フライトコントローラーを自作してみる。~その3~

前回まででとりあえず’飛ぶ’という事については何とかなったので引き続きOSD機能を試してみます。
OSDはOnScreenDisplayの略で、テレビの映像に文字等をスーパーインポーズする機能です。よくアナログ時代末期のテレビではチャンネル番号や音量が画面上に表示されていたアレです(今もあるか)。
フライトコントローラーではFPV画像に重ねてバッテリー電圧とか諸々の情報を表示する為に使用します。

大抵のフライトコントローラはマキシムのMAX7456及びその互換ICを使っている様で、これを使えば問題なくBetaflightのファームウェアがコントロールしてくれるはず。

という事でAliexpressからMAX7456Eを3個買っておきました。
SOPパッケージなのでピッチ変換基板に実装します。

そしてほぼデーターシート通りの次の回路図でやってみます。

ブレッドボード上に回路を組んで・・・

ちょっとゴチャゴチャしています。
画像の上の方に適当なカメラを仮止めしています。

実行してみるとあっけなく表示されました。
まあソフトもハードも既存の物なので当然といえば当然ですが。

次はそろそろ基板化を考えたいところですが、その前にもう一つ、最近のフライトコントローラーには動作中のログをSDカードやSPIフラッシュに残す機能があります。
調子よく動作しているときは良いのですが不調の場合には必要となる可能性があり、できれば搭載しておきたいと思います。メモリーにはマイクロSDカードが安くて容量も大きいのですが、SDソケットを載せると基板の面積を喰って設計が難しくなるので今回はSPIフラッシュで試そうと思います。
そこでRSコンポーネンツにSPIフラッシュを発注し、入着を待ちながら基板の検討を進ていめます。

フライトコントローラーを自作してみる。~その2~

前回STM32F411Nucleo64ボードでフライトコントローラーを作ってホバーリングさせてみたら斜めに振動したところまで書きました。その続き。

「斜めに振動」といっているのはこういう風に、黄色線を軸にして赤矢印の方向に2~3Hz程度で揺れ、PIDをいじっても改善しないのです。

最初はプロペラとジャイロセンサーの高さが違うのが原因かと考えました。高さが違うと上図の様に揺れた振動をジャイロだけでなく加速度センサーまで拾ってしまいおかしくなるのかと・・・

一番上の基板にセンサーが載っているのでプロペラから2cmくらい高いのです。

そこでモーターの高さを上げてみましたが効果ありません。

この時はまだ レーザー管も元気だったので簡単に作れました。
前回書いた様に、この後レーザー管が弱ってしまったのです。

次にFCを90度回して取り付けてみました。こうするとジャイロ/加速度センサーも90度回るので揺れる方向も90度回るかと思ったのですが、変わらず同じ方向に揺れました。という事はセンサーがらみではないんじゃないかな?

試しに市販のFCに載せ変えてみたら、やはり同じ様に揺れます。という事は自作FCの問題ではなく、モーターやESCを含む機体側の問題っぽい・・・

ESCは得体のしれないセパレートタイプ(4in1ではない) を4つ載せています。4個が同じ設定ではないのかと疑いましたが、ファームがBLHeil等ではなく、特に資料もないので確かめ方がわかりません。そこで先日激安で購入したESCに載せ変えてみましたが・・・これでも変化ありません。

激安ESC

残るはモーターかとも思いましたが交換できるモノがないのです。また4つとも見た感じでは元気に回っています。

ここで一旦行き詰ったのですが、以前コアレスモーターの機体にBetaflightの最新バージョンを載せたら不安定になった事があったので、ダメ元でBetaflightのバージョンを下げてみ見ました。

今までVer.4.2.0だったのをVer3.5.7に変更したところ揺れが収まったじゃないですか。最新版の何が問題なのかは判りませんが自作FC,市販FC共にVer3.5.7だと安定しています。

Ver4.2.0の何が問題かは気になるのでいずれ調べたいと思います。

・・・という事で最終的にこんなゴチャゴチャな機体になりましたがちゃんと飛ぶ様になりました。

動画です。
なんかもう、とにかく飛べば良しという機体

次はOSDの回路を載せてみたいと思います。

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。