アーカイブ : 2014年 5月

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その30)

現在進行形でモータマウンタを複数形状&複数材質で試作中です。

モーターマウンタが受ける力は、モーターからの振動・トルク方向への捻り・墜落時の衝撃の3つが主になってきます。特に振動に関してはある程度強度を落として減衰してあげないとジャイロに変な信号が入ってしまってピッチングして飛行できなくなってしまいます。でも、モータトルクに対して弱いと姿勢制御に遅れが出てしまい思ったように飛びません。墜落時の衝撃吸収は基板が破損する前に壊れることで吸収します。3つのバランスが大事なのです。

現状で一番いい感じなのは、DMMでプリントしたナイロン製のマウンタ。でも、1個が1,620円と高くなってしまうことが難点です。程よく振動吸収してくれて天井にぶち当てて落ちてきてもばらばらになりません。逆にPCB側が曲がったりする場合が出てきました。超音波センサによるオートレベルがうまくいかなくて…。

■現時点での5-1号機はこんな感じになっています。(白いのがナイロン製のマウンタ)

Image-1-4

※:右側に移っているちょっと黒黄色な物がWifiカメラ、バッテリ込み22gなのですが重すぎて30秒ぐらいしか浮かばないのでバッテリを本体と共有しようとしています。その下に移っているのが超音波距離センサ、自動高度安定しようとしています。コントローラーがPS3/4に対応となりました。PS4の方が若干タイムラグが大きい感じがします。

 

マウンタ形状に関してもいろいろと試作中なのですが、なかなかこれといった物にならず悩み中です。
落とした時にすぐに破損しちゃ困りますが、PCB側が破損する前にはマウンタが破損してほしい感じの強度がほしい。カーボンロッドを使ってマウントする方法も考えたんですが、下面にバッテリ搭載スペースが無くなってしまう…。先端部分だけの部分利用がいいのかな、それだと強度あり過ぎで落とした時に基板が曲がりそうなんで怖いんですけど。基板からモーターまでの距離が長ければ曲がれるからいいのかな?

それだったら基板側を極限まで削ってモータまでの距離を稼ぐ方法もありだな。カーボンロッドの太さを落とせば振動吸収も出来そう。量産機では樹脂マウンタにすればいいのか?

とか考えたんですが、基板を眺めたらこれ以上削れないところまですでに詰めていましたので無理でしたと…。

ちょっと冒険的にエストラマー的な材質でも何とかならないかも検討中です。かなり柔らかめな材質で指でつぶれるぐらいの硬さの物が使えないかと思案中。(ゴム状の物になるのかな)

そして、モータマウンタの単体コストは500円ぐらいが理想なのですが、3Dプリントだと無理っぽいのでレジンの注型で何とかする方法も模索中。そうすると、今の型では難しいらしい。ということでいろいろと問い合わせたり試作してもらったりとしております。

一発抜きができない形状ということで分割してとか、でも分割すると2個分だから単価がとか…。

100機単位になってくればナイロン製にして作って金型起こしたほうがいいんでしょうけどね…。Orz

という訳で、来月中ぐらいまではマウンタ周りの話題が続きそうです。自分では設計だけで作っていないので時間が結構かかってしまいます。

今後予定としては、モーターマウンタの試行錯誤の後はブラシレスモーターを搭載予定です。専用基板&専用チップ使って更に軽量化と高出力化していきたいと思います。現状でお高い機体になってしまうということだけ…。

そういえば、勘違いした物が作って送られてきてその後メール返信が無いところとか…。こんな事してたら仕事無くなるよ~。

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その29)

軽量化版のテスト風景を何とか動画におさめました。PS3のコントローラーでのスロットル調整が難しいです。微妙な調整がうまくいかなくて上下してしまっています。制御側を見直すかコントローラー側に手を入れるかを考えないといけません。

https://www.youtube.com/watch?v=Fu4-9xU_6Ec

https://www.youtube.com/watch?v=gE6vXP9gRcg

あと、MQCXでない名前を考えないといけないプレッシャーが…。

 

Micro Quad Copter X-Type構成(β以降配布予定)

Image-1

■機体写真(β版)

 

■特徴

  • ローター以外可動部の無い4枚ローターのクアッドコプター
  • 日本の家の中でも飛ばせるように機体サイズを極力小さく
  • 厄介な電波法をクリアするためにUSB-Bluetoothドングルを使った通信を採用
  • 飛行制御(FCU)と機体制御(MPU)を分離して制御の簡略化
  • Arduinoを基本システムとでのプログラミングによる発展性を考慮
  • 拡張性を考えての制御信号の入出力(Analogx2:Digitalx2:I2C)
  • 機体コントロールにはPS3コントローラを標準使用
  • 最終的には単体での自律制御が目標(Kinect使用も考慮)

