Infrared Control Helicopter

ＧＹＲＯＢＥＥ ＳＫＹＬＥＧＥＮＤ４

Ｓｉｌｖｅｒｌｉｔからようやく４チャンネルのトイヘリが発売されました。
元祖ハニービーの安定性はそのままで４チャンネル化されているようでなかなか好印象です。
ジャイロ制御はヘッドロックで、保持力も強いです。
写真ではモード１に改造していますが、今回は予めモード１が考慮されています。
スロットル用のジョイスティックは上下がどこでも停止するものが使用されているので、ジョイスティックのハンダを吸い取って外して左右を入れ替え、スロットルスティックを保持するための押さえ金具を移動すれば完了です。
押さえ金具は無理に取り付けなくても問題ないようです。


飛行リーマンさんのページでは海外調達されたものが掲載されていますが、ＣＣＰから発売されているものは送信機の構造が少し違うようです。

Walkera V120D02 部品交換

Walkera V120D02のSwashplate「HM-V120D02-Z-05」とStablizer Holder「HM-V120D02-Z-06」が少し改良されているようなので交換してみました。
Swashplateは少し頑丈にになったようです。Stablizer Holderはフランジの外径が大きくなり、ガタを少なくするようになっています。
部品交換後、期待とは裏腹に思うように操縦できなくなってしまいました。
ガタが減ったためか、エルロンを右に操作すると右斜め後ろに動き、左に操作すると左斜め前に動くようになってしまいました。
この現象は以前の４G3を思い出します。
最初プラスティックのローターヘッドだったものがアルミ製に変わったときも同じような現象に悩まされました。4G3や4G6ではプロポのミキシング機能を使用して補正しましたが、今回は下記の写真のようにStablizer Holderの角度を調整し、メカニカルなミキシング設定を行うことで、プロポのミキシングを行わなくても良い結果が得られました。
Stablizer Holderの取り付け部にはメインシャフトに切り欠きが入っており、３０度程度ずらすためには少し取り付け位置の上下位置を移動する必要がありました。
新しいStablizer Holderが最初から付いているロットではどのように調整されているのでしょうか？
少し興味があります。

Walkera V120D02 モーター交換

Ｗａｌｋｅｒａ　Ｖ１２０Ｄ０２ のモーターは発熱が多いＷＳ－１２－００５でした。
以前４Ｇ６でＷＳ－１２－００５を使用していたときにキャノピーが熱で変形したので、４Ｇ６に搭載していたＨＰ０８Ｓを載せ替えることにしました。モーター変更するとかなり軽くなりますが、前後のバランスを取るためキャノピーの前方に１円玉をはりつけました。
この機体は、３軸ジャイロということで止まり過ぎないか心配でしたが、あまり違和感はありませんでした。設定で色々味付けできると思いますが、最初の設定で良いと思いました。
最初は４Ｇ６と比べてあまり違いがないと思っていましたが、ある程度　Ｖ１２０Ｄ０２ に慣れた後で４Ｇ６を飛ばすと４Ｇ６の方がミソスリのようになり、舵の交じりが違うようです。４Ｇ６ではミキシング設定を行って舵の交じりを修正していましたが、Ｖ１２０Ｄ０２ では必要ないので今のところ良い感じです。
後はエルロンとエレベータサーボの消耗が心配です。




[2010/8/16追記]
撮影した動画ではピッチの変化が大きいため高度の維持が難しかったため少し変化量を少なくし、良くなってきました。受信機側の設定で「ＢＡＬ　ＤＥＬＡＹ」はメインローターの回転数により特性が変化するようで、メインローターを低ピッチ高回転で回す場合は少し左に回し、ディレイを少なくした方が良いようです。
適切に設定すると、ミソスリが最小になりとても安定感があります。
下記が現在の設定値ですが、スロットルカーブはＰＩＣで自作したガバナーモードのプログラムを組み込んでいるための設定です。

ELEV D/R:90,EXP:LIN
AILE D/R:90,EXP:LIN
RUDD D/R:70,EXP:LIN
THRCURVE：0-47-47-47-47
PITCURVE：36-43-49-55.5-62

この機体は、エルロンとエレベーターにもヘッドロックジャイロが組み込んであり、スロットルを上げるとヘッドロックモードに移行します。モーターが停止している時にはジャイロの積分値がキャンセルされスワッシュプレートは水平に戻ろうとしますが、スロットルをを上げると積分値を突然復元し、思わぬ方向に機体が制御される場合があるので注意が必要です。

