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2015年4月11日土曜日

クアッド部隊不調続き その2

450クアッド編です。どうにもこうにもカメラジンバルが上手く動作しないので、外してみたところ、今度は飛行中にエラー音が鳴ります。LOGを見るとGPSエラーです。

ケースに入ったGPSモジュールをよく見るとケースの中で傾いてます。受信モジュールからアンテナが外れたみたいです。これは簡単に治りそうだと、両面テープでくっつけて再挑戦。

今度はうまく・・・行きません。同じです。

降ろしてGPSからの配線を触っていると停止中でもエラーになります。これはコネクターの接触不良かと思い、配線を全取替して、先週末勇んで飛行場へ・・・・・・

しかし、バッテリーのコネクタ変換アダプターを忘れて飛びません。

試験飛行は今週末の予定です。

2015年3月4日水曜日

450クラスクアッド カメラジンバルその後

やっと受信機系統が直って飛ぶようになったので、今度こそはと思い、ジンバルを取り付けてテスト飛行です。バッテリーはあまりに飛行時間が短いため、3S1800mahから4S4000mahに交換してます。今度はバッテリが重すぎて後ろ重心で浮き上がったとたんに自分に向ってすっ飛んできました。

怖!

重心取り直して再挑戦、浮きました!

この機体、LEDが埋め込んであり夜は光り輝くのですが、スペック上は3S駆動です。4S繋いで燃えないか心配でしたが、今のところ明るくなっただけで大丈夫みたいです。が、かなり触ると熱いです。



この時のカメラ取り付けての空中動画ですが、




撮影中かなり機体は飛行のため傾いては居ますが画像上はジンバルの効果が出てるみたいですが、急激な機体変化にジンバルが追従せず途中から傾いた状態を保持してます。しかも、大きくするとコンニャク画像になってます。機体に直接くくりつけた時はこんなにひどくなかったのにダンパー噛ますと返ってひどくなりました。

この改善は途方もなく時間と労力がかかりそうです。ん~気力が続くか?

2015年2月18日水曜日

450クアッド不調

せっかくカメラ用ジンバルの調整がうまく行き飛行できるかと思いきや、機体が不調です。
ホバリングさせていると、モーターが息つきしたり、勝手に動き出したり非常に不安定です。

しかし、loiterモードにすると症状が出ません。stabilizeやaltholdで症状が出ます。

PIDをいろいろ弄ってもあまり変化がありません。調整を行っていると最後には、エルロンが効かなくなりました。プロポのエルロンスティックを動かしても機体が反応しません。なので浮上すら出来ない状態です。

色々悩んだ結果立てた仮説は、受信機もしくはPPMエンコーダーがうまく信号を出していないのではないかという事です。



9ch受信機とPPMエンコーダー(軽量化のためにコネクターレスの直半田です)

これならloiterモードでは基本は自立飛行ですから、入力さえなければ勝手にコントローラーがモーターを制御しているだけなのでPPM入力には無関係のはずです。

しかし、受信機の予備もPPMエンコーダーの予備もありません。しばらくはフライトをあきらめなければならないかと思ってネットを見ていると、サテライトアンテナだけでもpixhawkは大丈夫そうです。

問題はバインドです。pixhawkではバインドできそうにありません。

で、この受信機を使って先にバインドさせてから、pixhawkにつなぐとうまく信号受け取ってるようです。


これなら配線も少ないし軽量化できてすっきりです。

さて、これで不調は解消するでしょうか?

2015年1月11日日曜日

ブラシレスジンバル 大失敗の巻

GOPROのまがい物を450 quadにくくりつけて空撮実験をやった時に、なかなかきれいに映ってたが、やはり振動を拾ったり機体の傾きによって画面も傾いたりしているので、常時水平を保つような装置が欲しいなと思ってしまいました。それに、機体の重心を下げて安定させる効果もあるのかなとか勝手に思ったりしています。

しかし、3軸ジンバルは2~3万円ほどするので、カメラより高価になってしまいます。何とか安いものはないかと探したところ、ありました、これです。$39.99

HobbyKing Brushless ActionCam Gimbal With 2208 Motors and 3K Carbon Construction

2軸ですが、この値段でブラシレスモーター付です。2軸と3軸の違いはPANがあるかどうかですが、機体を回せばいいので安い2軸にしました。

しかし、ここからが無知が招いた大失敗です。

HKより商品が届いたので、一生懸命組み立てました。今回は不具合はあまりなくサクサク進みましたが、最後にカメラを取り付けようと思ったらマウントにはまりません。どうも純正GOPROとまがい物で厚みが違うみたいです。まあ、これは不具合というよりはまがい物を使ってる方が悪いので何とか工夫して、カメラ付属のアダプターを使う事で解決しました。



