MQXC(Rev2)に増設モーター基板を付けてオクタコプター化(その2)

フレームを新設計の物に交換しました。モータースパン80mm(ローター含む135mm)になりましてローター回転時のローター干渉問題も解決しました。そして、全く問題なく飛びます。結構苦労している6ローターとは比べものにならないぐらいに素直に飛びます。H6はやっぱり無理があるのか?設計の方向性について要確認ですね。

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さすがにパワーがあるので出力50%で浮き上がります。少しその辺りについては調整必要かな?

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MQXC(Rev2)に増設モーター基板を付けてオクタコプター化(その1)

ヘキサコプタの方が若干遅れ気味なのですけれど…。フレームの設計変更に手を付けられなくて。それでも、オクタ用のテスト基板が届きましたのでヘキサコプター化をしてみました。

■汎用性は捨てて専用基板

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基板側でモーターを支えてあげたほうがマウンタ側でごちゃごちゃしないのでこちらの方がいいかもしれない。重量的には不利な気がしますけど。

■とりあえず載せてみた
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MQCX(Rev2)量産機ベース基板

最終版の最終版基板がようやく手元に届きまして実装しました。USBコネクタが裏面になったことで上面から見るとかなりスッキリした印象です。その分裏側がごちゃごちゃとしてしまいましたけれどしょうがないかなと…。追加のノイズ対策用のコンデンサとか、バッテリー補助用のコンデンサとかがテストの結果追加したのでせっかく減らした部品点数が増えてます。

■最終量産予定基板

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ようやく、完成までこぎつけましたベース基板の情報を簡単にまとめてみます。

■基板サイズ

PCBベース最大幅 = 40mm
PCB最大幅 = 50mm
PCBアーム幅 = 4.5mm
PCBアーム長 = 68mm(対角)

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富士山の上にあったアレ

まえまえから、ボール状のケージにマルチさんを入れてみたかったのです。ようやく何とか出来そうな状況ですのでまずはボールだけでも作ってみました。地上固定型の大型回転式レドームに使っている構造は「ジオシテックドーム」というらしいとWikiさんに教えてもらいましたのでOpenSCADで設計してみます。5本と6本のジョイントの組み合わせで出来ていたんですね~。構造には何種類化あるのですが、今回は2Vと呼ばれる形状で作ってみました。5本のジョイントが12個で6本のジョイントが30個も必要なのですね。設計自体はさくっと終わらせたのですがプリントに時間がかかってかかって…。外注すればよかったと何度思ったことか。

■プリント終わったジョイントたち

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プラ棒で接続したのですが、必要本数が2種類を60本ずつで120本とか心が折れかけました。さすがに途中で失敗基板を使った治具作ったとことでかなり楽にできるようにはなりましたけど。 続きを読む

Maker Faire Tokyo 2015出展します

例年だと10-11月に開催されていたMFTですが今年はずいぶん早い8/1-2に開催されます。申し込むは申し込んだのですが、準備が間に合うか?という問題よりも今話題のドローンということで出展内容説明を書いてしまい…。マルチコプタとか書かなかったから出展は危ないんじゃないかな?とか色々と考えていましたがなんとか出展承認もらえました。

とりあえず、マルチさんたちは4/6/8ローターのバリエーションで持って行くことは確定。ローターガード付きはデモ用に持っていくとして、カメラ付けたものはアマチュア無線の承認間に合ったらですね。間に合わなければ有線で持って行こうかな?とは言いながら、今年もいちよう隠し球を用意しています。ずいぶん早めから用意しているので使いそうなパーツは用意済みなんです。あとは、設計してあげれば終わり。簡単にできるはず、回路設計は無しな方向で市販の組み合わせで作る予定。駆動系は新しく設計してプリントしますけどね。とりあえず、看板のようなものを用意すると考えていただければと思います。前回&前々回は失敗したんで今年こそはちゃんと動くものを持って行きたいかなぁ。それと、1枚500円くらいでLEDリング持って行くかな~。5枚組み合わせればリング状になる基板、欲しい人は声をかけて下さい。

■出展物
・MQCX(4/6/8ローター機)+デモ用機体

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・180LED-Ring(2種類)- 直径200mm

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・いちよう予定の掲示板ぽいもの…

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今年はマルチコプタを全面に出して持っていく感じでしょうか。アクションカメラ積んで上から撮った画像とかをお見せできるといいのですけど、間に合うかな??

