450バチものヘリ 快調

こちらもしばらく不調続きで嫌になっていたところですが、先週やっと全3機復調しました。

まず、ボディのペイントで苦労したdevil450は、

テールカバーはあきらめ色つきテールカバーでそれらしく仕上げたヘリですが、振動が止まりません。墜落した記憶もなくまさかシャフト類が曲がっているなんて考えもしなかったのですが、原因はメインシャフトのわずかな曲りでした。

ヘリに組み込んだ状態での目視ではきれいに回ってるみたいに見えるのですがかすかに曲がってます。どうやら曲りの大きさに関係なく曲り方によっては機体と共振するみたいです。

修理ついでに交換した安物両引きテール

これをきっかけにこんなものを買ってみました。

ダイアル式のマイクロメーターと固定アームです。これで0.01mmの曲りまで確認できます。

実は、昔エンジンヘリをやってた時はこれは必需品で、エンジン軸にクラッチを取り付けるにはこれで精度出さないと振動でまともに飛びませんでした。それを考えると今のヘリは組むのは簡単です。

HK450は、

度重なるオートロ失敗が原因かサーボの寿命かでサーボが逝きました。しかもスワッシュ3個ともです。修理に時間がかかったのは1個不具合を見つけてあわてて手配かけて直したつもりが他のも逝ってたというのが2連続です。幸いいづれも飛ばす前に気が付いたので墜落は免れてますがあわて物にもほどがあると呆れてます。

使ってるサーボはCORONAのMG939Dでメタルギアなので寿命は長いかと思いきや、3個ともギアかけではなくモータートルクが無くなっての寿命でした。さすが800円/個の安物サーボです。



で、飛ぶようになったら、今度はアイドルアップに入れたとたんにピルエット1回転です。1回転すると止まるのでテールサーボのスピードが追いついてないようです。点検してみるとスティック切ってもゆっくりしかサーボが動きません。これもサーボの寿命化と思い、外してスピードテストすると正常です。では、ジャイロの故障？このジャイロは3000円の黄色K-BARですからさもありなん。

しかし、セッティングを見るとテール感度が異常に低いです。ひょっとしてこれが原因？で、デフォルトに戻してテスト飛行です。しかし、壊れてるかもしれないメカそのままで、飛行させるのはかなりの度胸が必要ですね。ドキドキです。

残念ながら何事もなく飛んで正常でした。どうも機体に振動があるためハンチングが出やすくなりだんだんゲインを下げていったのが原因みたいです。

COPTER X cx450proは今のところ快調を維持してます。

450でオートロ練習

機体も小さく、ローターの慣性重量も少ないのでピッチ入れるとローターがすぐに死んでしまう450ではなかなかオートロは難しいのですがマスターCPよりは格段にやりやすいです。

昔競技をやっていたころは、60クラスにボディ付けて重い機体だったけど気楽にやってたのですがすっかりコツを忘れてます。

で、この頃のマイブームは450のオートロです。少しコツを思い出してきたので記事にしてみます。

マイナスピッチは、3D時は-12度取ってますがホールド時は－6度にしてます。12度では変化が多すぎてピッチ操作が難しいです。

スロットルセンター0度は守って、プラス側は12度、マイナス側は6度で折れ線にカーブを調整してます。

オートロでちょうど良い降下速度できれいにローター回転してくれるのは-2度～-3度なのでそれ以下のピッチは降下スピード調整に使います。ちょうどスロットルスティック下45度の位置で-3度になるようにしてセンターと-3度の間で微調整します。
-3以下での降下速度では最後のピッチアップでスピードを殺すことができずハードランディングになってしまいます。

オートロへの進入は、前進速度を少しつけますが、あまり速すぎると降下地点をオーバーする可能性が高いです。

その理由は、機首をアップするとピッチがプラスの場合は前進スピードを殺す方向に力が働きますが、マイナスピッチ状態では、機体を上から斜め下前に押し下げる効果があるためです。ローターは機体の降下に伴って下からの風を受けローターを回すと同時に機体をローター方向に押し下げます。機首が上がっていると斜め下前方に力が働いているにもかかわらず見た目はフレアをかけてスピードを殺すように見えるので錯覚してしまいます。

