回路に半田不良発生

ドライバー回路（IR_Tx_Rx05-01）でC8051へのプログラムダウンロードが突然できなくなりました。
　結局、C8051の半田不良のことがわかりました。色々あって、ケガの功名と言うか、DC-DC無しでも、動作するようになりました。

C8051が小さい為、C8051と基板とをエナメル線を半田で接続しています。半田不良がなかなか発見できなかったのは、C8051に繋いである部分をテスターで確認するにも、テスターの先端が太過ぎて不良が発覚しなかった部分があったわけです。
最初、接触不良が見つからなかったので、原因を考えると、DC-DCを接続してからプログラムのダウンロードをしてなかった事を思い出しました。
C8051のプログラムのダウンロード時に、パソコンとのコネクターの電源は回路から取っているので、DC-DCの許容電流よりもコネクターが食っている可能性があると考え、DC-DCを外すことにしました。
　しかし、事態は変化なし。その後、C8051へ接続されているエナメル線を針で横から突っつくと、半田不良なエナメル線は容易に外れることを発見し、半田不良個所を半田しなおしたら
解決しました。
次にDC-DCを元に戻す前に、気になっている事象を確かめる事にしました。
それは、モーター出力が効率よくでるようにと、バッテリに一番近いところにモーター出力用のMOSFETを接続し、次にマグネットアクチュエータ出力用のアンプを接続し、バッテリから一番遠いところにC8051を接続していました。
田中さんの実装回路を見ると、電流を食うチップはバッテリから離して接続しているようです。
そこで、C8051をバッテリに一番近いところに接続し、モーター出力用のMOSFETをバッテリから一番離して接続してみました。
これで、動作試験すると、Li-Poly(145mAh)を使いきるまで、C8051がリセットしないことが分かりました。
まだ、ベンチテストレベルですが、チップの接続の仕方で、モーターノイズ（リップル電圧）の影響を小さくできるようです。

3.3Vタイプ赤外線受光素子 入手

3.3V 仕様の高感度タイプ赤外線受光素子 NJL74H380A（新日本無線JRC）
を入手しました。
これは前回の飛行会で、田中さんから格安で譲ってもらったものです。田中さんが見つけたショップでは、１００個単位でしか注文できないようです。今回はサンプルで２０個取り寄せたなかの2個をゆずってもらいました。

第52回横須賀Indoor-plane飛行会

2003/07/21 第52回横須賀Indoor-plane飛行会に参加しました。
1.Tailless02-01のテスト飛行
2.Tailless03-02のテスト飛行
3.IR_Tx_Rx05-01のテスト
を行いました。

1.Tailless02-01のテスト飛行
潮風アリーナは広く、この飛行機には最適な飛行エリアでした。速度を大きめにして飛行すれば、エレボンの効きも良好です。速度が速くても、余りある広さなので、壁や天井が気になりませんでした。
　ただし、バッテリが減ってくると、ゆっくり飛行しないと高度が維持できなくなるので、舵の効きが悪くなる傾向は変わっていません。飛行終了の見極めが重要です。
　ついつい、観客と話をしていて、飛行終了タイミングが遅れてしまいました。それで、舵の効きが悪くなり、２階席に突っ込んでしまいました。
　飛行機は壊れていませんが、ジュラコン部分がずれてしまい、セッティングのやり直しになりました。その後、セッティング中にクラッシュし、サーボが壊れて、この日の飛行は終了になりました。
2.Tailless03-02のテスト飛行
飛行しました。つまり、モーターパワー的には十分であることが確認できました。しかし、舵が効きません。潮風アリーナでやっとオーバル飛行できるレベルでは話になりません。
　飛行機のパワー余裕が無いので、速度を大きくして飛行できません。すると、Tailless02-01でもあったように、舵の効きが悪くなっているわけです。
　もっと、舵の面積を大きく（ただし、アクチュエータートルクが満たすか疑問）する。もしくは、軽量化して、パワー余裕を持たせ、速度を大きくして飛行させる。解決策がありますが、即できるものは無いので、今回はここで終了にしました。
剛性に関しても、マニューバリングテストができていないので、OKかどうか判断できない状態です。
3.IR_Tx_Rx05-01のテスト
RCユニット（IR_Tx_Rx05-01）はTailless03-02に搭載されていましたが、十分に飛行ができないので、LivingRoomFly04-02に搭載しテストを行いました。
受信機（JMP RX5-2.3）を接続した場合
問題なく飛行できました。操舵性も十分で、アクチュエータートルクは十分のようです。
赤外線受信機（IR_Tx_Rx04-01）を接続した場合
モーターをオンにすると動作が不安定になりました。モーターノイズ（リップル電圧）が影響しているようです。オシロスコープで詳細調査が必要なようです。
　

