どどーんはじめました。~その2~

先日作成したマルチコプターに乗せるバッテリーを購入しました。

HobbyKingで1セル600mAhが$1.99。
どうやらLi-Poは危険物扱いらしく送料がすこし高いので息子の分とまとめて5個買いしました(結局送料は私持ちなんですが)。

 

こんな感じで輪ゴムで固定します。

LiPo固定

裏返して輪ゴム止め。

そして充電ですが、AliExpressで1枚33円(送料無料)の充電基板FC-75を2枚購入しております。USB電源等でリチウムイオン電池を充電する為の基板でTP4056というICが載っています。(TP4056は名前が東芝っぽいのですが検索してみると中国メーカー製でした)

FC-75

1枚33円の充電器

 

基板は2枚つながっていますがそのまま配線していきます。
電源入力は4V~8Vの仕様なので5Vの安定化電源から2枚並列に供給します。
なお基板上の抵抗を交換する事で充電電流を決める仕組みになっており、
充電電流 = 1/抵抗値×1200 だそうです。
今回600mAhのバッテリーを1C充電するので2KΩとなりますが手持ちの関係で2.2KΩを接続しました。

FC-75_2

充電器に配線したところ

 

そして充電開始。まずは電流計を割り込ませてほぼ規定の電流値になっている事を確認後、電流計は取り外して観察します。

FC-75_3

充電開始。

 

時々バッテリー電圧を測定すると徐々に電圧が上がっていきます。

FC-75_4

充電中。

そしてバッテリー電圧が4.2Vに到達。ここで充電が終了してLEDが赤から青に変わるはずですが・・・・まだ変わりません。

4.22V。まだLEDは赤ですが電圧の上昇が遅くなりました。もう充電が止まってほしいのですが・・・不安。

4.23V。まだLEDは赤です。そしてデジボルが4.23Vと4.24Vの間をチラチラと行き来し始めたところで不安になってバッテリーを外しました。
このデジボルをどの程度信用できるのかという疑問もありますが、はやりちょっと高すぎる気がします。

TP4056のデーターシートを見ると充電停止電圧は4.137V~4.263Vとなっています。最大で4.263Vまで加わる可能性があるという事ですがこれって許容範囲なのでしょうか?(当然ながらハイボルト仕様のバッテリーではありません)
なおバッテリーを繋がない状態だと4.13Vでした。どういう制御になっているんでしょうか?

不安なので実績のある充電器で充電してみます。

enRoute L4充電器

最近すっかり産業用ドローン専門になったenRoute製の充電器。
まだホビー用ラジコンを扱っていた頃に買ったもの。なおLEDにテープを貼っているのは明るすぎて眩しいからです。

因みにこの充電器で充電完了後の電圧は4.11Vでした。こちらはかなり軽めの値になっています。

このFC-75充電基板は・・・どうしましょう?

どどーんはじめました。

変なタイトルですが「ドローン」と呼ぶにはおこがましいので「どどーん」なのです。

息子が少し前からマルチコプターを飛ばしています。
最初はこういう買ってきたやつをそのまま飛ばすだけだったので自分でやろうとは思っていなかったのですが・・・。

トイドローン

JJRCのトイドローン

最近はパーツを集めて組立て、PCで設定を変えたりと工作心をくすぐる事をやっているのを見て自分でもやりたくなりました。
作るのはブラシレスモーターのパワフルなのではなくコアレスDCモーターの軽いやつにします。 

部品購入

まず、フライトコントローラー。この基板にジャイロや加速度センサーが載っていてSTM32マイコンが飛行を制御します。ブラシレスモーターの場合だと通常はモータードライバは別に必要(4個も!)ですが、これはシンプルな制御のDCモーター用なのでドライバもこの基板に載っています。

F3EVO

フライトコントローラー F3EVO。
ブラシモーター用です。

次に受信機。私が持っているフタバの送信機に適合するものです。出力は昔ながらのPWMではなくS-BUSというシリアル通信なので、配線は電源、GND、S-BUSの3本だけです。S-BUS信号は上記フライトコントローラーのUART端子に接続します。

