2012年8月20日月曜日

これはどういうこと? BLHELI

QLOOKアクセス解析 いまだに送られてこない2Sモーターの在庫を確かめるべく、MIRACLEMARTのページを見たら、
なんと、BLHELIのファームが載ったESCが売られているではありませんか?

http://www.miracle-mart.com/store/index.php?main_page=product_info&cPath=83_167&products_id=8975

しかも、ファーム書き換え用USBスティックも

http://www.miracle-mart.com/store/index.php?main_page=product_info&cPath=83_167&products_id=9063

あります。

今のところ、MCPX用の10A ESCのみです。

本来、BLHELIはGPLで書かれており、オープンソースなので商売に使っちゃいけないはず??

本家のOVERSKYのページでは、

http://www.overskyrc.com/index.php?main_page=product_info&cPath=12&products_id=54

で確かに製品化されてます。

このページの最後にこんなクレジットがありました。

ATTENTION:
-The sofeware of this ESC is from BLHeli
- BLHeli should be acknowledged as the root of the code with appropriate copyright notice
- If changes are done to the firmware, the source code shall be open There is no money involved, BLHeli do not take fees, nor encourage donation

著作権表示することで許されるのでしょうか?表現もちょっと勘違いな感じです。

helifreak.comでも話題になっており、


こんなスレッドが立っています。

何とか解決の方向には向かっているようですが、さすがパクリの中国の真髄を見た感じです。

2012年8月19日日曜日

V120D02S 2S化 連載 第9回 ガバナー実験~ハプニング(墜落2回)

QLOOKアクセス解析 テストしたガバナー機能を実際に飛ばしてテストしてみました。

まず、飛行時間ですが、前回同じモーターとESC(XP-12A)でLipo750mahのバッテリーだと2分しか飛ばなかった02Sですが、今回は7分ほど飛んでました。

スタント2に入れて機体をかなり動かしても、感覚的にローター回転数は変化ありません。かなり安定して回っています。

ジャイロ感度を75%まで上げてみましたがハンチングも出ません。これだとフルピッチかけて回転が落ちても機体が触れることもありませんでした。

ところが、Lipoを3パックほど気分よく飛ばしていたら、このところシミュレータで背面系ばかりやっているのでホバリングピルエットの対面で舵が分からなくなり生垣に激突。

メインギアのマスト固定部分のハブが破損しました。


こんなところが破損するのは初めてです。ここは、D02系の160tのメインギアが使えるようにシャフトを2mmに加工してあるところですが、破損はシャフトではなくメインギアのほうでした。

で、さっそく修理ですが、改めて比べてみると


なんかやっぱり、02Sの100Tほうが頑丈そうです。
という事で、修理は100T+ピニオン9Tに変更して修理することにしました。

という事は、同時にコーンギアも変更です。これも比べると


右が02S用ですが、やはり頑丈そうです。

で、組み上げた機体


いっぱいESCからコネクターが出てます。上からバッテリー接続用、真中は設定やファーム書き換えのためのパソコン接続用、下はKVメーター用端子です。しかし、実際飛ばすのには、バッテリー端子しか使いません。

ESCも実験用に仮固定です。(シュリンクチューブがないのでメンディングテープで巻いて両面でくっつけてます)

この結果、160T-14Tのギア比11.43から100T-9Tの11.11に少しギア比が変わります。(高回転型)
昨日のスロットル64%で4140回転は計算上4260回転に上がることになります。
果たして、テストベンチで回転数計測すると、ノーマル4250回転、ST1 4500回転、ST2 4650回転でした。
この回転数では、フルピッチで維持できないので、スロットルカーブの設定をノーマル57%フラット、ST1、ST2とも60%フラットに変更しました。
結果、ノーマルモードで4000回転、ST1,2で4200回転になりました。(ちょっと計算が合わない?)