何とか取付重心も釣り合った状態で組み上げることができました。

しかし、次の問題。

ブラシレスモーターを駆動させるのだから当然ESCは必要だろうという事で、スムーズに回すためにはファームも書き換えてとか思いながら、


書換え用の端子をHK6Aに半田付けの作業途中です。

休憩中にコントロールは確かmissionplannerにあったなとか思いながら画面を開いてみると、


シャッターまで入れると4ch使いますが、今回は2軸のジンバルなので2chで行けます(PANは使いません)

で、pixhawkのジンバルコントロールチャンネルのオシロ出力を調べるとPWM信号が出力されています。

ん~?この出力をESC経由でブラシレスモーターにつないだら、クルクル回るだけで水平を保つなんてできないじゃありませんか?

確かに機体の傾きに合わせてPWMの値は変化するのでジャイロが効いていることは間違いありません。

そうです、このpixhawkのジンバルコントロールは、サーボをコントロールする時に使うらしいのです。所謂サーボジンバルで今回のブラシレスジンバルには使えないのです。
これを使うためにはジンバル専用のセンサーが内蔵されているコントローラーが必要でした。

やっちまった!

さっそくebayで安いのを手配しましたが、おりしも正月とぶつかりあとひと月くらいかかるとのアナウンスがありました。その間お預けです。

しかも、このジンバルの重量を計ると


カメラ込みで264gもあります。今の450で浮くでしょうか?

お預けの間に機体にくくりつけて飛行テストでもやってみることにします。

ダメなら、モーターのアップグレードを考える必要がありそうです。

2014年12月31日水曜日

今年の飛ばし納め 2014年

う12月27日土曜日に、飛ばし納めをしてきました。持っていたのは、

mini cp、250FPV、450QUAD、CopterxCX450PRO、DEVIL450ですが、copterxは飛ばしませんでした。

mini cp 1Sは、寒いせいかバッテリーが満充電にもかかわらず全然元気がありません。2Sは元気よく飛んでくれましたが、プロポの機種を間違えたのか、プラスピッチが全然入らず、あえなく墜落テールモーターがもげて終了でした。(動画撮ったつもりがメモリーカードが一杯で写ってませんでした)

250はフロントライトに青色LEDを追加して視認性確認とRTLのテストでしたが、赤に比べ青色LEDは昼間はほとんど見えません、失敗です、といっても動画ではどちらも全く見えてませんが。

RTLは少しおかしな振る舞いがありましたが一応成功。まだ怖いのでLOITERモードでスティックを動かし移動しているので、動きが緩慢です。アンテナを改善すればもう少し良くなりそうです。



450QUADは安定性改善の途中での飛行フィーリングの確認ですが、デフォルトのままの設定でまあまあ飛んでくれるようになりました。前回のような下降時のふらつきはなくなりました。




devil450はテールカバー修理後の初フライトですが、これが今年最後のフライト。もう少し気持ちよく終われるとよかったですがdevil450は音が大きいし、テールに多少振動があります。ボディーがかぶってブレースが無いせいでしょうか?も少し改善が必要そうです。


この日はmini cp以外はなんとか墜落無しで終了できました。最後までドタバタでしたが、今年はこれにて終了。くだらない記事ばかりですが、来年もよろしくお願いします。


2014年12月28日日曜日

450class QUAD 改善策

前回の初飛行の失敗を踏まえて、改善策を検討してみます。

改善点は、

1.ESCの統一(HK20A)

2.ESCのQUAD用blheliファームへの書き換え

3.コントローラーの防振架台の設置(振動対策)

4.スキッドの延長とバッテリー搭載位置の変更(重心を下へ移動)

5.モーターシャフトの検査修正または交換

6.GOPRO用ジンバルの設置(重量増と重心位置変更)

7.ペラの交換(8インチのテスト)

です。

1.は手配済ですでに到着

2.は、前回HK製アダプターを使って回路をショートさせて一個ダメにした経緯があるので、今回は書替え用コネクターを半田付けします。

3.は250で重量増で外してしまったものを再利用します。これはヘリのつけて効果絶大だったものなので期待大です。

4.も手配済みですでに到着してますが、色が黒の不透明なので、折角のLED効果が半減しますが、仕方なく装着です。

5.どうも一個だけ手で回して目視でうねっているので最初の振動でやられたみたいです。直せれば修正しますが新規調達した方が確実かもしれません。

6.これも、未調達ですが、いつもの通り安物で良いのがあればつけてみます。

7.これはオプションで他の項目をやっても回転数が低すぎるときにやってみます。

1・2・3・4を行った機体です。かなり変わりました。



さて、どうなるか?