着陸は、オートロ状態のフレアを寸前まで維持できるかどうかです。慣れないとかなり上空でピッチ入れてしまい肝心の着陸時にローター回転が死んで墜落転倒必死です。

それでも、今の機体はヘッドが低くなったにもかかわらず着陸失敗でテールを叩く確率が少ないです。というかほとんどありません。昔はグリップへはローター位相が自由に変わるくらい緩く固定しないとみそすりや振動の原因になったのがこの頃はかなりきつく締め付けるのでローターが遅れてテールを叩くことが無くなったのかなと思ってます。それだけ機体の精度が上がってるのでしょうか？

そんな折、2016年からのF3Cパターン案が発表されました。最後のオートロはPパターンでもホールド入れてモーターストップ状態でループを行ってからの180度オートロです。今までの90度スクエアオートロより格段に難しそうです。

まずは直線オートロで目標地点に着陸させる練習です。

devil450振動原因追及その2

どこが振動しているかを調べながら分解していくと、というか、分解前に手でローターを回してみるとテールシャフトが微妙に波打ちます。どうも原因はテール周りにありそうです。

都度手回しで確認しながらだんだん分解していって、テールユニットを外してみて回すとまだ波打ってます、テールパイプを外してみるとトルクチューブ（新品）がきれいに回りません。

この状態にして回してトルクチューブがぶれます。という事は原因は、

右上のコーンギアがきれいに納まってないもしくは製品不良ってことでしょうか？
さっそく別の予備に付け替えるときれいに回るようになりました。

その他の部品は、メインマストとオートロギアですが、ギアかけとマストは念の為交換しました。

ここで、部品箱をよく見るとこんなものが見つかりました。

昔買って使ってない、TAROTのアルミテールブームです。電解着色で銅色に着色されてます。

これなら、わざわざカバー付けなくてもキャノピーに合いそうです。

さて、これで振動が納まってくれるといいのですが。

devil450 振動原因追及

せっかく再生したdevil450ですが、テールが絶えず振動するのと、飛行音が酷いです。キャノピーのせいかと外してみてもあまり変化がありません。どこかがおかしいみたいです。
スピンドルの曲りをチェック・・・異常なし。
メインマストは目視ですが異常なし。
で、トルクチューブを新品に交換してみましたが変化なしです。

トルクチューブ自体が曲がってなくてもテールカバーのために変な力がかかって振動している可能性もあります。

こうなったら、徹底的に分解作戦です。

どうなるか？

devil450修理 完了

修理していたテールカバーを機体に組み付けました。

まあ、いろいろご意見はあるでしょうが、自分では満足しています。

さて、飛ぶか？

devil450修理 5

今日は、晴れたので午前中、家のベランダで塗装を行いました。
前回、ペーパーがけしてサーフェサーが所々見えている状態から、黄色い塗料を吹いたのですが、なかなか下地の色違いが消えません。

