2013年8月25日日曜日

MASTER CP ブラシレス化への道・・・BLHELI編 番外(フライトインプレッション)

今日、雨の合間にmaster cp飛ばしてきました。
ホバリングの安定性は抜群。3Dもどきでは落ちまくりですが、被害ゼロ。非常にデュラブルでちょっと気に入ったかも?

設定は、アジリティ低め、回転低めのマッタリ飛行です。

特に看護婦サーボはサーボ自体がセーバーになっているみたいで、落ちたらホーン位置変わるのですがその場で手で直すと何事もなかったかのように普通に飛びます。

しかし、フリップ後、一瞬ノーコンになり入れた舵がそのまま残ったり、背面テールイン旋回で突然モーターカットになったり、ちょっと信頼性に疑問が残ります。

ひょっとしてこれがDEVO7Eの不具合? でもmini cpでは一切出てないのでmaster側の問題?

動画です。

MASTER CP ブラシレス化への道・・・BLHELI編その13(墜落が重なり一度めげるもなんとか復活・・・最終回)

まずは、夏休み明けの状態。


大きなKV値のテールモーターの入荷待ちのため、純正ブラシモーターに戻して飛ばしてましたが、どうも6軸ジャイロの制御に操作がなれず度重なる墜落の果てに、ほとんどマスターCPだったもの状態になりかけていましたが、気を取り直して復活すべく行動開始です。

この時の状態は、落とし所が悪かったのか、メインフレームのテールブーム取付部分が破壊され、


その他、
メインシャフト曲がり、スピンドルシャフト曲がり、メインギアなめ、テールブレース迷子、メインローター傷だらけ、サーボが3個ともギアかけで、ほとんど全取り換えしないと直らない状態でした。

どうせ直すなら、テールもブラシレス化したいところですし、6軸と相性が合わないので、ジャイロ変更も視野に入れて作業開始です。

まず、ジャイロですが、余っているROBIRD G31を使ってみることにしました。


一度GOBLINに搭載して性能は保証付きです。しかし、受信機も搭載すると結構な重量増なのでDSM2かDSMJでサテライトアンテナとの組み合わせで少しでも軽くしようと考えました。

このやり方で使うにはあらかじめサテライトアンテナを別の受信機でバインドさせる必要があります。
で、使ったのが、

GOBLINにサテライトアンテナをもぎ取られて飛行できなくなっているT-REX600Eを使ってバインドさせました。

ここまではうまく行ったのですが、決定的な問題は、テール駆動アンプがG31からの信号を処理してくれません。オシロで見ても1100msから2000msのきれいなPPM信号(PWM?)が出ているのですが、この信号がサーボ用の250か330hzの信号なので低すぎるのだと思います。

という事で結局walkera純正の受信機にまた積み替えました。

負け惜しみではないですが、重量を比較すると、


23gに対して


純正はかなり軽いです。

で、肝心のテールモーターですが、やはりブラシレスにしたいなと思っている時にいろんな方のブログでテール延長の記事を見て、これだと思いうました。

要は回転が不足する分テールを長くすれば良いのではないかという事です。

では、いくら長くすればいいか?

回転翼の静止推力の計算式をネットで見つけると、推力は回転数の2乗に比例することが解かります。

で、もう一度ブラシモーターとブラシレスモーターの回転数を計測してみました。

ブラシレスは、


11580回転

ブラシは


13170回転でやはりかなりの差があります。(前回屋外で計ったら15000まで回ってましたが今回は13000どまりでした。)

計測は、機体を固定してフルラダーでの回転数を計りました。

この差の2乗ですから

(13170/11580)^2=1.29となります。

なのでテールブームを3割長くすればいいことになります。

テールブームは24cmですからこれを30cmにすれば良いことになります。
テールシャフトとメインシャフトの間隔は285mmだったので367mmにすればいいことになります。


で、やってみました。


パイプを切り間違えたのか実際は357mmになってます。
かなり長いです。が、プロポーションはなかなか格好良いです。

重量は


かなり減量化できました。

純正が420gですから1割(42g)の減量です。

ただ、重心はかなり後ろです。重たいテールモーターが先端についているので無理もないですが、慣性重量が増加してテールの安定性が気になるところです。

やはりもう少しKV値の大きなモーターに変更するのが吉かもしれません。

テールに使ったパイプは、東急ハンズで買った1m360円のアルミパイプ(0.5mm厚)です。

アルミパイプと言っても




正確には、アルミとマグネシュームの合金です。

アルミ地金のパイプと比べると


左が純正アルミパイプ、中央がアルミ地金(1mm厚これ以上薄いものはなさそうです)、右が今回買った合金。

今日、少し飛ばしました。今日の最後は回転を3600まで落として安定志向の飛行で、一応背面まで可能ですが、背面に入れる時等一瞬テールローターが止まります。見ていてローターが止まるとそれだけで動揺し操作がおかしくなります。

