HOI-LINK高分解能化

以前我が家に来られた事のあるNONSAYAさん、当時はレーザー加工機の話題で盛り上がりましたが、今はドローンレース界の重鎮です。
そんなNONSAYAさんと最近Facebookでお話しする機会があり、コントローラーの分解能が何bit必要かという話になりました。
最近はVelociDrone(ドローンシミュレーター)を使ってオンラインのレース を開催されており、この時コントローラーからPCに送られる信号の分解能がプロレベルの速さでは影響するのではないかと。

OpenStickにしてもHOI-LINKにしても今のところ8bit幅でデータを送っています。一方実機のドローンでよく使われるS-BUS信号は11bit幅です。
私の素人的感覚では8bit幅(=256分解能)もあれば十分かと思っていましたが、レースのプロには影響するのかもしれません。

そこでHOI-LINKを高分解能化して試す事にしました。
HOI-LINKはラジコン受信機が出すS-BUS信号をPICマイコンで受け、USBのジョイスティック信号に変換してPCに送る仕組みになっています。
これを使えば実物のラジコン送信機を使ってドローンシミュレータの練習をしたり、PCに制御信号を送ったりできるモノなのです。

こんな仕組みです。

ここで先ほど書いた通りS-BUSからは11bit幅のデーターが送られてきます。これを8bitに変換するため下3bitは捨てて上位8bitだけをUSBに送っていました。これに対し高解像度版では11bit幅のデーターの下に5bit分の0を付加し、16bitデーターとしてUSBに送ります。
よってデーターは16bitで送りますがS-BUSの11bitから情報が増えるわけではないので結果的に11bit(=2048)分解能です。
なおラジコン送信機/受信機がスティック操作の変化を本当に11bit分解能で通しているかは不明です(ここで削られてたらどうしようもないのですが、どうなんでしょうね?)。

そして11bit版を使ってVelociDroneで飛んでみたところ・・・私レベルの感覚ではスムーズになった様な気もしますが自己暗示かもしれずよくわかりません。もうちょっとハイレベルな人に試してもらう必要があります。

実際にオンラインレースに出場されている方々の環境は8bitだったり11bitだったり様々だそうで、必ずしも11bitの人が勝つ訳でもない様です。

今回作成した高分解能版のファームとソースを下のリンクにアップロードしておきます(デバイス名の最後の’HR’はハイレゾのつもり)。
HOI-LinkHR20200615.zip

また受信機の機種によっては電源投入順序に制約がある問題(HOI-LINKをUSBに挿した後から送信機の電源を入れる順序でないと動作しない)が見つかったので修正しています。

なお以前はS-BUSに含まれる18ch分すべてをUSBに送り出していましたが今回のファームではチャンネル数を8bitに制限しています。
これには事情があって、ドローンシミュレーターで使うには問題ないのですが、Windowsの設定画面(下の図みたいなやつ)でみるとはアナログチャンネルは8chまでしか表示されず、一番大事なスティック操作が動いていない様に見えて気持ちが悪い上に、キャリブレーションができず、以前ARマーカーでドローン制御をしたときに影響があったので8CHにしてしまいました。

Windowsのこういう画面です

後半のチャンネルをデジタル値にしてやればいいのかも知れませんが、S-BUS信号は各チャンネルがアナログかデジタルかの見分けがつかないのでどれをデジタルにするか悩みます。で、実際には8chあればまず足りると思うので取り合えず8chまでにしています。
※もし18ch版必要な方がおられたらご連絡ください。

という事なのでもし8bitと11bitの違いを試してみようという場合は同じ土俵で比べるため下記のファームを比べてください。
HOI-LinkA20200614.zip ・・・8bit/8ch版
HOI-LinkHR20200614.zip ・・・11bit/8ch版 (上のリンクと同じ)

2020-06-15追記
HOI-LINKをPCに挿し送信機がONの状態でPCを立ち上げたときうまく動作しない問題が見つかったので修正しました。原因はUSBの通信が確立する前にSBUS信号を受けてUARTがオーバーフローしていたためで、初期化する処理を追加しました。
( 今回11bit版だけ修正しています。今後8bit版のメンテナンスは止めるつもり。)
HOI-LinkHR20200615.zip

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。。。