ラジコンヘリとham三昧: 8月 2014

2014年8月26日火曜日

V120D02S APM化受信機の8ch化

なんとか飛行可能になったAPM搭載V120D02Sですが、パラメーターの調整がなかなか進みません。
トランシーバーでMPとLINKしながら飛ばして調整していますが、やはり一度着陸させてからのパラメーター変更だと時間がかかります。もともと７chあればパラメーターの微調整をしながら飛ばす機能があるのですが、6ch受信機ではチャンネル数が足りません。

で、8ch受信機を載せることにしました。7ch受信機はずっと在庫キレのため仕方なく8chｗ使います。

使ったのは、HKのORANGE　RX　DSMX　8CHです。この受信機は、アンテナ2本＋サテライトアンテナ2本のコネクターがついていますが、サテライトは使わないので外しました。

例によってサーボ出力端子を、2.5mmピッチコネクターから1.25mmピッチコネクタに変更しました。

一列に1.25mmコネクターを並べると受信機の基板の幅より大きくなって機体への搭載が難しくなります。なので、4個ずつ2段に配置しました。
また、チャンネル出力以外にバインドおよびバッテリー端子が必要なので、はずしたサテライトコネクターの位置に設置しました。

大きさは、

上が6ch受信機で、下が8ch受信機です。かなり大きくなりましたが、何とか機体には搭載できそうです。

6ch受信機のように縦一列のコネクターが並べば、接続はすごく楽ですが、2段にしたため、それぞれの信号線は、リード線で配線しています。

完成後、DSM2でバインドさせようとしたらできませんでした。DSMXとDSM2は互換性があるかと思っていたのですができませんでした。

対応は、別の送信機を使うか、モジュールを交換するしかありません。せっかくJRのXG11で統一したばかりですが今回は、9XRを使う事にします。

残った課題は、振動対策とバッテリーの持ちです。

2014年8月13日水曜日

V120D02S　3機とも破損

異なった仕様のV120D02Sですが、今日３機とも破損しました。

うち2機はテールクラッチ、もう一機はオートロクラッチがすべり、お殿様あれ～墜落でメインローターセンターハブ折れ

まず、テールクラッチですが

２機とも同じクラッチを付けてますが、１機は最終ギアがプラスチック、もう１機は金属です。

で、破損の状況は、左のプラスチックギアの方は、クラッチがあるにもかかわらずのギア欠けです。

金属ギアの方は、クラッチ用アルミパイプと金属ギアの接着が取れ、フリー状態になりました。

どうもクラッチが硬すぎて機能してないみたいです。

テールの保持力は最高なんですが、クラッチ付けてないのと同じでは意味がありません。

３機目は、オートロクラッチが飛行中に滑って、しかもこの機体はテールモーター仕様なので、クルクルパー状態。やむなくホールド入れたら約10Mの高さからの自由落下で、

見事にセンターハブがもげました。
最初お姫様ピルエットはまたテールモーターが止まったのかと思ったのですが、回収してみるとオートロクラッチが完全に滑ってます。

どの破損も突き詰めると2Sパワーに機体が追い付いてないという事でしょうか？

2014年8月12日火曜日

新コントローラー　着弾

ホビーキングからダイレクトメールが来るのですが、大抵その中で見たもの1つは注文してるという馬鹿なことをやってます。

今回注目したのは、

HKPilot32 Autonomous Vehicle 32Bit Control Set w/ Power Module

で、いま、はまってるAPMの機能強化版です。

スペックは、

Size: 81x44x15mm
Weight: 33.1g
Microprocessor:
32-bit STM32F427 Cortex M4 core with FPU
168 MHz/256 KB RAM/2 MB Flash
32 bit STM32F103 failsafe co-processor
Sensors:
ST Micro L3GD20 3-axis 16-bit gyroscope
ST Micro LSM303D 3-axis 14-bit accelerometer / magnetometer
Invensense MPU 6000 3-axis accelerometer/gyroscope
MEAS MS5611 barometer
Interfaces:
5x UART (serial ports), one high-power capable, 2x with HW flow control
2x CAN
Spektrum DSM / DSM2 / DSM-X® Satellite compatible input up to DX8 (DX9 and above not supported)
Futaba S.BUS® compatible input and output
PPM sum signal
RSSI (PWM or voltage) input
I2C®
SPI
3.3 and 6.6V ADC inputs
External microUSB port