回転を落とす前は4000回転まで上げてましたが、3回落としました。しかし、流石頑丈なだけあって無傷でした。

この機体は特性に慣れるしかないかなというのが感想です。


おまけ

HKで、こんなモノ見つけました。



左はG31(大きさの比較で入れてます)

右はARDUINOコンパチのオートパイロット機能の付いたジャイロです。ふつうはクワッドに搭載するのですが、これはヘリにも載せられそうです。

これだけだと、高度一定飛行や自動定点ホバリング、自動着陸等ができますが、GPSモジュールを付ければ、waypointを設定したオートパイロット飛行もできます。

masterは3Dには向かなさそうなので、今後はこのオートパイロットジャイロを載せていろいろ試す方向で行こうかなと思ってます。

どちらにしてもテールモーターの制御がBLHELIで出来ないと話になりませんが。

という事で、master cpのブラシレス化への道は今回が最終回とします。

2013年8月9日金曜日

MASTER CP ブラシレス化への道・・・BLHELI編その12(やっと飛んだ!・・・テールモーターの考察)

ホバリング迄は何とか飛んでいましたが、背面にすると途端にコントロールできなくなって、3度連続墜落中のmaster cpですが、





この原因の推定をすると、

1テールのモーターの不適合

回転が追いつかない。

2メインモーターの回転が高すぎて、ジャイロの制御限界を超えている。現在4500回転

3受信機の設定が違っている。

EXTが高杉、もしくは、感度が低すぎ。

4マイナスピッチが大杉。

位ですが、一つづつ試して、違っていてその度に墜落では大変すぎるので、考えられることを全部やって飛ばしてみました。

結果は、上手く飛んだのですが、もちろん、どれが原因の特定は出来ません。

飛んだ時の設定は、

テールモーターを純正ブラシに戻し、メインローター回転を3800回転に下げ、マイナスピッチは11度、EXTは9時迄下げて、感度は12時にあげました。

これから、少しづつ設定を戻してもう少し機敏に動くヘリにしたいところです。

それに、これでは市販のブラシレスキットと変わらないので、やはり、テールもブラシレスにするのが目標です。

現在のテールブラシレスユニット



ちなみに、ブラシモーター時のテールローターの回転を測ると、MAX15300回転回ってました。
(機体を手に持って、ラダースティックを目一杯倒した時の回転数です。)

(標準モーター いかにも重そうです。)



ちょっと予想より多いです。

今のブラシレスは4200KVなので
テールのギア比は
ピニオン歯数:11
スパー歯数   :35 ですから
4200×3×3.7×11÷35=14652   効率を85%とすると12454rpmしか回りません。モーター選定はやり直しです。

機体重量も396gなので、モーターの重量差が65gもあるのに、結構配線などの重量が効いてるみたいです。テールもブラシレス化したときは378gでした。


現在重量396g標準モデルとの差は24g

メインモーター 88g
ブラシレスモーター 23g

メインアンプ PLUSH30Aが25gなので

88-23-25=40g軽くなっていないといけないところが24gですから

16gが余分の配線という事になります。

テールがブラシレス化できれば、モーターの重量差と標準のブラシアンプが小さいPLUSH10Aに変わるのでもう少し改善されそうです。

ともあれ、今のところ重量比94.7%
5%の減量に成功です。 5%減量できればかなり飛びは良くなってるはずです。

ここから先に進めるためには、まずモーターの手配ですが、5400kvで3Sで使用できるモーターを見つけたのですが、例によって在庫なし状態で少し長引きそうです。

2013年7月23日火曜日

master cp用サーボ着弾  HK-15339

現在持っているmaster cpは、人から譲り受けたものですが、サーボは標準品は評判が悪いらしくfutabaのS3114がついていました。
国内ショップで買うと安くても1500円です。

で、ケチな私は、御用達のHKでHK-15339を調達することにしました。あだ名は看護婦サーボ。

ケースが真っ白だからついた名前みたいです。

$2.21なので6個買って1350円程です。



スペックを比べると

HK-15339は

Torque: 0.7kg (4.8v), 0.8kg(6.0v)
Weight: 7.5g
Speed: 0.10sec/60°(4.8v), 0.09sec/60°(6.0v)


S3114は

トルク 1.5kg・cm(4.8V) 1.7kg・cm(6.0V)
重量 7.8g
スピード 0.10sec/60°(4.8V) 0.09sec/60°(6.0V)

でトルクが2倍違いますが、スピードは同じです。

ケースを開けてみると


みたところ、ギアの数や歯数は全く同じように見えます。

どう見てもトルクが違うようには見えません。全く同じものに見えます。

モーターの性能が違うのかな?

