カテゴリー : 電子工作
とりあえず、コアレスモーター版の最終データは投げたのでプログラムを粛々と弄っていきたいところなのですが…。どうにもやる気が起きなくてブラシレスモーターの回路が載るかな？？なんてことを試していたところ、何とか載ることまでは分かりました。50x50mm四方におさめるのはかなり大変。さらに言うなら、コネクタ＆穴位置は動かしてはいけないという縛りまで発生してしまいましてなかなかに面白いパズルだったと思います。基板外形がかなり面白いことに、これ以上はさすがに無理かな…。
■基板イメージ
説明資料もかねて各部寸法図を作ってみた。だいたいこのぐらいのサイズのコアボードにモーター取り付け用のマウンタをプラスしたサイズで飛びますよ。最小だと、モーターの軸間距離で60mmですな。ただし、PCBに遮られてしまうところがあるので推力は若干落ちますけど…。
■寸法図
MPUワンチップ化＆ARM化計画の３版の基板ができてきて実装しました。永らくトラブルの種だったDC-DCコンバーター周りの問題がようやく解決しました。手載せした場合には推奨パターンじゃ上手くいかないとかやめて欲しいですね。懸念だったDC-DC周りが何とかなったので、拡張コネクタへの接続に関して若干修正（POWER_SW+RESETを出力）してコア部分としては完成形にしたいと思っています。そういえば、TLC5940周りのプログラムがほとんど手付かずなので修正が必要…。ワンチップ化しようとしたのが去年の年末辺りだったので、4ヶ月かかった計算になりますが当初の計画は達成したのかなと
■現在の機体（モーター間隔66mm＋ローターガード）
あとは、機能拡張基板を色々と作っていきたいです。（拡張端子で取り出せるピンとしては以下が取り出し可能）
そこそこ安定して飛行するようになりました。大体の機能のテストは終わったんですけど、依然としてDC-DC周りの問題が継続して残っています。これさえ解決できれば基本部分のコンポーネントは完成としたいと思っているんですけどなかなかうまく行かないものです。現状、修正した基板（3版）を注文しているんですけど、どうなるんでしょう。
■現在の状態
■増設コネクタはこんな感じになる予定
さすがに0.4mmピッチを手付けするには実体顕微鏡が必要になると痛感しました。某所にて何とか手はんだしましたけど、量産となるとムリと気が付きました。さてさて、お高い実体顕微鏡を買うか…。それともiPhoneをカメラにして何とかするか…。悩めるところです。
あったらいいなと思いながら某販売店とかを見て回ったのですが、なかなか欲しい物が無くて…。MBPのUSBポートって左右に1個ずつしかないんですよ。電源取りながらシリアル通信とか、2ポートシリアルと電源とかは難しくて。でもおおきなUSBHUBを持ち歩きたくもなく…。
どこかに売っていないかなと思っていたんですけど、よく考えたら自分で作ればよかっただけでしたと。ちゃっちゃと検索するとどうやらUSBHUBを作るための汎用チップが出ているみたいなのでその当たりを使って大まかに設計してみました。本体から飛び出すサイズ的には20.6x29mmあたりで何とかなりそうな気配です。$9.9だから今度の基板注文の時に混ぜ込んでみようかな。
■基板イメージ
昨日は某所に持って行くべく朝まで作っていたんですが、何とか飛ばすことに成功しました。電源基板を外付けしていて必要電源容量がいっぱいいっぱいという現実があるのであまり無茶は出来ないのですが、とりあえず飛びました。
初飛行、部屋が狭くて、カメラがちょっと傾いてた…。
■飛んでたのはこの姿になりました。
またもや電源入れた途端に天井にぶち当たってバラバラになるをやってしまいました。毎回やるのでお約束と化しています。こんな事もあろうかとバラバラになったマウンタは予備が作ってあったりしますけどね。
ある程度は調整出来つつあるのですが、プログラム側がデバッグ用のコードですごいことになっていたりいなかったり。あと、LCDは付けられるようになったのでGPSモジュールを載せたいんですよ。オプション基板で色々とやる野望があるのです。（今回もかなり切った張ったやったので次の基盤ですね）
■LED周りが載せていないのですが現状こんな感じ
さてさて、ここのところ新型クアッド組みながら検証とかしていました。まずは、ずっと引っ張っている感じのDC-DCステップアップ回りに問題があります。ピッチがかなり狭いので色々と工夫しているのですが、チップ変更したのが悪いのか燃えました。3つも燃えました。何とかする方法を模索しないといけません。最悪、以前使っていたチップに戻すことも視野に入れて考え中です。あれならば、こつは必要なんですがなんとか手付けすれば動くことわかっているので…。
もう一つ、増設コネクタ用に使うDF40取り寄せたんですがの4隅に接続されてない端子があってぴっくり。相変わらず、データシート読めといった感じですな。
■失敗した基板たち…。
相変わらず検証しないで回路引いたところでトラブりまくってます。あと、明け方には電源の逆接続とか3.3V系に5V入力とかあまり考えなくないことしてチップ燃やしてみたりとか。
春節なんてものに引っかかりまして通常だと10日くらいで手元に届く基板が1ヶ月近くかかって出来てきました。さて、感想としては「かなり小さい」です。画面上だと小ささを実感しづらいんですよ、常に拡大した状態で表示されますから…。それにしても、よくぞ詰め込んだもんです、6層にすればもうチョット行けそうな気もしますが…。
■Rev1とRev2の比較画像
今回の機体は、変換チップかましてMK20DX256VLH7(ARM)をArduino互換のTeensy 3.xとして搭載予定です。そしてプログラム（スケッチ）側にはMultiWii(R1745)をベースにしてARMで使えるように移植＆USBコントローラー仕様にカスタムしたものを使います。
基板設計した時点では、おおまかなコンポーネントの動作テストだけ終わったいたのです。本来だったらそこから基板の動作検証しながらプログラムいじる予定だったんですが、なかなか届かないのでテスト基板のほうで大まかながらもプログラムの修正してしまいました。 続きを読む
FusionPCBに注文した基板が一向に出来上がってこないのです。そろそろ1ヶ月なんだけどまたロストしたりしていないのかすごく心配…。問い合わせてみようと思う今日このごろ。そんなこんなで、ここのところはプログラム側を色々といじっています。現状で、ジャイロと地磁気センサーからの入力は受け取って姿勢制御（モーター出力）できそうなところまでは来ています。でもでも、PWMの周波数がどのあたりが適正になってくるのかは実機でテストして決めていかないといけないと思われます。今回、PWM周波数が最大375 kHzで解像度というか段数は16bitまで上がるらしいんですがそこまで上げるとアイドルの消費電流とかいろいろどうなることやら。。
次に、最近悩みまくってようやく解決したのですがOLEDへの接続ができるようになりました。簡単に行くと思ってたんだけど全然簡単じゃなくって「printf」がお友達状態でした。ディスプレイが付いたことで、機載状態でPIDの変更が可能になってモーターへの出力をリアルで見れるようになったりしました。便利そうな予感。
■テスト中
前にも書きましたけAVRは50hzの更新速度で制御を行っているのですが、今回は倍の100hzでBluetooth通信しても余裕あります。お陰でコントローラーからのレスポンスも早くなりましたが果たして早くなったことで飛行中の姿勢に変化が見られるのかが不明。制御用のパラメタを可変できるようにしたので変更しながら試してみるつもりです。
■設定変更用の画面とか
残りは、大気圧センサのLPS25Hを接続予定なのでそれ用のプログラム作れば初期状態としてはまあまあかなと思われます。