FT4X

ラジコン受信機です。

そしてモーター。2個で¥104円だったので予備も含めて6個買いました。
しかし後で失敗だった事に気づきます。

CorelessMotor

コアレスモーター。
(失敗でした)

プロペラです。結構折りそうなので多めに必要です。

propeller

プロペラ

他にバッテリーも必要ですがとりあえず息子のを借りることにします。

製作

まずはjw-cadでフレームを描きレーザーでMDFを切ります。

フレーム1号jw-cad

jw-cadで描いて・・・

MultiCopter1

マルチコプターのフレーム1号

パーツを取付けた写真は撮り忘れました。
フライトコントローラとPCをUSBで接続しCleanfligntというソフトで設定します。このあたりは息子に聞いたり須磨模型のサイトを参考にしました。

Cleanflight

Cleanflight設定ツール

そして設定ができたのでプロペラを取付けようとしたら・・・軸の太さが合いません。

良く調べたら、この手のモーターの軸はΦ1,0mmと0.8mmがある様です。今回買ったプロペラは1mm用ですが、モーターは0.8mmでした。仕方ないのでダメ元でプロペラの軸に接着剤(ボンド・ウルトラ多用途)を着けて固めます。この接着剤は固まっても少し柔らかいタイプなので後々の着脱がやりやすいかなと思います(実際のところ特に抜ける事もありませんでした)。

飛ばしてみる。

接着剤が固まったので早速飛ばしてみます。
が、プロペラの回転を上げても5cm程浮上するのがやっとです。しかも、ものすごく不安定ですぐにひっくり返って墜落します。 フライトコントローラの設定とかも色々いじったのですが・・・やっぱりパワー不足が一番の問題の様です。

2号機・・・ヘキサコプター

本来ならもっとパワフルなモーターに交換するのが筋だと思いますが、その前に予備モーター2個を追加してパワーアップしてみます。今回購入したフライトコントローラーはDCモーターを6個まで接続できるのです。
またフライトコントローラの設定により、スティックの操作量に対する反応を半分くらいまで減らしてみました(初心者なので安定性重視です)。

マルチコプターフレーム2号

フレーム2号。
モーターを2個追加してヘキサコプターとしました。

これだと何とか目の高さあたりまで浮かびましたが全く余裕がありません。やはりこのモーターでは厳しい様です。

モーター交換して3号機

やはりパワフルなモーターに交換する事にします。息子が使用しているのはJJRCのトイドローンSyma X5Cの交換用モーターなので同じ物を購入します。軸もΦ1mmなので購入済みのプロペラが使えます。
今回は配送を待つ気分ではないのでAmazonに発注し2日後には到着。

そして3号機。フレームは1号を元に細かいところを改良して作り直しました。
材料が2.5mmのMDFでレーザーで簡単に切れるのでどんどん改良していきます。

マルチコプターフレーム3号モーター変更

マルチコプターフレーム3号モーター変更

これだとさすがに良く飛びます。しかし操縦が初心者なので何度も墜落し、モーターの付け根が折れてしまいました。

マルチコプターフレーム3号破損

マルチコプターフレーム3号破損

4号機

モーターの付け根を強化しました(少し太くなったのと、2枚重ねの部分を根本側に若干伸ばしたのと)。
今のところ壊れておらず操縦練習中です。

マルチコプター フレーム4号

モーターの付け根を強化。

この後どうするか未定ですが、まずは操縦の練習をしてみます。

フライトシムのモーションシミュレータ化~8~

モーションシミュレータとして大体のところは動作したので使い勝手を良くしていきます。

省スペース化

まずは少しでも省スペース化するためヨーク、モニター取付け部分を折り畳み式にしました。

MotionSim9-1

折りたたんだところ。

支えの部分。折りたたむ時は真ん中のボルトを残して後は抜きます。

MotionSim9-3

使用中

 

リニアアクチュエータ接続ボルト切断。

リニアアクチュエータとキャスターの接続部分はいままで長ボルトを挿しただけでした。このままだといつか踏んづけて怪我しそうなのでボルトを短くします。

MotionSim1-5

リニアアクチュエータとキャスターのリンク。長ボルトを突っ込んでビニールテープで止めただけでした。

まずボルトを真っ二つに切ります。

MotionSim9-4

ボルトを切って・・・

そしてねじ切りをしますが、ダイスがなかなかボルトに食いつきません。こういう安価なセットだからいけないんでしょうか?