Walkera V120D02 FLYBARLESS SERIES

WalkeraのフライバーレスシリーズでＣＰ機がＪadeから発売されたので早速購入しました。
先週の金曜の夜に注文して今日（８月12日）届いたのでかなり早かったようです。
４Ｇ６ＳはＷＫ-2801ＰＲＯの２８０１モードではリンクできないということと、私自身４Ｇ６で飛ばせているので、４Ｇ６の３軸ジャイロ版はあまり興味がありませんでしたが、今回は2801モードでリンク可能でフライバーレスということだったので注文しました。私が持っているＷＫ-2801ＰＲＯはＶｅｒ２．２なので少し心配でしたが、問題なく２８０１モードでリンクできたのでホッとしました。
ＷＫ-2801ＰＲＯの設定内容が記載されているドキュメントが付属していましたが、一部誤りがあり、６ｃｈ(ピッチ)はリバース設定する必要がありました。
その他のパラメータは記載通りで問題ありませんでしたが、エレベータとエルロンのサブトリムは必要に応じて調整します。
また、Ｄ／ＲとＥＸＰの設定の説明はありませんでしたが、エレベータとエルロンは、Ｄ／Ｒ：９０％、ＥＸＰ：ＬＩＮに設定しました。
これらの設定でホバーリングは問題なく行えました。
4G6ではエルロンとエレベータ相互にミキシング設定を行う必要ありましたが、Ｖ１２０Ｄ０２は必要ないようです。


[2010/8/13追記]
６ｃｈ(ピッチ)はリバース設定する必要があると記述しましたが、受信機にピッチのリバーススイッチがあるのでこちらで設定してもよさそうです。
エルロンとエレベーターのサブトリムは、リンク後に設定するとそれなりに反映されますが、その設定の状態で再度プロポとヘリの電源をＯＦＦ／ＯＮして再リンクすると、エレベーターは設定した方向とは反対に効果が現れているようです。

時々ラダーサーボが動作しない場合があります。動作しない時に手でサーボホーンを動かすと動作するようになります。動きはスムーズなように思えるがギヤーか何か不調なのかと思い、念のため４Ｇ６用の予備と交換しました。4G6用で使用可能でしたが、テールサーボは進化しているようで、4G6用サーボでは多少ハンチング気味になるのでジャイロゲインを少し下げました。
テール駆動用のベベルギヤーは今回のものは少し精度が悪いのか、たまたまかはわかりませんが、テールローター部の小さい方のギヤーが少し偏芯し、回転ムラが発生するので手持ちの予備と交換しました。

Flybarless CALIBER 120 飛行動画

自由自在な飛行とはいきませんが動画を撮ってみました。
Flybarless での動作はとても敏感なので、サーボの動作量はＰＩＣのプログラムで半減させることで比較的操縦し易くなりました。ジャイロの搭載方向は、コントロールパドルとメインローターとの角度に近い角度にしています。




[2010/05/30追記]
FM受信機に換装してコンピュータープロポで操縦しています。

Flybarless CALIBER 120

最近Walkeraから３軸ジャイロ搭載のヘリコプターが数種類発売されています。
４Ｇ６はまだFlybarlessではないですが、直に出そうな感じです。
レボリューターは機械式のフリージャイロを使用してFlybarlessを昔から実現していましたが、ＣＡＬＩＢＥＲ120をFlybarlessにできないかと思っていました。
先ずは写真のようにフライバーをカットしてシーソー動作しないように接着し、フラーバーレスのヘッドに改造しました。
次に自作の２組のレートジャイロをエルロンとエレベータのサーボに働かせるように接続しました。
最初は思わしく機能しませんでした。
ジャイロのゲイン調整などを行って、何となく制御できているように見える時もありましたが、突然姿勢を崩してしまいます。手に持って見てみると、どうも振動でジャイロが誤動作しているときがあります。そこで、ジャイロの出力にローパスフィルターを組んで振動対策を行うと誤動作もなくなり、連続ホバーリングさせることができるようになりました。。
現状は単純なレートジャイロとして機能しているため機体を一定の傾きを保つようなことはできませんが２つのレートジャイロのみでフライバーレスにできたとは、私にとって驚きでした。
ＰＩＣはプログラム変更できるように取り外し可能にしていますが、パラメーターが固まれば配線などももっとすっきりさせることができます。