で、なんとMCUは32ビットのARM　cortexです。

本家は、カナダのメーカー3DRoboticsのPixhawkらしいですが、いつものようにそのバチモノです。

バチモノと言っても$147.28ですから相当なものです。もっとも本家のは２万円以上してます。

暫く前に、カナダ以外には輸出制限がかかってた代物です。

現在DEVIL450に積んでいるAPM2.5をこれに変えようと思っていますが、しばらくはV120の方でパラメーターの研究をしてからにしようと思います。

しかし、初期不良の可能性もあり、前回は暫く開封せずに置いておいたら不良品で、交換してもらうのに大変労力を使ったので、動作チェックだけはしてみました。

本体以外に、パワーモジュールやブザー、ここには映ってませんが、マイクロSDカード、やカードリーダー、セーフティスイッチなども付属します。

APMと同じMissionplannerで設定ができ、クワッド、飛行機、自動車、ヘリなどに搭載可能ですが、説明には、月面探査機や潜水艦などにも応用できるとあります。

動作チェックで驚いたことはそのスピードの速さです。APMは、リンクするのに20秒ほどパラメーターの読み込みに掛かるのですが、この機械は一瞬で終わります。

なんか、もはや趣味の世界を超えてる感じです。

ヘリに搭載するのが楽しみです。

ブレードバランス　改修編　完成＆飛行インプレッション

一応完成し、今日テスト飛行を行ってきました。

完成したブレードです。

錘をエポキシで固定し、ポリパテを盛ってサンダー掛けしました。最後に水ペーパーで研ぎ出してます。この後塗装の予定でしたが、重量がかなり重く軽量化のためこのまま行く事にしました。見た目はがたがたですが、表面はかなり平滑です。

重心位置は、

オリジナルと今回改修したものを重ねています。すこし前に重心が移ってます。

拡大すると

3ミリ強差がついてます。計算では3mm弱だったのでどこかで間違えたかもしれません。

ここまでの経過では、そんなに変化がありそうには思えません。

が、実際飛ばしてみるとものすごい差です。

今日は風が結構強くオリジナルでは、向かい風直進飛行では、ハンチングでまともに飛びませんが、このローターを付けると見事にハンチングなしで素直に飛んでくれました。

正直ここまで差が出るとは思っていませんでした。

しかし、重量が28.3gとかなり重くなっていますので、グリグリ度は下がってます。

tarotのFBL用カーボンと比べて、同じ感覚にするためには、K-BARのスワッシュアジリティを８０から110に上げる必要がありました。

だからと言ってすべて同じ感覚になるかと言えば、そうはならず重いローターのため少し舵が残る感じです。

ループやロールもしくは静演技用にはもってこいのローターになりました。

V120D02S APM化　LOITER成功

まだまだ調整不足のV120D02S APMですが、無理やりLOITER飛行をやってみました。

飛行場での、ピット風景です。

この小さなヘリを飛ばすために、かなり大げさなことになってます。

パソコンとのリンクは、トランシーバーを使ってます。一度リンクすれば、100m程度の距離まではリンクが切れないので、パラメーターの修正には助かってます。

現在は、ゲイン調整に手間取っていて、ハンチングがなかなか納まりません。この日は風が強く余計にハンチングが起こりやすく、スワッシュハンチングの対策で苦労していました。
ロール、ピッチともPゲインは0.004まで下げていますが、まだ収まりません。この値だと手で機体を揺らしてもサーボはほとんど動かないくらいです。

原因は良く解からないのですが、やはりボードの固定方法を改善しないといけないかもしれません。

そんな中、無理やりLOITERモードに入れてみました。

まだ、高度維持のパラメーターも調整していないので、暫くするとだんだん高度が下がってきましたが、何とか位置は自分で維持しているようです。

動画です。が、カメラのセッティングが悪く、プロポを手放ししてしばらくはヘリが写ってません。いらいらしますが、我慢してください。

ちょっとびっくりしたのは、450サイズでは、なかなかLOITERが成功しなかったのに、このサイズではあっさり1回でできてしまったことです。
推測するに、450では電圧も電流も大きく電源周りの磁界の影響を受けるのに対して、このサイズでは電流は1/4、電圧も2/3ですからかなり影響が少ないのではないかと思われます。

