背筋トレーニング日記: かっこいいU199ドローンを作ってみた

2017年5月20日土曜日

かっこいいU199ドローンを作ってみた

先日のアブダビでの事故で操縦技術の不足を痛感したので、ドローンの操縦技術を磨かねばと思いました。
で、どうせ練習するならドローンレース参戦に向けてやってみようとなったわけです。

日本で屋外でドローンを飛ばそうと思ったときには、改正航空法の規制を満たす必要があります。改正航空法では飛行禁止区域などの取り決めに加えて、目視外飛行(ゴーグルを覗いて操縦するなど)にも申請と許可が必要であると定められています（参考ページ）。

ただし、200g未満の機体に関してはこの制約を受けず、事前申請無しで目視外飛行を行うことができます。
※もちろん法律の規制を受けないからと言って、好き放題飛ばしてよいわけではありません
※土地の権利者が飛行を禁止していない区域で、周囲の安全に十分に配慮して飛行する必要があります。

この法律をうけて、日本では重量を200g未満に抑えたU199というカテゴリが誕生しました。

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早速ですが、今回組み立てたU199はこんな感じになりました。頭が光ってます。
実はU199を組み立てるのは2機目で、今回はFPVの画質を頑張る方向で組んでみました。

組み立てたU199の写真

構成は以下の通りです。

Frame	Realacc Belix-3 130MM	Banggood
FC	HGLRC F4 FLAME	Banggood
ESC	Favourite FVT LittleBee-Spring 6A	Banggood
Motor	DYS BX1306 3100kv	Banggood
Prop	Gemfan Bull Nose 3030	Hobbyking
RX	FD800 Tiny FrSky receiver	Banggood
Camera	RunCam Owl Plus	Banggood
Battery	Turnigy BOLT V2 500mAh 3S	Hobbyking

この構成でeCalcでシミュレーションするとこんな感じです。

eCalc シミュレーション結果

フルスロットルのThrust-Weightは2:1なんでレース用って感じではないですけど、飛ばしやすいパラメータだと思います。カメラとVTXを軽くすればESCを変えて4sにできそうなので、慣れてきたら変えてみるかもしれません。

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フレームは130クラスではかなり軽い方だと思います。
組み立てには付属のネジは全く使わず、超低頭のM3ネジと樹脂スペーサを使っています。

FCが面白くて、30mm規格のボードにPDB、BEC、OSDが一緒に載ってます。四隅にESC用の電源と信号が出ていて、使い勝手がいいですね。

FCと配線

このFCにXT30コネクタとブザーを直付けして、四隅からESCの配線、RXとカメラとVTXとLEDはコネクタを生やしてます。
※この線はもっと細くても良いかもしれないですね...

ESCにはDSHOT600に対応したBLHeli_Sが焼かれたものを使っています。Betaflightと組み合わせて使うと、FC経由でESCの設定が変更できるので非常にありがたいです。組み立て時にはひと通りESCとモーターを配線した後に回してみて、逆に回ったやつのESCをBLHeli Configuratorを使って逆転しています。

で、この上に、RX、カメラ、VTX、LEDを取り付けたものがくっつきます。

完成したU199

LEDについてなのですが、CleanFlightやBetaFlightはWS2812BというシリアルLEDに対応しています。なるべく小さいものを探していたところ、秋月電子にちょうどいいボード（マイコン内蔵RGBLEDモジュール）があったので購入してみたのですが、そのまま繋いだだけでは全く点灯しませんでした...

抵抗を外した秋月電子のWS2812B基板

どうもLEDのDINの前に入っている100Ω抵抗が悪さをしているようなので、ハンダごてで剥がしてジャンパを繋いだところ無事に点灯するようになりました。
やっぱりLEDがあるとエラーやARM/DISARMの状態が視覚的にわかるので良いですね。

上面と背面のところのパーツは、3Dプリンタを使ってABSで作りました。（STLファイル）

3Dプリンタでつくったマウンタ

LED、RX、VTXを載せた状態

ネジ穴のところにはM3インサート（HSB-304530）をハンダごてで押し込んでいます。3Dプリンタで作ったものにネジどめするときはだいたいこんな感じにしてるんですが、まぁまぁしっかり固定出来るのでおすすめです。

また、線材をはんだ付けした部分やコネクタの根本はBONDICで固めています。エポみたいに練らなくて良いし、4秒でカチカチに硬化するので、めっちゃ便利でおすすめです。