中国からチップ部品が到着ー

Amazonで頼んでおいた10kΩと10μFのチップ部品が到着しましたー。前回のMFT2016で使った手持ちのチップ部品がほとんどなくなってしまったので注文しました。





抵抗のサイズは1206(1.2mm x 0.6mm)、コンデンサのサイズは0603(0.6mm x 0.3mm)です。一円玉と比べてみました。まずは1206のチップ抵抗





こちらは、0603のチップコンデンサです。





コンデンサが小さいので抵抗が大きく感じますね。この前組み上げたESP-WROOM-02 にいよいよモータードライバとともに取り付けます。今週末の宿題ですね。
σ（＾_＾）

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タグ：smd チップ抵抗 チップコンデンサ

極小ESP-WROOM-02再び！

仕事をしてばかりでは息が詰まるので、ドローン用のコントローラーとして極小ESP-WROOM-02 を再び作ってみることにしました。苦闘３時間の成果がこちら！





仕様はそのうち披露したいと思います。しかし今回、GNDのはんだ付けにかなり苦労しました。やはり無線モジュールなのでGNDはかなりしっかりしているようです。裏面はこんな感じ。





今回は軽量を目指したので、3.7V -> 3.3V のLDOは省いてしまいました。今まで何度も 3.7VのLiPoバッテリーで直接駆動して問題なかったので大丈夫でしょう。





トータル重量は1.67gになりました。思ったよりも重くなっちゃったかなぁ。ESP-WROOM-02の重量は1.3gくらいだったので、コネクタとピンヘッダー、接着用のグルーで0.37gも取ってしまったようです。

モーター＋プロペラがひとつ0.77g。デュアルFETが一つ0.1gなので二つで0.2g。コンデンサなどの重量はほぼ無視できるので、全体で約5g。バッテリーと筐体の重さを加えて10g未満に抑えたいところです。うーん、できるかなぁ。
σ（ーω ー；

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タグ：ESP8266 ESP-WROOM-02 極小実装

軽量実装を検討してみた！

非力なモーターのドローンは軽さが命。ということで可能な限り軽量に実装したいところ。基板はそれ自身に重量があるので避けたい。ということで、銅箔テープとカプトンテープ、ポリウレタン銅線（エナメル線）で軽量実装できないか検討してみました。





今回試してみるのは、0603のコンデンサー。すごく小さい部品です。





銅箔テープとカプトンテープを張り合わせます。銅箔テープ側はGNDや電源に使います。





穴をあけてポリウレタン銅線を通し、銅箔テープとはんだ付けします。





カプトンテープ側にコンデンサと銅線をはんだ付けをしてみました。最初はちょっと苦労しましたが、慣れてくると時間がかからず出来そうです。





全体重量は0.06g。これなら抵抗やコンデンサなど全体を組み上げても1gにもならないでしょう。





はんだ付けのときに威力を発揮したのが”はんだ付け用ペースト”。はんだ付け前にこて先に少しつけておくと、はんだがこて先にうまく乗ってはんだ付けしやすくなります。





あとは部品が揃うのを待つのみ。激安部品を手配したので中国からの空輸待ちです。部品が揃ったら、組上げに入りたいと思います。５月２日までに間に合うかなー。
σ(￣ー￣；

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タグ：エナメル線 ポリウレタン銅線 銅箔テープ カプトンテープ はんだ付けペースト

プロペラの推力を測定をしてみた！（２）

ちょっとした事故があり、随分と時間がかかってしまいましたが、新しいバッテリーで推力測定をしてみました。前回の測定の様子はこちらを参照してください。





こちらが今回の測定結果です。青いのが今回のバッテリで測定した結果で、オレンジが前回の結果です。前回にくらべて若干推力があがっていますが、思ったほど向上していません。

これがこのモーターの限界なのかなぁ・・・。





だいたい1.7g と少しなので、4つで7gくらい。これではバッテリーを持ち上げるのも厳しいかも。測定方法の問題ということも考えられるので、とにかく組み上げてみて試してみたいと思います。案ずるより産むが易し！
σ（-`ω´-；）

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タグ：FET モータードライバ ESP8266

ミニドローンを買ってみた！

実験ばかりではなかなか検討が進まないので、ミニドローンを買ってしまいました！バラすこと前提なので、一番安いものにしました。





おもちゃなのでさすがにプロポは安っぽいです。しかしこのミニドローン、いっちょ前にモード２だけでなくモード１もサポートしているようです。使う気にはなりませんが。。。