Tailless03-02 完成

Tailless03-02が完成しました。カーボンロッドをサイズアップし、剛性不足を解消しました。

前回の飛行会で、主翼がフラッターを起こして飛行できませんでした。
主翼に使用しているΦ0.7カーボンロッドを、Φ1.0に変更しました。
新しく完成したマグネットアクチュエータ（MagnetActuator04-01）を搭載し、操舵力にも心配が無くなりました。

Tailless03-02用のマグネットアクチュエータ完成

Tailless03-02用のマグネットアクチュエータが完成しました。

このアクチュエータは、Φ0.05コイルの２本巻きを行いました。
これを行なう為に、コイル巻き機のモーター正逆回転が可能なようにDCコネクターを追加しました。
まず、正回転で、３００回巻きます。接続配線用にコイルを数cm引き出します。
その後、逆回転で、同じ巻き数（300）巻きます。
この方法なら、予め、２本巻き用に別ボビンに巻き取る作業が省略できます。
結果
コイル抵抗：40Ω
コイル重量：0.5g
トルク
N-40のΦ6x3のマグネットを使って、３．４V、2.3gcm
でした。
このトルクは計算値とほぼ一致しています。

MagnetActuator04

飛行機に搭載する為のマグネットアクチュエータを作成していきます。

状況：進行中

IR_Tx_Rx05-01問題解決

モーターをオンにすると、C8051がリセットする問題は、C8051のVccの半田をやり直したら直りました。

モーターをオンにすると、C8051がリセットする原因は、次の通りです。
モーターをオンにすると、モーターのリップル電圧により、一瞬電圧低下が発生します。その結果C8051のリセットが発生するのです。
前回までの対処は、DC-DCコンバータを経由して入力電源を繋ぐ方式に回路を修正しました。しかし、前回の飛行会では、状況は良くなったのですが、完全には解消できませんでした。
その後、C8051のVccの接触不良を起こしているのが分かったので、Vcc接続部分の半田をやり直しました。
その結果、この症状はなくなりました。

パーツケース取得

千石電商のオンラインショップで、パーツケースを入手しました。

リスト
パーツケース B-10-CC　：　1300円　　　ホーザン
新しく始めた回路製作の為のパーツケースを入手しました。
入手する製品がわかっている時は、オンラインショップで買うほうが良いようです。
着払いの宅配料は819円で電車賃とほぼ同じです。注文してから届くまで3日でよほど緊急な時意外は問題ありません。

工具、部品入手

新宿東急ハンズで半田作業用工具及び、マグネットアクチュエータ用マグネットを入手しました。

入手リスト
セラミックボード：1300円　　　新富士バーナー（株）
ヘルピングハンズ三爪：880円
Φ5x1.5希土類マグネット x2 ：480円

第２２回横田スローフライヤークラブ飛行会

第２２回F西多摩体育館飛行会に参加しました。
1.Tailless02-01のテスト飛行
2.Tailless03-01のテスト飛行
を行いました。

1.Tailless02-01のテスト飛行
前回の飛行会での挙動は、エルロン飛行機の要素（エレベータを引き気味（CLmax)での飛行）では舵が効かなくなる性質と同じ状態になっていることが分かりました。しかも、ロガロ翼はこの状態ではアドバーヨー（ロール方向とは逆にヨーイングする）が激しく出てしまうのです。
今回は、エルロン操舵する前にエレベータをダウンにしてから、操舵することでこの挙動が抑えられるかテストしました。
結果は、操舵の前にダウンにするだけでは、効果が少ないことがわかりました。機体速度をもっと早いところで飛行させれば、十分な旋回性能が得られることが分かりました。
しかし、この飛行機には、別の問題がありました。
私の開発する飛行機は主構造部材がカーボンロッドで、それぞれのカーボンロッドの結合は、ジュラコンスペーサーで行なっています。この構造は容易にカーボンロッドの結合場所を移動でき、セッティングは自由に変更できます。
この構造は、現場で調整できることで、開発効率が向上する必須構造です。
しかし、今回の飛行機は直線部分の無い平面形で、セイルは飛行時に風圧で張る形式です。
この形式だと、左右対称、左右のセイルの撓みなど、目視では確認しにくいことが分かりました。なかなかセッティングが決まらず、調整がうまく進まないのです。しかも、A4クリアケースに収納する為、毎回クロスバーははずしいしています。したがって、飛行場所に行って組み立てた場合に、前回セッティングが決まっていたのと同じように組み立てるのが難しいのです。
今後は、組み立ての目安をサイジングしておくなどの、調整方法を考えていくつもりです。
2.Tailless03-01のテスト飛行
この飛行機は、マグネットアクチュエータ飛行機です。まだ、開発途中のメカ（IR_Tx_Rx05-01）のテストを兼ねています。まだ、メカが予定の重量に成っていないのでテールヘビーに及び重量超過を起こしています。その為、予定のモーターユニットよりパワーが大きい（重たい）ものを装備しました。この結果、全備重量は予定重量（15g）から8g重たい23gとなりました。
必要パワー的には満たしていますが、剛性が心配な状況です。
結果は、翼剛性不足でフラッターが発生し、飛行できませんでした。
メカ（IR_Tx_Rx05-01）の方は、前回の飛行会でモーターの負荷により、バッテリの電圧低下を解消する為にDC-DCコンバータを経由して入力電源を繋ぐ方式としました。しかし、状況は良くなったのですが、完全には解消できませんでした。
とばさんがトライして改善した方法（デカップリング用の抵抗）をやってみるつもりです。
飛行機と、メカを同時に開発すると、互いがコンセンサスを取れないので、今回のようにうまく行きません。
そこで、マグネットアクチュエータのRCメカとして実績のあるRFFS-100を購入して、機体の開発と、メカの開発は別々に行なうことにします。