■機体サイズ

  • PCBベース最大幅 = 47mm
  • PCBアーム幅 = 4.6mm
  • PCBアーム長 = 105mm
  • モータースパン = 85mm(左右)/120mm(対角)
  • 最大幅 = 175mm(ローター回転径含む)
  • ローター直径 = 55mm
  • 最大合計推力=74g
  • 機体重量 = 約36.2g-45.8g(バッテリ含む)
    ※機体重量は基板厚/コネクタタイプ/バッテリ容量で変動

続きを読む

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その28)

昨日までテストしていたのは重量が重い方(基板厚が厚い方)で落ちても壊れる可能性が低い方だったのですが、ある程度目処が立ってきましたので2機目の軽い方の機体(基板厚の薄い方)にも同じプログラムをインストールしました。
マウンタもちょっと変わっているのですが全備重量で36.3gとなります。RCY/1.6mm仕様は50%出力で浮かびませんがEH/1.2mm仕様は普通に飛んでしまいます。軽量化って重要なんですね。

写真の左側がRCY/1.6mm仕様、右側がEH/1.2mm仕様です。

Image-1-8 Image-1-9

Image-1Image-1-2

続きを読む

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その27)

ようやく落ち着いてフライトできる程度にはなったと思います。本当にプログラムって重要、ハードがいくらよくてもプログラムがなっていなかったら全くもって飛ばないとか勉強になります。まあ、自分の未熟さをまざまざと見せつけられて腹立ちますけどね…。

https://www.youtube.com/watch?v=nh-0Fc6GlFM

さて、いまちょっと悩んでいるのはモーターマウンタです。まあ、結構悩んでいた時間が長かったのですが今回は形状ではなくて製造をどうすればいいかという問題です。3Dプリンタで出力していたのですが個数が10個ぐらいならまあ何とかなるんですが、5機分と予備を考えると40−50個程度の数が必要になってきそうで、そうなると外部のサービス利用した方がいいのですが結構お高いんです。自分で型を取ってレジンを流したりとか考えないと配付金額がとんでもないことになりそうで悩み中です。

さてさて、ずいぶんお待たせしましたが配布に関しましてはこの次の投稿でお知らせさせていただきます。

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その26)

いろんな事がありましたが、ほとんど解決しました。モーターの制御って以外に難しい物だったのですね…。そして空物は安易な気持ちで手を出してはいけません。

https://www.youtube.com/watch?v=8VX-tKE3aqs

スティック操作に関する最適値がまだちょっと見つかっていない感じですがハードウェア的には概ね完成しました。

これでようやく配布用機体の設計に取り掛かれます。まあ、ほとんど出来ちゃっているのでちょっと見なおして製造しようかと思います。FCU用のUSB電源・部品配置変更・シルクの修正を予定してほぼ終わっています。ちょっと悩んでいるのは機体(PCB)の色、「テスト機=黄色、α/β機=赤」と来ましたのでやっぱり青ですかね?

単体で飛ばせるほどに安定していないので土日で何とかしたい野ですが時間があるか…。

form1の故障診断方法っぽいもの

突然調子が悪くなった我が家のform1ですがなんだかんだとやりとりの後、交換となってしまいました。稼働時間的には400-450時間程度でおかしくなってしまいました。状況ですが、サポートのベースはプリントできているものの底からの立ち上がり部分辺りからうまくプリント出来ない状況でした。おそらくレーザーの出力が設定値に達しないのでないかと予想。

交換に至るまでに中の人から試してほしいと言われたことを列挙しておきます。

  1. 新しいレジンでプリント確認
    ※:もし以前プリントが成功したものがあればその設定(5mm_Calibration_Steps.form)でプリントできるかを確認File_001File_002-1
  2. テストプリント用のサンプル()をプリントして写真を送る。
    ※:サポートの厚さは3mm以上を推奨みたいなので、通常/3mmにして2回プリントがおすすめ
  3. レーザースポットテスト
    以下コマンドで呼び出すことが出来るので画面指示に従って照射されたレーザーを写真に撮る。(レーザースポット部分にピントを合わせた状態で撮らないとNG)
    SONY DSC
    ・Windows
    “C:\Program Files (X86)\Formlabs\PreForm\PreForm.exe” -diagnostic
    ・Mac OS
    /Applications/PreForm.app/Contents/MacOS/PreForm -diagnostic
  4. メインミラーとガルバミラーの確認
    ※:ガルバミラーはバラさないと確認不可能なので真上から覗きこんでミラーに汚れがないことを確認IMG_6502
  5. ビルドドプラットフォームの確認
    ※:レバーを倒した状態(固定した状態)でガタが無いことを確認。
    上から見た時に見えるネジ(マイナス)を閉めこむことで調整可能
  6. レジンタンクの確認※:シリコン層に劣化がないこと傷がないことを確認

続きを読む