さっそくテスト飛行と思って玄関先でホバリングさせようと思ったら、D02とD02Sでメインシャフトの長さが違うため、ピッチが狂って浮きません。さっそくピッチ調整。

下写真が現在お気に入りのゼロピッチ確認法。

両ローターにピッチゲージを取り付け、それが平行になるところがゼロピッチ
この位置でデジタルゲージをゼロアジャスト。
これで、マストを垂直に立てなくてもデジタルゲージ直読でピッチ調整ができます。


ついでに、センターハブ固定ピンの抜き方。


大型ヘリ用のリンクペンチを使うとうまく簡単に抜けます。

閑話休題

フライトインプレッションは、これがファーム書き換え前のまともに飛ばなかった同じESCかと思うほど安定して飛ばしやすいです。

特にスタントモードで0ピッチ近くの過回転が抑えられるので非常に安定し、ジャイロ感度も上げられるし、バッテリー効率も良いのか飛行時間が伸びたのも感激ものです。

始動時の脱調はギア比が下がったためか160Tの時よりは悪くなってますが慣れてコツをつかめばなんとか使えそうです。

後は、このモーターでも12度ピッチで回転維持できてないので2S化してこの辺がどうなるかでしょうか?

ついでに、外した純正のESCでこんな実験してみました。

このESCに2Sバッテリー繋いだらBEC(受信機の電源供給端子)出力はどうなるかです。


おなじみ、自作電源で7.55Vに設定し、


ESCの右側バッテリ端子につなぎ、下の受信機接続端子(小さいので変換コネクターでJR用の端子にして)テスターで計ってみました。

事前予想は、5Vに落ちて出てきてるのだろうと思ってましたが、なんと驚いたことにそのまま7.55Vありました。
2Sバッテリーは充電直後は8V以上あるので、この電圧に耐えられるサーボってあるのでしょうか?
やはり2SバッテリーをV120D02Sにポンつけするのは無理があるようです。

この後、午後、飛行場に行ってもう一度テスト飛行しましたが、風が強く(言い訳)もう一度墜落。
今度はサーボのギア欠けが発生してしましました。

walkera飛ばしてる人は、ジャイロ感度は100%近くで飛ばしてるようです。75%に上がって喜んでる場合じゃないですね。自分も今度上げて飛ばしてみよう。

以下次号

V120D02S 2S化 連載第8回 ガバナー機能の実験

QLOOKアクセス解析 回転計が使える明るいうちに、ガバナー搭載のESCをHP08 1Sモーター搭載のV120D02Sでテストしてみました。



結果は、うまくやれば使えそうです。

設定が今一まだ良くわかりませんので、当てずっぽうでスタント2のスロットルカーブを64%フラットでピッチを−12度から12度の直線にしてテストしました。

最初は、脱調でモーターが全く回らない状態から始まりましたが、デフォルトの設定項目のうちモーターの進角設定をMedium Lowにする事と、PWM FrequencyをLowからHighに切り替えることで、かなりスムーズに回し始められそうです。今のところの最良の設定画面をアップします。

motor/gear Setupはmcpx用であてにならないので無視してます。

startup RPMやStartup Accelerationは始動時のスロースタート設定です。
このくらいでゆっくり回転が上がってきます、

Mai Gogevernor P-gain,I-gainは今のところどういう効果なのかよくわかりません。
スロットルカーブ64%フラットでピッチ変えても回転は4140回転に固定されます。
これは、かなり気持ちが良いです。
ただ、ピッチが12度近くになるとトルクが追いつかないのか回転が3500回転まで落ち込みます。4140回転を維持できるピッチは−10度から10度の範囲みたいです。しかし、±12度のスラスト(推力)は全備重量が105gの機体で200gと−230gで最大ですので、回転落ちでテールが振られなければこのまま使えそうです。

今日の最終の設定は、ノーマルモードスロットル 64%、スタント1 70%、スタント2 74%としました。これによる設定回転数は4140回転、4200回転、4300回転でした。しかしいずれもピッチが12度近くになると回転落ちは同じなので4140回転で統一しても良さそうです。

±12度の範囲で設定回転数を維持するためには、もう少しトルクのあるモーターを使うか、回転数を下げるかだと思いますが、このへんは今後もう少し試行錯誤してみます。

しかし0ピッチでも回転が上がらず4140回転を維持するのはなかなかのものです。
ガバナーを外すと4500回転は回っていました。
過回転によるハンチング防止や、無駄に電池を消耗しないのでフライト時間も伸びそうです。