少し横道にそれてみる…。

テスト前とかになると部屋の掃除とかしたくなりませんか?個人的にはテスト前には掃除を勉強そっちのけでする方だと思います。最近はあたらしいマルチさんの開発が大詰めな感じなのですけど…。ちょっとした息抜きでなにか面白い事無いかな?とか考えて、普段だったらLEDで遊んで満足するんですけど最近のマイブームは歯車!!プロッタをMDFで作ろうとか考えていたのでそのへんもあってインボリュート曲線とかサイクロイド曲線とか面白いとか考えていたんです。そこで、斜め上の発想で時計とかなら簡単に行けるんじゃね?とか考えてコンセプトと簡単な設計をしてみたり…。息抜きですよ?

■ちょっと変わり種の時計

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リングが3つ一部重なり合った状態で左側から時分秒の順で時間表示するイメージ??このリングにギアユニットが外付けされる感じで考えてるんだけど…。

★コンセプト

  • レーザーカットMDF/FDM機で出力可能
  • 動力はマイコン制御でステッピングモーター
    ステッピングモーターは安物(秋月電子)
  • USB動作(電流制限500mAh以内)
  • 時刻設定機能・アラーム無し
  • 時刻設定は手動で針位置変更
  • 時・分のみのシンプル形状
  • ギアクロックで外から各ギアの動きが見える
  • サイクロイドギアを採用
  • ステッピングモーターでは分間60回転の動力を作る(秒単位で動作)

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MQXC(Rev2)に増設モーター基板を付けてヘキサコプター化(その3)

実装基板にフレームを取り付けて色々とテストしています。ピンを標準から変更していたりとかしたのが原因で初期化した瞬間にモーターが回りっぱなしになってしまい…。ライブラリ側の修正が必要になってしまったり。あとは、フレームの一部がLEDと干渉したり思っていた以上に強度が高くて振動がジャイロにもろに侵入したりとかあまり笑えない状況です。フレーム強度が高すぎたんでしょうね。フレーム設計を修正して再度テストかな?とりあえず、ジャイロの振動についてはあまり使いたくないんですがフィルタ設定してどうにかなっています。そしてアンバランス機体ですが、やっぱりこのままだと安定しませんね~。バラスト積むか何かして重量合わせてあげないといけないです。

■干渉して曲がったフレーム…。

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MQXC(Rev2)に増設モーター基板を付けてヘキサコプター化(その2)

マウンタ&フレームなんかの設計はOpenSCADを使っているのですが、計算にむちゃくちゃ時間掛かるのが玉に瑕です。ちなみに今回のH6フレームとかは4分割計算でも6時間近くかかってしまいました。マルチコアで計算してくれればもっと早くなると言うか爆速だと思うんですけど対応してもらえませんかね…。6時間かけましてSTLへの出力が終わったらプリントしてテストなんですが、形状が形状なのでプリントにも時間がかかってしまうんです。そして、出来てきたフレームがこちら。

■未実装基板にフレームとモーターを搭載

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※:サイズ的には100mmx85mm(ローター込み155mmx140mm)
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MQCX(Rev2)量産基板

基板はシルクの修正をして完成形にする予定だったのですが…。最後の最後で部品配置を変更、USBコネクタを表面から裏面に変更しました。なぜかといいますと4/6ローターぐらいまでは問題がないのですが、8ローターにする場合には増設基板側からローターマウンタを出すほうが効率的で設計が楽なのです。でも、上面配置のUSBコネクタだとケーブルを接続することがが出来ない。書き換えのたびに基板外すとかはやっぱりありえない。となりまして、最後に修正しましたが結構大変でした。実際は、基板注文したら外形カット失敗していたので返金⇒再注文になったのでついでに修正だったりしたりしなかったり。

■最終形の基板(表・裏)

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MQCX(Rev2)の新しいモータマウンタ

■新しいタイプのモーターマウンタ

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モータの位置決め精度がかなり向上した感じです、いままで±1.5mm程度だったのが±0.5mm位の精度になったのでローターガードの間隔詰められそうです。そして、ちょっとした思いつきでモーター取り付け角を垂直から機体中心に向けて傾斜(2.5度)させてみたのです。そうしたところ、飛ばしたときの安定性が全く違うことに驚愕しています。もう少し増やした物とか何種類か作ってテストした方がいいかもしれない。

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