ATtiny10を使ったESC

ATtiny10を使ったESCをなんだかんだで作ってしまったのでメモをかねて公開しておこうと思います。基本的には、サーボ信号(PPM)を受信してPWMに変換しています。PPMの信号は基本は1000us〜2000usまでの間で可変する信号で、大きくなるほどPWM出力を強くしてあげる感じです。

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プログラムには、「Atmel® Studio 7」と「Atmel-ICE」を使いました。接続方法はTPIと言う方式で接続して書き込みを行います、色々サイトがあるのでそこいら辺を参照して下さい。

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PB2からサーボ信号を入力してPB0よりPWM出力をします。出力はPB1に変更することも出来ますので載せるデバイスというか基板の回路配置によっては入れ替えられます。

■回路図

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折りたたみ機を造ってみる(その5)

信号変換に目処がたったので出力ボードを設計します。例によっていちばん大事なのは電流・・・。またしてもモーター1個あたりで1.5Aとか流れます。フレームは4個(クアッド)ですが、念のため6個まで乗せられるようにしてみます。そして、せっかくなので電流センサを組み込みましょう。

ジャイロの場所が重要なのでFCのジャイロを機体の中央部にしたい、なのでFCを若干オフセットして載せることにします。オフセットして少し空いたスペースに小型のGPSユニット(アンテナ一体型)を入れたら、残りスペースに出力系を入れて完成。と、言葉で書くのは簡単ですが55mmx35mmに入れるのは結構大変・・・。

■アートワークした基板

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折りたたみ機を造ってみる(その4)

フレーム側は何とかなりそうな気配なので次に制御側を考えます。FCはすでに作っているものがあるのでそれを使おうと思います。しかし、FCはモジュラー式なので出力系は新しく設計しないといけません。そこで問題になってくるのは今回はモーターにブラシモーターを使うという事・・・。FCからの出力信号はサーボ信号で出てきちゃうので何処かでサーボ信号⇒PWMに変換しないとモーターが動かない。

■使う予定のFC
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一番シンプルなのはFCの出力コードを改変してPWM出力すること。だったんですけどね、めちゃくちゃ絡んでて早々に諦めました。

次善の策として適当なマイコン持ってきて信号変換する方向にかじを切ります。やることは単純なので(PPM⇒PWM変換)できるだけ小さいものを探してATTiny10にたどり着きました。ATTiny10はSOT23-6パッケージの8bitマイコンで内蔵クロック(8Mhz)で動作可能、外付けの部品はパスコン1個で問題なしな感じです。というわけで、我らの味方秋月電子さんでブツを手に入れて早速テスト。

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折りたたみ機を造ってみる(その3)

頼んでいたパーツが集まったので大体の重量感を見てみました。

モーター:4.86g
プロペラ:0.36g
フレーム:10g前後
バッテリー:18.5g
制御系:12g前後

大体の完成重量は60-65gぐらいになってちょっと重いですね。なので、今回はモーターとプロペラサイズはいままでの物より一回り大きいものを採用して全体推力の底上げをしようと思います。

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組むだけ組んでとりあえず測ってみたの図、フレームをもう少し軽くしたい感じです。

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折りたたみ機を造ってみる(その2)

設計⇒プリントの流れで、各種プリントした結果は以下の通りになりました。

■プリント重量
ナイロン:11.79g
ABS:9.85g
カーボン:14.44g
ナイロン(焼結):10.57g

かなり予想外だったのですが、手に入りやすいABSが一番いい結果となりました。フレーム材はABSかナイロン焼結に決まりですね。カーボンが意外に重いのは必要強度出すのにカーボンだと素材が薄くてもいいところを同じ厚さにしたからだと予想。カーボン用にパラメタの変更をしてもいいかもしれません。それにしても、いままでがPCBフレームだったからと言うのもありますが、フレームを別体で作ると重いですね。上側だけでもPCBフレームにするか、PCBを強度バーツに使って軽くするかを考えたいです。

■各種テストしたフレームたち
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折りたたみ機を造ってみる(その1)

すこし横道にそれて小型機を・・・。二重反転機の調整に手こずっていまして、ちょっとばかり気分転換を兼ねて気軽にテストできる機体を設計してみようと思い設計を開始。当初は設計だけして終わりにしようとしていたんですが、始めちゃうと面白くなってきてしまって結局形にしてしまいましたとさと言言うことでして・・・。1回だと長くなって編集が大変なので何回かに分けて紹介していこうと思います。

気分転換に設計、そのはずなんですが結構本格的になってしまった感はあります。FCは作っていたモジュール式のFCをそのまま採用、出力系を新しく作りました。せっかくなので一つ目標をたてました「FDM機で3Dプリントできる構造の折りたたみ機」です。フレーム壊れちゃってもプリントできたほうが直しやすいですしカスタムも簡単ですしね。

設計は毎度おなじみOpenSCAD。はじめは簡単でいいやと思いながら、最終的には結構作り込んでしまったのはお約束・・・。

■飛行状態

foldable_quad_v1_r8

■折りたたみ状態
foldable_quad_v1_r8-com
手のひらサイズで遊べる機体になりそうな予感です。

BLDCのコントローラーを作っています

FCの部分としてはある程度形になってきました。次は出力系ということでブラシレスのコントローラーやらなんやらを載せた専用ボードをいろいろと試行錯誤していました。いやはや、燃える燃える、いったい何個FET燃やしたことか…。基板もけっこう燃しました。チップ的な最大電流量は30A近くまで行けるんですが、基板側は5Aを標準で設計。モーターは最大で5A程度なため結構ギリギリ設計ですがこれ以上は基板サイズとかいろいろ拡大しないと難しいので現状これでなんとか。基板の左部分にBLDCのコントローラーとドライバが2基が載せてあります。実装サイズで30mmx20mmに全部入っていてバッテリーからメイン基板への給電も請け負います。右側にあるのはサーボ用と外部LEDフレームへの電源生成部です。

■出力系基板

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■テスト風景

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超小型の汎用FCを作っています

MFTで公開した新しい機体向けに新型のFCを作っています。例によってメインコントローラー部と出力部を分離設計とした構成として、メインコントローラーにはSTM32F4系のCPUを採用してドローンコード(Ardupilot)が動作する設計。昇降圧DCDCを搭載しているので対応電源は1Cell-3Cellが単体で使えます、拡張側で対応すればもっと大きい電源にも対応可能。そして、ジャイロ周りのセンサーは2重に入れて電源系は各種類ごとに分離設計にしてノイズとかを押さえ込めるようにしてみました。単体で考えるとアウトプット側が6chの制約がありますが拡張側で増やすこともできるのでいいかなと思っています。

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MFT2016でブースに訪問いただきましてありがとうございました。

ちょっと、かなり間に合っていなかったMFT2016が終わりました。ブースに来ていただきました皆様ありがとうございました。密かに配布させていただいていたRGB-LED基板をご購入いただきました皆様へ回路図なんかの必要データを展開させていただきます。

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MFT2016の展示物

MFT2016、もう来週なのですね。準備が間に合わなそうなのは例によっていつものことなのですけど…。今回の展示物何にしようか未だに完成していない感じもあって…。とりあえず、持って行けそうな物を上げておこうかなと思います。Orz

  • RGB_LED-Stick

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  • StickBasex3

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