軽量な2.4ＧＨｚ通信モジュール

もう少し軽量なＮＯＲＤＩＣのｎＲＦ２４Ｌ０１を搭載した通信モジュールを探していましたが、有限会社ケイツー電子工業
でＷＣＵ－２４Ｌ０１＋（ｐｌｕｓ）を製造販売していました。
通信チップにはｎＲＦ２４Ｌ０１＋が使用されており、ｎＲＦ２４Ｌ０１で作成したプログラムはそのまま動作できました。＋ありなしの主な違いは、＋ありでは通信スピードに250ｋｂｐｓが追加されており、通信距離をのばすことが可能なようです。
このモジュール基板には電源レギュレータは搭載されていませんが、ラウンドが準備されており、手持ちのＴＯＳＨＩＢＡ　ＴＡＲ5ＳＢ33を実装して動作することができました。
ＴＡＲ5ＳＢ33は入力に１μＦのコンデンサーが必要ですが、そのラウンドも準備されていたため取り付けました。
また、ジャンパーとして実装されている０Ωの抵抗を外して出力段のチップコンデンサーを１０μＦに交換しました。（１０μＦに変更しなければ動作しませんでした）
ＴＡＲ5ＳＢ33にはノイズリダクション用のコンデンサーを取り付けるように推奨されていますが、取り付けしなくてもとりあえず動作できたので搭載していません。
価格は￥４，７２５で、少し高めでしたが、こんな軽量で小さなモジュールは私には作れないのでよしとしましょう。
[追記]
その後、電源レギュレーターを以前秋月電子通商で購入していた「表面実装型低損失レギュレーター２．８５Ｖ１５０ｍＡ　ＳＩ９１８４１ＤＴ－２８５」に変更しました。このレギュレーターの出力段は１μＦのコンデンサーで良いので、部品も小さく有利です。

2.4GHzチャンネルモニター

ＣＹＷＭ６９３５と液晶表示機を使用して２．４ＧＨｚのチャンネルモニターを作成してみました。
ＣＹＷＵＳＢ６９３５のチャンネルを順次変更しながらＲＳＳＩ「Receive Signal Strength Indicator」レジスタを読み出して液晶画面にチャンネル毎のグラフ表示させてみました。
ＰＳｏＣにはキャラクター液晶で一文字毎にグラフ表示させる機能があるのでそれを利用しました。
液晶の上の段はチャンネル０からチャンネル１５、下の段は１６から３１です。
０から７の８段階のグラフ表示になっています。
何もしなくてもグラフに動きがあるので、正しく動作しているかどうかわかりませんが、Ｗａｌｋｅｒａの送信機などを使用すると反応があります。

自作 ２．４ＧＨｚ受信機をＰｉｘｙＺＡＰに搭載してみる

NORDIC nRF24L01を搭載した通信モジュールにＰＩＣ１６Ｆ６８４を一つ追加して６チャンネルの受信機にしました。
通信モジュール基板だけで１．５ｇあり、ＰＩＣやコネクターケーブルを追加して2.8ｇ程度になってます。
６チャンネルのＦＭ受信機は４ｇ程度あるので、あまり苦労していない割には２．８ｇは軽量かもしれません。
実際の加工は、２．４ＧＨｚ通信モジュール基板の裏側にプログラミングしたＴＳＳＯＰのＰＩＣ１６Ｆ６８４を貼り付けて、ポリウレタン線で配線し、コネクターケーブルの信号線もＰＩＣの端子に直付けしています。
ＰｉｘｙＺＡＰに搭載した場合、ノイズなどの影響で正常に機能するかどうか心配でしたが、室内で目の前で飛ばす限りでは問題ありませんでした。ＰＩＣ１６Ｆ６８４はＩＯ端子が１２本ありますが、まだ一本余っているのでジャイロセンサーの入力も可能です。

2.4GHz NORDIC nRF24L01 のテスト２

2.4Gモジュールとしてｓｐａｒｋｆｕｎ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳのWRL-00705を購入してテストしてみました。
結線後動作させてみると、送信機を１ｍも離すと正常に動作しなくなりました。
おかしいと思い、基板のチップのハンダを見てみると、ＡＮＴ１とＡＮＴ２がハンダでショートしているようでした。
とても小さなチップなので修正をあきらめようと思いましたが、壊して元々と思い、よび水のハンダを行って吸い取ってみるとうまく吸い取ることができました。結果、問題なく動作するようになりました。
この基板は比較的小さいですが、１．５ｍｍのプリント基板が使用されているので約１．５ｇあり、かなり重たいです。但し、基板に電源レギュレータが実装されていることと、nRF24L01の信号入力電圧が５ＶまでＯＫということで、外部に電源レギュレータなしでＬｉｐｏ１セルで駆動できるところが良いところです。
ｓｐａｒｋｆｕｎ にはもう少し小さなプリント基板の物もありますが、１．５ｍｍの基板では満足できません。
もっと軽量なモジュールがないか探し中です。