2012年8月17日金曜日

V120D02S 2S化 連載第7回 ガバナー機能の搭載 その3

QLOOKアクセス解析 前回の宿題は、ESCのXP12AをBLHELIのファームに書き換えて、しかもJRのDSX11送信機(DEMJ方式)とTAROTのZYX-Sを受信機に使った場合に、PWM制御されているスロットル出力とモーター回転数の関係を考察することでしたが、

そのヒントとして、MCPX用のPWM出力とローター回転数の関係が解かるスプレッドシートを見つけてここから何とか上記関係を見つけようとしました。

そのスプレッドシート(再掲)


MCPXメインギアの歯数は


買って数えるは、もったいないので、通販ショップの画像を拡大してフォトショップで色を変えながら数えると64枚と判明しました。これで、モーターとローターの回転数の関係はわかります。

しかし、このシート中に出てくる1-2*((255-PWM/256)-0.25という式の意味が全く分かりません。

それ以外の計算過程はなんとなく想像がつくのですが、この式を理解しようとすると、"PWM制御とは"という制御工学の基本から勉強する必要がありそうです。

基礎知識のない自分にはできないし、やる気にもなりません。

で、習うより慣れろ?演繹法より帰納法?で

実験してみることにしてシステムを組みました。システムというほど大げさではないですが、全体像は下記です。

送信機:JR DSX11


電源:TURNIGY 1080W 18V 安定化電源

ヘリ受信機への電源 : 自作電圧可変電源 MAX電流15A 電源電圧4.02Vに設定(1S)
電圧監視        : デジタルテスタ

モーターのKV値およびRPM測定 : ホビーキングK1 KV/RPM METER
KV/RPM METER用電源      : 3S 2200mah LIPOバッテリー (1Sではこの機械動きません)


ESC    : OVERSKY XP12A(BLHELI FIRM VER6.11書換え)
受信機  : TAROT ZYX-S 3軸ジャイロシステム+JR EA131 エクストラアンテナ
モーター : walkera純正12000KVブラシレスモーター


受信機用電源電圧4.02VでTAROT ZYX-Sが動作するかどうか心配でしたがサーボを動かさなかったので大丈夫でした。
しかし、本番の受信機への電源供給は少し考えたほうがいいかもしれません。デジタルサーボを4つも駆動しなければならないのですが、ESCの許容電流は1.5Aしかありません。(この件はまた後日---また課題が一つ増えた)

今回の実験は、モーターは無負荷で行ったので(夜の人工照明下ではローター回転計が働かない)、また、後日明るいうちにローターが付いているHP08 1Sモータでも実験してみようと思います。

で、結果ですが、
スロットル開度74%から100%までモーター回転数の変化がありませんでした。


その時の回転数が51300RPM




KV値が12782でした。(多少変動がありKV撮影時の回転数は51360になってます)

walkera純正モーターのKV値は12000ですから、最高回転数まで回っていることになります。

また、walkera純正のDEVO8送信機、V120D02S純正受信機、純正ESCと純正12000KVモータでも測定したところ、スロットルフルハイでKV値12878 回転数51360でした。

という事は、ガバナーモードでモーターを回した場合、スロットル開度74%で最高出力が出てその時の回転数が51300回転という事です。言い換えるとESC側でこれ以上の回転数を要求してもモーターの性能で回らないという事です。

なんとなく、ガバナー機能は働いてそうだという事がこの実験でわかりました。
後日、負荷をかけて負荷変動があった時に回転数を維持するかどうかもう一度実験してみます。

それから、このモータをV120D02Sに載せた場合は、ギア比が10:1ですからピッチ0度効率95%とすると最高回転数は4870回転となります。この設定だとフルピッチ12度でサイクリックピッチが入った場合は抵抗でこの回転数を維持することは到底できないので、もっと低い回転数に設定しないとガバナーの意味がなさそうだという事です。この辺のガバナーモードのスロットル開度をどのくらいにすれば良いかはHeliFleak.comのフォーラムでもかなりの話題になってます。(MCPXの場合ですが)