IR_Tx_Rx05-01完成

ESC+マグネットアクチュエータドライバ回路(IR_Tx_Rx05-01)が完成しました。

この回路は、前回作成の回路（IR_Tx_RX03-01)のマグネットアクチュエータドライバー出力にアンプを経由させたものです。
アンプにはデジQに使われているモータードライバー（LB1836M）を使いました。写真はIR_Tx_RX03-01と並べたものです。重量はLB1836Mの重量分0.2g増したのみです。
IR_Tx_Rx05-01重量：1.6g

無線送受信モジュール 取得

前回、Digi-Keyからオンラインオーダーしていた　Linx Technologies社　無線送受信モジュールTXM-315-LC、RXM-315-LC-S　が届きました。７／９に注文して、７／１２に届いたわけです。

IR_Tx_Rx05

IR_Tx_Rx03で作成した回路は、マグネットアクチュエータドライバーの電流出力が大きくできません。その結果、マグネットアクチュエータの重量が大きくなりました。それを回避する為、今回の回路にはマグネットアクチュエータドライバー出力にアンプを経由させることにしました。

状況：進行中

モータードライバー（LB1836M）取得

デジQの回路から、モータードライバー（LB1836M）を取り外しました。

薄刃カッターをチップと基板の間に挿入し、チップの足に半田を当てます。足を傷つけないように、少しづつ薄刃カッターを奥に挿入して、チップを基板から外しました。
チップ重量は0.2gです。

コイル巻き数計算

今回、Teilless03がマグネット重量オーバーの為、テールヘビーになりました。
これを解消するため、アンプ、DC-DCを使った回路を作成するつもりです。
そこで、アンプ、DC-DCを色々変えて、マグネットアクチュエータのコイルと磁石のサイズを計算しました。

この計算結果は、マグネットアクチュエータの目標重量(0.6g)及び、回路に使うチップの最大電圧及び最大電流を固定し、マグネットサイズ、コイル直径、巻き数を求める式を立ててExcelで計算しました。
マグネットの直径とアクチュエータ目標重量が決まると、トルクが最大になるマグネットサイズは決定できることが分かりました。アンプは電流が出力できれば、大きなトルクが期待できます。アンプ(MAX4369)は小さくて魅力的ですが、今回はデジQ回路にあるアンプ(LB1836M)を使うことにします。DC-DCはアクチュエータ出力部分には使わないことにします。

Digi-Keyオンラインオーダー問題発生

今回、自作無線送受信機に使えそうなLinx Technologies社の無線送受信モジュールを見つけました。
これを、Digi-Keyからオンラインオーダーしようとしたら問題が発生しました。

このチップを販売しているオンラインショップを検索したらDigi-Keyにストックがありました。Digi-Keyのオンラインショップは直接使った経験はありませんでした。しかし、C8051を購入した時に、そのショップがDigi-Key社を使っていたので、Digi-KeyのCustomerIDは持っていました。
早速、そのIDでオンライン購入にトライしました。Digi-Key社は日本語サイトがあるので、そこから購入しようとしたのですが、Linx Technologies社の無線送受信モジュールがヒットしません。
そこで、USAのサイトに行って購入トライをすると、Linx Technologies社の無線送受信モジュールはヒットしました。オーダーバスケットに入れた後、オーダーオペレーレーションを行なっていくと、エラーメッセージが出て完了できませんでした。
　この後、01210のカスタマーサポートに電話して、2時間かかって、結局うまくいきませんでした。Telオペレータのマシンからも同じ症状がでたので、HTMLソフトにバグがあるようです。
結局、オペレータから直接オーダーをコンプリートしてもらいました。
　原因究明をお願いしてTel終了しました。とりあえず、オーダーも完了したわけです。
次にDigi-Keyのオンラインショップで何か購入する時までに、バグがコンプリートしていることを祈ります。