2014年12月27日土曜日

450class QUAD MEIDEN FLIGHT

前回 鬼振動のため飛行を断念しましたが、ローターバランスを取りなおして祝日に初飛行を行いました。



見た目には振動は無く飛びますが、かなりローター回転数が低くてホバリングします。機体がかなり軽い印象です。

振動は劇的な改善が見られましたが、それでも後でログを見ると250に比べるとまだまだ振動は大きいようです。クアッドの振動源はモーター廻りしかないので、その部分に限って考えられる原因は、

1.ペラのバランスがまだ不十分

2.モーターシャフトの曲り

3.その複合

です。この辺は再度精査します。ログを見る限り振動は許容値ぎりぎりですから、モーター廻りで改善できない場合はコントローラーの振動対策が必要かもしれません

振動以外では、機体の安定性が全く駄目です。クアッド標準のパラメーターを入力していましたが、かなり不安定なので少しパラメーターを弄りましたが、あまり顕著な改善は見られませんでした。

なので、他に不安定の原因があるかもしれません。というのは、現在の機体は組立時に一個ESCを壊したため、一つだけ違うものを仮に付けています。三つは HK20A でatmel esc 仮の一つは plush18a でsilab escです。しかもファームを書き換えてないのでそれぞれオリジナルファームです、多分特性も違っていると思います。

不安定さが出るのは特に機体が下降する時ですが、ホバリング時の回転数が低いのも原因しているかもしれません。下降時回転が下がるとESCのばらつきもありモーターの回転が不安定になっている可能性もあります。

もう一つ気になるのは、この機体のスキッドが短く、積載物はローター回転面と同じくらいの高さに積む必要があり重心位置がかなり高くなってる事です。当然重心がローター面に近いと弥次郎兵衛でも経験できる通り不安定になりそうです。

まだ不安定な機体ですが、無謀にも空撮に挑戦してみました。

GOPROまがいを機体に縛り付けて高度をかなり上げてみました。後でログを見ると80mまで上がっていますがかなりドキドキの飛行になってしまいました。

その時の空撮映像です。カメラの固定が斜めっているので画像自体が水平ではありません。



常時細かな振動を拾ってうにうに画像になってますが、下降時の機体の不安定さは相当なもので乗り物酔いしそうですが、良く墜落せずに戻ってこれたものです。マニュアルでコントロール出来なくなって威力を発揮するのはRTLです。あわてて操作を間違えてなかなかRTLモードに入れられませんでしたが、入れたとたんに安定してホームポジションまでは水平に戻ってきました。

が、そのあとの降下でまたうにうに現象が発生しあわや墜落しそうでしたが何とか切り抜けられました。

やはり上昇や水平飛行は安定してますが、下降がダメでなようです。

この日は、年末の買い出しが夕方あったため日暮れまで居られずLEDの効果は確認できませんでした。

2014年12月24日水曜日

450class QUAD メイデンフライトならず。

450クラスクアッドですが、日曜日に調整もしないで飛行場に持っていきました。
今回の組み立て中に、ESCのファーム書き換え失敗で、ESCをショートさせてしまい、代替え品にPLUSH18Aを付けているため、まずは飛ぶかどうかのテストのためでした。

代わりのESCは現在手配中でもうすぐ到着予定です。

モーターが回るところまでは家で確認しています。が、ペラを付け回すのは初めてです。

で、回してみると酷い振動です。これでは調整どころではありません。ESCの配線をモーター1つずつにして振動を確かめましたが、4枚とも酷い振動です。

そう言えば、ペラのバランスを取ってません。何せHKで買った2枚セットで約$7という超安物です。

ヘリのローターバランスはとったことがありますが、こんな大きなプロペラのバランスはやったことがありませんし、家にあるバランサーは450のヘリまでのものでシャフト径が3mmまでしか測れません。と思ってましたが、よくバランサーを見ると、固定ナットにテーパーがついてます。


このテーパーで太いシャフト用も固定できそうです。

やってみると

酷くバランスが崩れてます。


その部分の力を測ってみると


0.2gの差です。ペラの重量は、


約13gですから大したことないように思えるのですが、一応バランスとってみます。

軽い方の先端にグラステープを巻いたのですが、重量差の割に結構なものです。

で、一応回してみると、なんと全くといってよいほど振動が消えてました。
やはりバランスは大切なようです。


バランスは取れましたが、格好は悪いし、何より飛行中に剥がれそうです。

そこで、いろいろネットを検索してみると、0.18gの差というのはとんでもなくバランスが崩れた状態だということが分かってきました。

一般的なやり方は、軽いほうにテープを張るというより、重いほうを削るのが正解みたいです。

この0.2gというものを検証してみます。

120mm離れた場所で0.2gの重りが2700rpmで回転した時の遠心力を求めると170gとなります。ということはモーターシャフトを毎分±170gで2700回押したり引いたりしていることになり、これは携帯電話のバイブレーションどころの騒ぎではなく相当の振動が出そうです。