あまり吹きすぎてまた垂れると元も子もないので、テキトーなところで止めました。

黄色一色ではフロントキャノピーの派手さに比べてあまりに単純なので、これまたテキトーにグラデーションを付けてみました。

やればやるほどおかしくなるので、このへんで止めておきます。

最終形は、

グラデーションの赤が強すぎて、全くフロントと合ってませんが良しとします。

これをフレームに組み付けて完成です。

devil450修理 4

ベース色（黄色）を塗装しました。

横着して、部屋の中で噴いたので距離が近く厚塗りになって塗料がかなり垂れました。それをペーパーで磨いて平滑にしようとすると

下地が凸凹だったせいもあり、下地塗料が出てきてしまいました。

これを何回か繰り返して何とか仕上げたいと思います。

devil450修理 ３

部分塗装では無理なようなので、全体を塗装することにしました。元々の塗装はマスキング部分に段差があるので、その部分もパテ処理で平滑にします。

その後一度全体をペーパーで目荒ししてパテ処理した後サーフェサーの吹付をしましたが、この段階でも粗が目立つのでもう一度パテ処理しました。
2度目の下塗塗装

途中で塗料が無くなって前の塗装が一部見えたままですが、これで塗装下地は完成とします。

devil450修理 ２

ちまちま、暇を見てやっている修理ですが、なんとかパテ処理まで行きました。

前回の画像は

ですから少し形になってきました。

しかし、こうなると部分補修では済まなくなり全面塗装やり直しになりそうです。

また、暇を見て続けます。

DEVIL450ボディ ボンビー修理 その１

修理ネタばかりですが、ずっと前にローターでテールをヒットして壊れたまま放置していたdevil450のテールボディを修理します。

この機体はAPMを搭載してオートパイロットのテスト機にしていたためボディが不要だったのですが、クアッドに手を出してしまったためヘリのオートパイロットからは撤退し、3D機に戻します。

で、ボディもまたかぶせようと思ったところ壊れて使い物にならないのに気づきました。

ショップで買おうと思ったら、SOLDOUTで、もう生産してないみたいです。

で、いつものエポキシ接着剤で修理を試みました。

テールのカバーはかぶせるとブレースがつかないのでこのボディでテールパイプの剛性を確保する必要がありますが、ローターで叩いたボディはふにゃふにゃで使い物になりません。

補修材料は壁の継ぎ目のパテ処理用グラステープとエポキシ接着剤とヘラです。

壊れたボディの修理部分の塗装をやすりで剥がし、グラステープを適当に巻いて上からエポキシ接着剤を塗りたくります。

乾いて固まったところでやすりで平滑にします。

拡大すると

ローターでヒットした部分

テールユニット固定部分（ボルト穴が片方無くなっているのを継ぎ足します）

フロント側固定部分（こちらもボルト穴が片方無くなっている部分を継ぎ足します）

一度塗っただけでは完全ではないのでもう一度エポキシを重ねるつもりです。

もう少し整形できたところで、プラパテで埋めてペーパーで磨いて、再塗装で完成予定です。

中々長い道のりになりそうですが、肝心のテールの剛性はこの段階でもかなりアップしました。

パーツ着弾・・・devil450APM化

新しいパーツが着弾しました。

450用バー付ヘッドです。

昔のヘリはこんなので飛ばしてたのかと思うと今のヘリはFBLにしろDFCにしろ簡単で軽いと実感できます。

ところでなんで今更バー付ヘッドかというと、これだとヘリの自立安定が得られるためにスワッシュジャイロが不要になりAPMの負担が軽くなるためです。

Devil450 RTL成功 2回目

前回、バッテリー切れで動画が取れなかったゴーホームの動画です。

離陸後、ホバリング状態はloiterモードで、機体が上昇し始めた時からゴーホーム(RTL）を入れています。画面が途中時々下を向くのは、スロットルスティックの位置を目で確認しているためです。スティックが中立でないと、機体が一定高度を維持しません。

RTLの手順は、一度規定（8m）高度に上昇し、ホーム位置まで移動、5秒のホバリングののち着陸する。　ですが、着陸はリスクがあるため直前で解除しマニュアルに戻してます。

機首をどちらの方向に向けるかは、この動画では同じ向きを保つ設定です。進行方向に機首を向けるモードはうまく機能しませんでした。

また、この後、続けてオートモードで飛行させると、途中の経由地までは行くのですが、ある地点からコントロールが効かなくなり無限に円運動を開始します。

事前に設定した飛行経路

GPSログデータ

経由地３までは何とか飛んでますが、4は行く途中から円運動を開始しています。

一度、電源を切って、再度オートモードを試すと、経由地を通って着陸まで行きました。ところが、今度は続けてゴーホームをかけると、高度が上昇したのちコントロールできなくなりました。