なんとかハンチングを抑える工夫を考えて次のステップに進みたいと思います。

2014年8月10日日曜日

ブレードバランス　その2　改修編

安物ローターの重心位置を変えて、前重心にするのはなかなか大変そうです。

生贄にするのは、やはり$6の安物ローターで、重心位置は合っているけど重量が違い過ぎて調整しきれない2枚です。

1枚は22.78gもう一枚は24.30gです。その差は1.5gあります。

改修方針は、まず重心位置に重量差の1.5gの錘を埋め込み、重量と重心を合わす。
次に、出来るだけブレード先端の前側に同じ錘を埋め込み重心位置を前に出す。

使う材料は、釣具店で買った、

鉛の錘と

タングステン錘です。

タングステン錘は1個1.8g、鉛は3gです。

なので、重量合わせには鉛錘の半分を使います。形が悪いので、木材をルーターで削り、溶かした鉛を流し込みます。

写真は、半分切り取った鉛を木材の上でハンディバーナーであぶり木材型に溶かして固めたところです。

重心変更はタングステン2個で3.6gとして計算してみると、

現在のブレード重量24.3g
旧重心延長線からタングステン錘の距離14mm
重心からボルトの距離163mm
タングステン錘からボルトまでの距離280mm
新しい重心延長線と旧重心との距離＝Ｘ
新しい重心延長線とタングステン錘との距離＝Ｙ
とすると

24.3g×Ｘ＝3.6g×Ｙ
280/163×Ｘ＋Ｙ＝14mm

の関係があり、

X＝1.65mm
Y＝11.13mm

となる。
旧重心からの距離-新重心からの距離(Y）＝2.87mm

となるので、翼先端で約3㎜移動することになる。

錘を埋め込む道具は、

DREMELのルーターで、ドリルは

1.1mmのドリル、1.1mmのリーマー、3mmのネギ頭リーマーです。

開ける場所は

重心位置に鉛が入る大きさに、ブレード先端にタングステンが入る大きさに溝を掘ります。

拡大写真です。

重心位置の鉛錘です。下の穴は、間違えて開けたもので埋めます。

でこの溝にそれぞれの錘を入れてエポキシで固め、サンダー掛けしてバランスの最終調整を行えば完成です。

つづく

ブレードバランス　その1

ブレードのバランスについて考えてみたいとおもいます。

ヘリの左右のブレードのバランスをとる場合、一番簡単な方法はヤジロベエ方式です。市販のたいていのバランサーはこのやり方でブレードのバランスを取ります。

しかし、これはいわゆる静的バランスというやつで、重心の位置まで合わせているわけではありません。

安物ブレードの代表格、HKの　“325mm Carbon Fiber Main Blades”（わずか＄６なのですが）、重心を測ってみるとブレードごとにかなりばらつきがあります。

ブレード４本にマジックで付けた印が重心位置です。実はこれ、写真を見ると左側２枚と右側２枚がペアに見えますが、実際の商品は違ってます。もっとたくさんのブレードの中から重心のあっているものを選んでペアに変えています。

ヤジロベエ方式のバランスのとり方では、たとえ重心の位置が異なっていてもモーメントが等しければ釣り合うのでここまでのチェックはできません。

重心位置の合った者同士をペアにすると、今度は重量が合いません。で、重心位置にテープを張って重量を合わせます。

こんな感じ。このやり方がダイナミックバランスです。

しかし、重量があまり違わない場合はこれで可能ですが、違うペア同士だと平気で3gぐらい違ったりするので、そうなったらお手上げです。

で、少し上等なブレードを買ってみました。

Assault 450 DFC - 325mm Carbon Fibre Main Blade (1pair)　で$9.29です。

流石、高いだけあって、重心も重量もばっちりです。

重心の測り方は、

ブレードの下に小さなロッドを置き（私は、ドライバーのシャフトを使ってます。）重心のとれた場所をマーキングします。次にロッドを斜めにおいて同じことを行います。斜めの向きを変えてまたやります。

するとマーキングが

こんな感じで1点で交わります。ここが重心です。試しにレーザー水準器に当ててみます。

ぴったりでした。

なぜこの重心位置にこだわるかというと、静的バランスだけ取ったブレードでK-BARで飛ばすと、スワッシュゲインが上がりません。その辺で3D飛行をやってる分にはあまり影響はないのですが、上空を向かい風で直線飛行させるとハンチングが出て、強風時はゲインをいくら下げても納まりません。

ところがこのバランスを取るとかなり減少します。

しかし、上の写真でわかるようにこの安物ブレードは重心位置がかなり後ろで飛行中かなり進角していることになります。ブレードの進角は頭上げや、位相のズレによる舵交じりの原因になります。

で、いろんなローターを比較してみました。

右から2番目が325mm Carbon Fiber Main Bladesです。角度を計算すると、1.9度の進角です。

左端は、RJXのPUNCH、2番目はAssault 450 DFC、右端はTAROT325mmです。

価格は、
RJX $21.98
assalut $9.29
hk $6
tarot $12

です。なんとなく価格相応な気がしますが、tarotがお買い得？

マイクロヘリも比較してみました。

まず、V120D02S純正