以下次回




2012年8月15日水曜日

ピルエットフリップ??? 練習 その2

QLOOKアクセス解析 少し前からやっているピルエットフリップの練習、といってもシミュレーターの中だけ、しかもシミュレーション速度を落としての練習だけですが。

現在はシミュレーション速度を80%まで上げて、機体は安定しているt-rex700eで、なんとなくあっちこっち動き回らず?といってもかなり動き回ってますが、できるようになったつもりです。

この頃やっと、ラダーの回転レートをかなり落としてることもあって機体の向きを見ながらエルロン、エレベーターのスティック操作ができるようになってきました。

下に動画をアップします。最後は地面激突で終わってますが。

シミュレーション画面の左下にプロポのスティック位置が表示できる機能があったので、それを利用してみました。

表示は、シミュレーションソフト内で録画しておくと、再生時にモード1と2を切り替えて再生できるようになっています。

最初は、モード1での再生画面です。



次にモード2での再生画面です。同じ録画ですがプロポの表示をモード2に変えてます。


右手のスティックを見るとエレベータ、エルロン、エレベータ、エルロンと交互に舵を打っているのが良く解かります。この操作は、多分、本来は円運動に近くないといけないのかなと思ってます。現在の打ち方は、エレベータ-中立-エルロン-中立-エレベータ と中間に一度中立にしてから次の舵を入れています。

自分の頭の中ではスムーズにエレベータからエルロンに変化しているつもりでしたが、実際はそうなってないのが良く解かります。画面を見てもその分ヘリの動きがぎこちないように見えます。

モード2なら簡単にエレベータとエルロンをシンクロさせて打つことができそうですが、モード1の場合は右手と左手をシンクロさせる必要がありかなり難しそうです。

20年以上前からラジコンをやっていて、途中10年以上のブランクはありますが、最初からモード1で練習してきて今更モードを変えることはできないのですが、このシミュレーションのスティック表示を見ていると3Dにはモード2が向いているのだなとつくづく思いました。

2012年8月14日火曜日

V120D02S 2S化 連載第6回 ガバナー機能 補足

QLOOKアクセス解析 第5回に引き続きESCのガバナー機能について、2Sモータがないので進めませんが、それでも今までに分かったことを追記します。

まず、このBLHELIというファームウェアですが、MCPX用に開発されたものですが、他のヘリでも使えると書いてあります。

また、GPLで、ソフトの使用や再配布は誰にでも認められていますが、プログラムの改変は認められていません。したがってだれでも自由にダウンロードし使用することができます。

現在のバージョンは6.1で

最新バージョンは

http://www.helifreak.com/blog.php?b=1929

ここからダウンロードできます。

また、オペレーションマニュアルなど一式は

https://github.com/bitdump/BLHeli/downloads

ここからダウンロードできます。

古いバージョンでは、ファームウェアだけでは書き換えができず、シリコンラボの書き換えソフトが別に必要だったみたいですが、最新バージョンでは、ファームと書き換えソフト、設定プログラムが一体になっています。

ソフトを立ち上げた画面
この画面で設定までできてしまうので、プロポを使った設定はパソコンがあれば不要です。


先のシリコンラボのツールスティックとESCを接続しESCにLIPOを繋ぐとこのソフトと接続できるようになります。

また、行った操作は、横の画面にログとして残ります。


最初に接続した状態では、ファームは書き込まれてなく

読み込むとデータがない状態で読み込まれます。

ファームの書き換えを行って再度データを読み込むと


こんなデータが書き込まれてました。

設定できる機能がまとめられたシートがあったので転載します。(クリックで大きくなります)


また、一式をダウンロードするとエクセルで、スロットル開度とガバナー回転数の計算表が付いてきました。


黄色いセルに、ブラシレスの極数とピニオンの歯数を入れると回転数を計算してくれます。
しかし、これはMCPX用にギア比などは設定されているので、V120D02Sで使用する場合はパラメーターの変更が必要です。
この機能も、Ver6.1の設定項目にあるので不要ですが、V12002Sの2S化の設定の参考になりそうです。