MotionSim9-5

これまた見たらわかる、安っすいやつやん。

一時間ぐらい格闘したけどねじは切れませんでした。結局ホームセンターでマトモなダイスを購入。安物セットの値段は忘れましたが、たぶん今回買ったダイスの方がセット全体よりもうんと高額です。

MotionSim9-6

ダイス購入。

さすが、このダイスだとガッチリ食いつきます。

またボルトとダイスの角度を維持するのが大変なので木材で冶具を作ってボルトを固定しました。

MotionSim9-7

冶具1号。2本目のねじ切りでボルトが回ってダメになりました。

MotionSim9-8

冶具2号。これも2本切るとボルトが回って終わりました。

ダイスの方は水準器を置いて水平を維持しました。これでボルトが垂直に固定できていればねじが斜めになることはないはずです。

MotionSim9-9

ダイスの上に水準器を置いてねじ切り。

結局木材冶具は二つとも壊れましたが何とか4本のねじ切りができました。
取付けるとこんな感じ。

MotionSim9-10

長すぎたボルトが丁度どよい長さになりました。

動力用電源のスイッチ取付け

モーターを回す為の12V電源ラインにスイッチを取付けました。このスイッチも先日ポンさんに頂いたものです。ありがたい限りです。

MotionSim9-11

動力用電源スイッチ取付け。

以上でモーション・フライトシミュレータは、ほぼ完成ですかね。いつも私の工作は完成したのかどうか決まらず終わっていくので今回は一旦完了宣言をしたいと思います(といいつつ、まだ何か続きそうですが)。

フライトシムのモーションシミュレータ化~7~

やっとフライトヨークとモニターを取付けました。

木組みでちょっと複雑な形に・・・

MotionSim8-1

合板多用です。パッチン止めは乗り降りする時に外します。

MotionSim7-1

モーション・フライトシミュレータ全景

早速テストフライトするため PCを棚から引っ張り出して座席の横に置きます。こうしないと諸々のケーブルが届かないのです。

MotionSim8-3

PCを引っ張り出してケーブル類を接続。

ではテストフライトの動画です。

ロール方向の動きが少ない様にも見えますが、ラダーを使って横滑りが無ければ横Gも加わらないので多分正しいのだと思います。

以上で一通りの動作はしたのですが・・・置き場所に困るのでこの後は簡単に分解/組み立てができる様にしていきたいと思います。

フライトシムのモーションシミュレータ化~6~

先週末も台風が来ましたが日曜の午後には晴れてきたので室外での作業ができます。
まずは溶接から・・・

Motionsim7-1

溶接機。
見たらわかる。いちばん安っいヤツやん。

 

建築用の金具をつなぎ合わせてこんな形にします。

Motionsim7-2

座席のフレーム

比較的綺麗に溶接できた部分。

Motionsim7-3

一番マシな部分ですが、ここは座版に当たるところなので出っ張りをなくすためグラインダーで削ってしまいます。

そして合板を切って組み立てていきます。

Motionsim7-4

ラダーペダルの置き場所完成。

座版と背板にゴムスポンジを貼りました。そしてラダーペダルを乗せてみます。
ペダルの位置が高くて膝が窮屈なので、いずれペダルを低く作り直すつもりです。

Motionsim7-5

ラダーペダル仮止め

Motionsim7-6

上から見たところ

これでペダルを操作しながらフライトできる様になりましたが、ジョイスティックを手で持っての操作です。
早くヨークと画面を固定する必要があります。

しかしだんだんと大きくなって置き場所に困る様になってきました。
最初から判ってた事ですが・・・どうしましょう。