何か中途半端です。電源投入度1回限定の成功です。



原因は不明ですが、loiter関係のPIDセッティングを見直してみようと思います。

RTL成功・・・DEVIL450 with APM2.5

Devil450 with APM2.5テスト中ですが、どうしてもloiterから先に進めず、半分あきらめかけていましたが、ものは試しでWP_YAW_BEHAVIORを　０　に設定してテストすると、なんと帰ってきて着陸しようとするではありませんか！

APM FORUMの情報ではWP_YAW_BEHAVIORが　"２"　に設定されていないと戻ってこないとなっていたので、今までずっと　"２"　に固定していました。

試しに　"1"　（進行方向に機首を向ける）で試すと、RTLでは規定高度まで上昇してピルエットを始めますが、回りきったところでコントロールを失います。

しかし、WP_YAW_BEHAVIOR　"０"　の場合でも何回か試したうち戻ってくるのは半分回程度で、後は規定高度に上昇してから旋回を続けます。

どうも不安定です。

そこで、もう一度FULL PARAMETER LISTを調べてみると、AHRS_GPS_USEがdisableになっています。

という事は、位置決めにGPSを利用していなかったってことでしょうか？

これを、"１"　に変更し、再度試すと毎回同じようにホームポジションへ戻ってくるようになりました。

流石に、着陸はリスクが高いので地表1m位のところでstabilizeに戻しています。

残念ながら今日は記録のためのビデオが電池切れで録画できず動画はありません。がオートで戻ってくるのは感動的です。欲を言うと、今の設定ではケツホバ状態での移動でいまいち格好良くありません。ひょっとするとWP_YAW_BEHAVIOR　が　"１"　でもAHRS_GPS_USEがableならうまく行くかもしれません。

今週末再挑戦します。

ところで、MPのバージョンが1.3.3　arducopterは3.1.3を使っていますが、コンパスキャリブレーションの画面が変わりました。

３Ｄの球が回転しながらポイントが増えていきます。格好は良いのですが、5000ﾎﾟｲﾝﾄまで機体を回し続けましたが、ポイント不足でエラーになります。バグでしょうか？

Devil450+APM2.5の抜本的改良

どうしても、loiterから先に進まないこのプロジェクトを打開するために、機体を抜本的に変えてみました。

現在の配置は、モーター直下にコントローラーがあるため、どうしても磁気の影響を受けてしまいます。一応の対策はしたのですが、やはり気になります。

で、配置換えを行う事にしました。

原形は

こんな感じです。

これを、

磁気の影響が少ないだろう、テール部分にコントローラー一式を移しました。

で、テストフライトのはずが、重心が後ろ過ぎて、飛びません。浮上したかと思ったらウィリー状態でこけました。

幸い被害はメインギアのギアかけ、テールローター破損とリンケージ曲りだけでした。

で、また改良

コントローラーをできるだけ重心に近づけ、GPSユニットは、前部に移しました。
これでも少し後ろ重ですが、何とかなりそうです。電源系は下部、電脳系は上部と棲み分けもできたように思います。

しかし、フライトは何ら改善されません。

ホビルのsuantankiさんに聞くと、機体の構成を変えた場合は設定をやり直す必要があるとか？

また、一からやり直しです。

arducopter 強風の中でのloiter mode テスト

arducopterのバージョンを3.1.3に上げました。
コンパスのキャリブレ画面が変わって、グラフィックが良くなりました。

28日は終日強風で、飛行場の風速は常時6m/sの風が吹いていました。
こんな日は、マニュアル操作では風の強弱で機体が上下しなかなか一定高度でホバリングは難しいです。