ついてきたサーボホーンも全く同じです。(左がfutaba、右がHK付属です)

まあ、みなさんこれで問題なく使っているので、
私も今のサーボが壊れたらこれに交換しようと思います。

2013年7月22日月曜日

MASTER CP ブラシレス化への道・・・BLHELI編その11(機体の軽量化)

モーターをブラシレスにしてかなり軽量化したにもかかわらず、全備重量は10gしか軽量化されていなかったので、配線をカットして軽量化してみました。

切り取った配線やコネクター


なんと38gもありました。

切り取った後の機体重量は


378gです。ブラシレスモーターに交換することで約1割の減量化ができました。

キャノピーを外したところ


まあ、最初からこうしとけよって話ですが・・・

来週は、回転数を3000回転くらいまで落としてからだんだん上げてジャイロ感度を調整してみようと思います。


今週のmini cp・・・3機とも土曜日不調で徹夜で修理

3機のmini cp。土曜日は2s-2sの一機しかまともに飛びません。

1s機は、サーボのチャタリングがおき飛行中勝手にあらぬ方向に飛んでいきます。
2s-1s機は墜落の拍子にPWM信号を取っている受信機の基板部分で、ICの足ごともげて断線。
2s-2s機はサーボのギアかけとスキッド破損。

2s-2sは簡単に直せたのですが、後の2機が大変。

まず、原因が解かって簡単に直せると思ってた1sですが、

チャタリングの原因はサーボコネクターの断線しかけで、圧着端子を付け替えて修理完了までは良かったのですが、バッテリーを繋いだとたんにサーボから煙。

プラスとマイナスを逆接してしまいました。

ここからが大変。2s-2sのギアかけと一緒に在庫のまともに動かない3個のサーボを分解しつつ何とか正常に動くサーボを2個確保しました。


煙の出たサーボは基板上のICが焼けていたので、その部分を在庫サーボから移植。うまく行ったと思ったら、最終ギアを嵌めるのに少しゆがんだのかまともに動きません。

で、また別のサーボに基板を移植してやっと完了。

2s-2s機の欠けたギアも一緒に交換して2機の修理完了。

ここまで5時間を費やしました。

最後の2s-1s機は、やはり壊れた受信機を残してあったのですが、そこから足のとれたICを移植して完了。

配線と一緒に足が取れたIC



ICを取り去った基板(赤丸の部分でここからPWM信号を取ってます)




幸いプリントパターンははがれていなかったので、ICの交換だけで済みました。

修理時間3時間。

合わせて8時間の大修理になってしまいました。

今日は、3機とも何とかまともに飛ばすことができました。やれやれ!

2013年7月21日日曜日

MASTER CP ブラシレス化への道・・・BLHELI編その10(メインモーター交換)

このシリーズも10回目になってしまいました。しかし、まだまともに飛びません。
先週、とりあえずの飛行までは行えていたのですが、その時の感触として重心が前重だなあと感じていました。

メインモーターに450用の物を使っているのが原因かな?という事で、少し小さなモーターに交換してみました。


交換したのは、例によってHKの安物ブラシレス。

標準のブラシモーターや、今までのブラシレスに比べてかなり小さいです。

モーターの重量は、

標準ブラシが88g
今までのが 70g
今回のは  23g(http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=11881)
ですから

標準に比べて、なんと65gの減量です。(実際はそこまで行きません、今のところ1000mahの電池込みで411gですから10g位の減量です)

テールのアンプ分と、配線が長すぎて機体のいたるところでとぐろを巻いているのでかなりの重量増になってるみたいです。

配線は整理するともう少し減量はできそうです。

このモーター小さい割にはよく回ってくれて、KVが4200なので、4500回転で常用できます。

しかし、この回転数だとホバリングで3軸ジャイロのハンチングがおきます。結局3900回転まで落として何とかまともにホバリングできるようになりましたが・・・・・・

フリップしたとたんにジャイロの限界を超えたのか?背面状態で全く予想のできない動きになり即墜落。

ホバリング状態でも3軸(6軸?)の癖がかなりあり舵を少し切るとスティック戻してもその傾きを維持するのか、かなり操作しづらいです。

しかし、ピッチは4500回転では±11度で十分機敏に動いてくれます。

10m位の高さから背面状態で落っこちたのですが、被害はテールパイプが少し曲がり、サーボホーンが1個割れただけなので、持ち前の頑丈さに助けられました。上の写真は墜落後で、サーボホーンが折れてます。

受信機のダイアルは買った時のまま弄ってないのですが、というかダイアルの機能が良く解かってないのですが、ジャイロ感度は調整できるのでしょうか?

マニュアルをダウンロードして読んでみることにします。

来週こそはまともに飛ばしたい。