アップにしてみると、なかなかカッコいいですね。





試運転の様子は、そのうち披露したいと思います。
（＾_＾）／～

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タグ：Drone ミニドローン QuadCoptor

ESP8266で駆動しているFET（モータードライバ）を測定してみた

前回のプロペラの推力測定で途中で推力がダウンしてしまう原因を探るために、FETの様子を観察してみることにしました。





測定するのは、FETのゲートとソースの間、ドレインとソースの間の電圧です。





実際に測定をしてみた結果がこちらです。





動画だとPWMで変化している様子がよく分かります。





電圧を見る限り特段おかしなところはありません。デューティ100%になったときのドレインとソースの電圧を見てみます。





だいたい 0.01V。ちょっと低すぎる感じがします。データシートを見てみます。VDSが0.01Vで、VGSが3.1Vくらいになります。





データシートから類推するに、ほとんど電流が流れていないということになります。推力のサチりはどうも、バッテリーが原因っぽいですね。
ε~（＝. = ）

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タグ：FET モータードライバ ESP8266

プロペラの推力を測定をしてみた！

ついに念願のプロペラの推力測定をしてみました！




動画で見ると変化の様子が、よく分かります。





PWMのレンジは0-1000までを設定し、100ずつ変更して測定をしてみました。その結果がこちら。





最大でも1.4g程度。推力なさすぎ。。。OTZ... デューティ比50%を過ぎると推力がダウンしてしまっています。モータードライバーの使い方が悪いのかも知れません。もう少し調査が必要そうです。
ε=（－. ー )

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タグ：プロペラ Drone モータードライバ ESP8266 推力測定

プロペラの推力測定器を作ってみた。

この週末を利用して、プロペラ推力測定器を作りました。いくつか試作を経た後にようやく落ち着いたデザインがこちら。AutoDesk 123D Design で設計しました。





こちらは完成形です。モーターは下向きにつけます。足の底には滑り止めと振動吸収のためにグルーガンでグルーをつけました。





滑り止めをつけるときに活躍したのが、３Ｄプリンターのホットベッドです。ホットベッドを加熱しておいて、グルーが固まらないようにして足をつけました。







こんな感じで精密秤において測定します。試運転をしてみたら、滑り止めがかなり効果を発揮し、プロペラの回転にも耐えていました。





さて、どんなデータがとれるか楽しみです。
（＾_＾）／～

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タグ：グルーガン 3Dプリンター 3DCAD Autodesk 123D Design

ESP8266（ESP-WROOM-02）とFET（モータードライバ）でコアレスモーターを駆動してみた

ESP-WROOM-02 で、FET（モータードライバ）を使ってコアレスモーターを駆動をしてみました。手元にTPC8407というFETがあったので、それで試してみました。


TPC8407 データシート http://akizukidenshi.com/download/ds/toshiba/TPC8407_datasheet_ja_20140107.pdf


回路は下記のように組んでみました。本来は電源を3.3Vにレベルダウンする必要がありますが、動作確認なので端折ってしまっています。ESP-WROOM-02 は3.7V入力しても結構耐えてくれますね。





FETを保護するためのダイオード、コンデンサも手元になかったので省いてしまっています。実際に組むときは考えないといけませんね。

組み上がった回路がこちらです。





FETは恥ずかしながら空中配線です。（＾＾;





それでは動かしてみましょう。スケッチは前回と同じものを使っています。





ポートから駆動するよりもはるかに力強く回ってくれています。これなら飛びそうかなぁ。
σ（＾. ＾）

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タグ：FET ESP8266 ESP-WROOM-02 コアレスモーター TPC8407

ドローンのシステム基礎を学ぶ（１３）

年越しテーマとなってしまいましたが、ドローンのシステム基礎の続きです。前回までプロポから、ロール目標速度（Φ target rate）、ピッチ目標速度（θ target rate）、ヨー目標速度（ψ target rate）を設定するようにしていました。





しかし冷静に考えると、プロポでヨーの速度（Ｚ軸回転：ψ）を設定するのはなんとなく分かりますが、ロール速度（Ｘ軸回転：Φ）、ピッチ速度（Ｙ軸回転：θ）をプロポで設定するのは至難の業です。





プロポからはロール（Φ）、ピッチ（θ）の目標角度を設定するのが現実的です。ということで、システム図をロール（Φ）、ピッチ（θ）の目標角度を設定するように変更してみました。





基本的な構成は二段階PID制御システムになります。目標角度(target angle)と測定角度(measured angle)から、目標角速度(target rate)をPID制御を使って算出し、それを後段のPID制御ブロックに渡してPWM値を求めます。

ここで、測定角度（measured angle）を算出には、ジャイロセンサーと加速度センサーを用いたセンサーフュージョンを使います。

センサーフュージョンは下記のような算出式と、DCM(Direction Cosign Matrix)もしくはQuaternion、Kalman Filter などのアルゴリズムで構成されています。

// preΦg、preθg、preψg は前回の測定角度
// Δt はジャイロセンサーの測定間隔
Φa = arctan(-ay/-az)
θa = arctan(ax/√(ay*ay + az*az))
Φg = preΦg + (Φ measured rate) * Δt 
θg = preθg + (θ measured rate) * Δt 
ψg = preψg + (ψ measured rate) * Δt 

センサーフュージョンは、最近は各センサーメーカーから提供されていることが多いので、利用するにあたって詳細まで知る必要はありません。

これで基本的な理論背景はだいたい整ったかな。あとは実践しながら考えていきたいと思います。
p（＾ー＾）q

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タグ：ジャイロ Drone 加速度センサー ArduPilot ArduCoptor QuadCoptor フィードバック制御