそのままです。

その他

ほかにも色々手を付けたり計画倒れだったりしていますが、そのうち紹介させてください。