Arducopterの性能検証にはいい日なので、Loiter modeのテストをしてみました。

最初の動画は、loiter関係のPIDが今まで通りの数値です。
P=0.5
I=0.9
D=0.0

ですが、かなりハンチングというかワグというかゲインが全体的に高すぎるようです。

次の動画は、

P=0.2
I=0.5
D=0.0

の場合です。強風でもかなり位置を維持しています。



MPの設定画面です。

ログデータですが、alt-hldに入れた時に、スロットルが中立ではなく機体が上昇しています。
Loiter途中からスティックを中立に戻したため高度が一定になりました。

この日もGPSエラーが出ていますが、フライトには影響はなかったです。

エルロン、エレベーターの出力画面です。
風に抵抗するためか、エレベーターはダウンが常時入り、エルロンも中立から風に対抗する方向に常時舵を入れてます。

この時の入力画面ですが

loiter中はエルロンエレベータともスティックを動かしてないのが解かります。


高度についても、無風時は安定していますが、風を受けると上下に細かくハンチングするので　thr-accelを0.2から0.15に下げました。

この日は非常に満足して帰ったのですが、次の日微風で同じことを行うと位置が一定に定まらずいったり来たりを繰り返します。今度はゲインが不足しているようです。

もっとうまい設定値があるのか　?　ですが、ヘリのジャイロのようにコンディション切り替えがあると設定も楽だし、風の強弱やモード毎に設定値を切り替えできるので使い勝手が良いのですが、こういうバージョンアップはないのでしょうか?

arducopter復活

垂直落下で、スペーサーとGPSケースが破損したDEVIL450が復活しました。

GPSユニットケースは、前回は40円の特価品のプラスチックケースでしたが、今回は奮発して120円

ABS樹脂で色も黒です。ちょっと格好良くなりました。

スペーサーは35円/個で、合計修理金額260円でした。

arducopter墜落

なんとか、Loiterモードまで飛行可能になったので、RTL（リターントゥランチ）ゴーホームを試してみたのですが、機体が戻り始めた段階で停止？？

どうなったのかな～と思っていたら、いきなりモーターカット。

そのまま約５ｍの高さから自由落下しました。

破損個所は、GPSユニットボックスが割れたのと、APM搭載用のフレームを固定しているスペーサーが4本とも割れていました。しかし、そのおかげでスキッドは大丈夫でした。
５ｍの高さからの自由落下の割には被害は少ないかもしれません。

原因は、なんとフェールセーフ。それも受信機のフェールセーフではなく、APMのフェールセーフでした。
受信機にフェールセーフをかけておけば、ノーコンでモーターストップするのでAPM側は気にしてませんでした。

APM側のフェールセーフは弄ってないのですが、モーターストップになっていたのでしょうか？

というか、APMのフェールセーフは設定をどうするのかいまいち良く解っていません。これを機会に、勉強する必要がありそうです。

ではなぜAPMのフェールセーフが働いたか？ですが、ログを見てみると、GPSエラーになってます。

問題は、なぜGPSエラーになったかですが、こちらもはっきりしません。

モーター始動前には、インジケーターのLEDはロックを示すブルーの常時点灯を確認したので、飛行中にエラーになったようです。

GPSデータを飛行に利用するモードに切り替えたとたんにエラーになっているので、ホバリング中にエラーになっていた可能性もあります。

考えられるのは、

１．GPSユニットの故障
２．GPS側で電波を止めた、もしくは、受信状態が悪くなった。
３．接触不良、もしくはコネクターが抜けた

１．は後で確認するとちゃんと動作しました。
２．はGPS側の故障は考えにくいし、田んぼの真ん中なので電波が届かないこともなさそうです。

となると３．ですが、墜落時の状態は、衝撃でユニットボックスが破損して外れ、GPSの配線はコネクターが抜けていました。が、一緒ににつながっている電子コンパスの配線は抜けていませんでした。

ボックスが外れているのでいつコネクタが抜けたかはっきりしませんが、コンパスの配線がつながっているので飛行中に抜けた可能性はあります。機体の振動で抜けたのでしょうか？