ということで、真面目にバランスを取ることにしました。

自分なりに考えたバランスのとり方です。

1.センター穴からのペラの長さを測ります。

2.差がある場合は、長いほうのペラを削ります。

3.バランサーで傾きを見て重いほうのペラをサンダー掛けします。

4.多分ですが、翼型が変化しないように裏表全体を万遍なく削ります。

5.水平方向でバランスが取れたら、ペラを垂直に立てて左右のバランスも確認します。

6.どちらかに倒れるのであればペラの前後バランスも調整します。

とまで書いて、水平方向のバランスはバランサーで確認しながら削ればいいのですが、垂直方向のバランスはどうやってとればいいのでしょうか?

ネットを調べていると、水平方向のバランスが取れていても、ペラに中心線より下に
重心があると一見バランスが取れているように見えても弥次郎兵衛状態で釣り合っているだけで真にバランスが取れていないそうです。この安物カーボンローターの場合は多分そうなっている可能性が高いです。

何かいい方法は無いものかと考えたところ、

弥次郎兵衛状態で釣り合っているなら、上下をさかさまにしたらすごく不安定になる
はずです。なので左右を均一に重い側を削ってペラを垂直に立てた時にバランスが取れていることを確認するほか無さそうです。

カーボンペラの値段を調べてみると1枚1万円以上するものもあります。多分バランス取りにそれだけ手間がかかるのでしょう。

で、さっそくやってみました。
1.2はほぼ大丈夫なので、3からです。

使うペーパーは


硬いスポンジを芯にしたペーパーやすりです。(黄色いのは、前日にdevil450を磨いた時の塗料です)

で、やってみると意外と簡単にバランスとれました。


しかし、ペーパー掛けしているので、表面につやが無くなっています。


左がペーパー掛けした後です。

で、まず水ペーパーで研いでから、


コンパウンドでさらに磨きます。
最後に、アーマオールで艶出しして完成です。

ほぼペーパー掛けする前の艶が再現できました。

2014年12月21日日曜日

450class QUAD 購入

250FPVracerが何とか飛行できるようになって、コントローラーはほぼHKpilotmegaMINIに固定されてきたので、他のコントローラーが余ってきました。ヘリに搭載するのは労多くして・・・ですから、こうなるともう一機クアッドということになってきます。特に高かったHKpilot32(pixhawkのバチ物)は是非有効利用したいところです。

なんて考えながらネットを見ていると、フレームキットの中にLED night quadなんて名前の付いた機体があります。



透明樹脂でできていて、モーター部分にLEDが仕込まれています。中心部分のフレームはプリント基板になっていて配線もすっきり納まりそうで良いな~なんて考えていたらいつの間にかポチッてました。



ペラはカーボン製の10×4.5です。モーターはmultistarブランドの4個セットでうち2個は逆ネジ仕様になってます。ESCだけはROTORSTAR製が推奨されてましたが値段が高いため、HK20A UBECを選択しました。

PIXHAWK互換なら32BIT CPUでパワーがあるため、オプティカルフローセンサーや買って使い道なく放置されているI2C規格のソナーも取付できそうです。これらでの位置制御がGPSとどのくらい差があるか楽しみです。

スペックは
モーター 920kv 14ポール×4
ESC    HK20A ファームは とりあえず純正
contoroller HK pilot 32
gps     LEA-6H
バッテリー 3S 1800mah

組み立てた感想ですが、

モーターはHKのセットを買ったのですがCWとCCWねじが2個づつセットになっていて緩み止めが不要です。

この機体はフレームがプリント基板になっているのでESCとバッテリーの配線の取り回しがスマートです。

ペラはカーボンの10×4.7ですが、穴は8mmとなっているのに8mmシャフトのモーターに入りません。ドリルで穴を大きくしました。

KITについてるボルトはすべて基盤分だけ長さが足りず使えません。家にある在庫のボルトで賄いました。

ESCは20aだとCPUの大きさが大きいためHKのatmel用書き換えツールが使えます。

足が短く基盤が底ギリギリのためカメラや各種センサーの取り付けはもっと長い足が必要です、がこのままが格好良いので延長はしないことにします。

バッテリーアダプターの取り付けは基盤に直接はんだ付けのため工夫が必要です。はんだをやり直して配線を直角に出すようにして解決しました。