また、オペレーションマニュアルも付属します。



受信機側の電源を入れた時にESCから音が出ますが、その音階を表示しています。
また、送信機でのプログラミングモードの場合の音階は


こうなるそうです。

で、手持ちのXP12-AにモータのないV120D02Sにwalkera純正ブラシレスを繋いでテストしてみました。


上のオペレーションマニュアル通りのビープ音が出るのでファームの書き換えはうまくいったようです。

次にwalkeraのDEVO8と純正受信機でやってみました。


やはり、プログラミングモードに入れません。
しかし、モータの動きはJRプロポの時と全く同じで、スロースタートも効いているので、ひょっとしたらガバナーも使えるかもしれません。

HP02S 16500KVを繋いでローターを回転させてみると、ものすごい勢いで回りますが、ESCはそんなに熱くならなかったです。これはつかえるかも?

MCPX用の設定では話にならないので、テストベンチやエクセルシート使って、スロットル開度とガバナー回転数の関係を探らないといけません。

まず、MCPXのメインギア比を調べなければなりません。
手っ取り早いのは、MCPXのメインギアを部品で取り寄せるのが早いですが、

どなたかご存知の方いらっしゃいませんか?

2012年8月13日月曜日

背面ホバリング練習機 その2

少し前に製作し始めた背面練習機ですが、

前回の記事はこちら http://nob-heli.blogspot.jp/2012/07/blog-post.html

1.足の強度が不足しているのでハードランディングに耐えられそうにない。

2.メインローターが床面に非常に近いため、地面効果が大きく、床面を這いずり回ってしまう。

ことがわかりましたので、なんとかその対策ができないかと試行錯誤していました。

まず、練習機の強度については、0.8mmのカーボンロッドを使って、足同士を繋ぎ補強することを考えました。


それから機体の固定は輪ゴムにしてみました。

接合部は


内径0.9mmのシリコンチューブを嵌めて、瞬間接着剤で固定しています。


これで、試飛行をやったところ、機体こそ壊れないのですが、床を這いずり回ってホバリングまで行きません。

で、最初にやった対策は


床にあたる部分に、シリコンチューブを割ったものを接着して滑りにくくするというものです。

地面効果による移動は摩擦がある間は減少できますが、浮き始めると途端に手が付けられなくなります。

結局、ひもで拘束することを考えました。

もともと、飛行場は1.5m角くらいしかないので、正面ホバリングでもかなりの技術が必要な場所です。

それとsuantanki様のご指摘のように、重量が重くなってしまっているのも解決できます。

これにも試行錯誤があります。

最初に考えたのは、

天井にフックを取り付け、自作の滑車を挟んで、釣り道具屋で買ってきた6号おもりと練習機を繋ぎます。



しかし、写真に写っているように、錘がひもに絡みつき、抵抗が増すのかヘリが降りて来なくなる事があります。

それと、只釣っただけでは、1.5mの飛行場に抑えきれなく、周囲に当たりまくります。

で、最終形は




自作の滑車を2個使い、錘とひもが絡まらないようにした事と、四方からもひもで拘束しました。これなら、周りの物に当たる心配はありません。

なんで、6号錘かというと、1号あたり3.75gらしく6号だと22.5gで、ほぼ練習機の重量と等しいからです。

実際、練習機だけで釣ると、釣り合いが取れて練習機は落ちてきませんが、ヘリを付けるとちゃんと落下します。

バッテリーの搭載は、練習機上として、マジックテープで固定しました。


しかし、飛ばしてみて、輪ゴムで固定したヘリが不安定で、挙動がおかしかったので、

マジックテープをスキッドまで抱え込んで固定するようにしました。


実際に飛ばしてみた動画を最後にアップします。

最初に軽く浮き上がるのはノーマルからスタント2へのモード切替(これには多少のコツが入ります)

途中何度か、四方の紐が伸びきってしまうところがありますが、多分この時、紐がなければ壁激突だったでしょう。

操縦感覚は、練習機が付いてるのと無いとでは大違いで、かなり性格は変わってしまっています。

釣っているのでかなりヘリの動きは鈍感ですが、気を抜くと四方のひもがローターに絡みつくこともあります。

これがあるおかげで、機体は全く壊れることはありませんが、最終的に、積極的に使うかというと、広い屋外で練習したほうがよさそうだなというのが使ってみての感想です。