そういえば、コネクタの抜き差しが割と楽です。コネクタ部分に引っ張りが掛からないように配線を固定する必要があるかもしれません。

ARDUCOPTER・・・やっとLOITER飛行まで行きました。

前回はテールの安定性が無く、横風に影響されて飛ばしにくかったのですが、今回は風が少ないせいもあったのですが、YAW関係のパラメーターをいじってヘッドロックモードに近いテールの動きができるようになり、少し安定してきました。

ここまでの機体のスペックをまとめてみます。

機体　                ALZRC　   DEVIL450
受信機               orangeRX 9ch
モーター             copter-x　3500KV
メインギア          121Tヘリカル
ピニオン            12t

バッテリー          3S　1800mah　25C
ESC                  Plush 40A (firmware BLHELI 11.0)
ローター回転数　 2800rpm(ガバナー制御）
メインローター　   グラスファイバー製　325mm
テールローター　  カーボン製　60mm　

コントローラー　   HK　PILOT mega 2.5
GPSモジュール　 中華製バチ物（NEO-6M）
外部コンパス　　  中華製バチ物（GPSと一体型）
ソナー               MaxBotix MB1040 LV-MaxSonar-EZ4
電源モジュール   中華製バチ物
GPSカバー         プラスチックケース（仙石電商）

テストフライトの様子です                    　　　　　　



loiterモードに切り替えたのち画面に入るように送信機を写しています。

まだLoiterモードでハンチングがあり機体が上下左右に揺れています。

この時のログです。

機体の振動ですが、ほとんど問題ないレベルに減衰しています。

Loiterモード中のエレベーター・エルロンの動きです。

緑がエルロン、青がエレベーターです。下の指標でLOITERとなっている間はエルエレ操作していませんが、コントローラーが上下左右に動かして位置を固定しようとしていますが、この動作が間に合っていずハンチングを起こしているようです。
PIDの設定で何とかなりそうです。

arducopterその後Ⅱ（いまだまともに飛ばず）

DEVIL450に搭載したAPM２．５フライトコントローラーの調整をいまだ懲りずにおこなっています。

前回は、位置固定モードにすると旋回を始めるという問題でしたが、

色んなセッティングを試すも解決せず、結局電子コンパスを外付けすることで、ESCやモーターから離すことで旋回はなくなりました。

その後に追加したハードウェアーです。

こてこての機体になりつつあります。

まず、

１．レギュレーター＋電源監視ユニット

バッテリーの下についているユニットで、バッテリーからの電圧、電流をモニターすると同時に、コントローラー用の5VOUTがあり、ESCのBECとは別系統でコントローラーに給電できます。サーボや受信機へはESCのBECを使うようになっており、ジャンパー切り替えでコンローラーの中で2系統の電源が使えます。

２．GPS＋電子コンパス

元々APM２．５はコンパス内臓ですが、ESCの影響を受け狂いやすいため、外部に新たに電子コンパスとGPS受信機を独立で設置しました。テールブームの上の４０円のケースに入ってるやつです。

３．外部テールジャイロ

コプターXのCX-3X1000を搭載しました。コントローラーのテールコントロールがレートモードでしか作動しないので、ヘッドロックモードのついた3軸ジャイロのラダー制御のみ利用しようと思い設置しています。

が、これは専門フォーラムで質問すると、設定でヘッドロックモードに似た利用が本体のみで出来そうなので利用しないことになりそうです。

４．コントローラー用ショックアブソーバー

HKが売り出したもので、かなりの振動吸収能力がありそうです。

この台を使ったフライトの振動レベルです。

前回の貫通ボルト方式では

±３でＺ方向が大きかったのですが、今回は±１で3方向ともそろっています。

機体のESCの位置は

GPS信号との干渉があり位置を変更しました。また、GPSの信号線はシールドを行っています。

やっとまともなホバリングから、位置固定、高度一定モードがこなせそうです。

次のステップはゴーホームと、経由地設定のオートパイロット、自動離着陸ですが、
飛行場でネットが使えるような環境が必要ですしなかなか先に進みません。