Tailless03-01 テールヘビー

Tailless03-01を作成しました。しかし、テールヘビーで、重心位置を合わせることができませんでした。

写真は、マグネットアクチュエータを外し、バッテリを後ろにずらして、重心位置を合わせたものです。この状態では、赤外線でESCのみコントロールできる飛行機になるわけです。
全備重量；１４ｇぐらい
マグネットアクチュエータは３ｇです。これを装備すると、目標重量を２ｇ上回った状態になります。もし、この状態で重心位置が合っていれば、テスト飛行する価値がありました。（机上では、パワー不足かどうかは断定できない）
しかし、重心位置が合いません。そこで、赤外線受信機(IR_Tx_Rx04-01)の変わりに、RC受信機（JMP RX5-2.3）を接続すると、重心位置は合います。しかし、全備重量は20gになり、この状態ではパワー不足で飛行不可能になるわけです。
　当初、340Ωのマグネットアクチュエータは多くの人が使っているものより重たいとは思ったのですが、次のように考えていました。
　Tailless01は30gぐらいの飛行機で、サーボはWESの2.1gサーボを使っています。接合部材込みでサーボ重量は２つで6gぐらいになります。
今回（Tailless03）は目標重量15gなので、Tailless01の半分になります。今回のマグネットアクチュエータがTailless01サーボ重量の半分である３ｇならバランス的には特別重たいとは言えない。
と考えていました。
しかし、Tailless01のサーボはノーズに搭載されていますが、Tailless03のマグネットアクチュエータは翼端（後ろ）に搭載することになるわけだから、テールヘビーになってしまうのです。モーターユニットをノーズに持ってきてなんとか改善できないかトライしましたが、３ｇのマグネットアクチュエータは許容しませんでした。

IR_Tx_Rx04-01完成

赤外線受信機(IR_Tx_Rx04-01)が完成しました。

現在入手している赤外線受信素子は5V対応なので、DC-DCコンバータLTC1754ES6-5（リニアテクノロジー社）を接続します。
赤外線受信素子を２つ対面に取り付け、受信可能領域を大きくしました。
完成重量：1.1g
早速、ESCアクチュエータドライバー回路（IR_Tx_Rx03-01)に接続し、動作試験をしました。
距離テスト、受信可能角度テストはまだできていませんが、正常動作していることを確認しました。

IR_Tx_Rx04

赤外線受信機を作成します。現在入手している赤外線受信素子は5V対応なので、DC-DCコンバータLTC1754ES6-5（リニアテクノロジー社）を接続します。赤外線受信素子を２つ対面に取り付け、受信可能領域を大きくしました。

状況：進行中

flapping-wings興味あり

羽ばたき翼（flapping-wings）には以前から興味がありました。

彼らのレポートにあるように「生物が進化の過程で羽ばたき翼を得たのだから、何らかの必然があり、効率もいいのではないか？特にMicro Air Vehicle (MAV) マイクロ飛行機に有効ではないか？」私も同じように考えていました。
彼らは、その１つの解として、テールで2枚の翼を羽ばたかせて推力を取得する方式を考えたようです。これは、鳥のように揚力と推力を同時に得る多機能タイプはいったん止めて、推力のみを得る方法を考えたようです。しかも、2枚を羽ばたかせることで、地面効果と同じ効果で、推力の効率を上げようとしています。
　スパンと同サイズの羽ばたき翼を使うということは、大きなプロペラをゆっくり回すと効率が良いのと、同じことが言えます。垂直上昇モデル（15cmの羽ばたき翼）が6.5gの構造重量で、静止推力20g出ています。
　ただし、このサイズで羽ばたき運動をする構造物を軽量に作成できる技量（知識）が前提になります。
何とか、自分の開発に応用できないか考えています。

IR_Tx_Rx03-01完成

ESC+マグネットアクチュエータドライバ回路(IR_Tx_Rx03-01)が完成しました。

前回作成した回路（IR_Tx_Rx02-01)で、モーターの負荷により、バッテリの電圧低下が起こりC8051がリセットしたので、今回は入力電源にDC-DCコンバーターLTC1754ES6-3.3（リニアテクノロジー社）を通してC8051に接続する方式としました。
完成回路の重量は、1.3gです。
早速、C8051用シリアルアダプタを回路に繋げて、プログラムをダウンロードしました。

回路の電源スイッチをONにすると、最初の0.2秒ぐらいスラストがONになりました。
その後、C8051の初期化処理が動作し、正常な動作になります。
原因はよくわかりません。DC-DCを入れる前（IR_Tx_Rx02-01)にはこの症状がなかったので、DC-DC回路の出力電圧がスタート時に安定しない時間があるのではないかと考えています。
しかも、一回動作させた後、電源OFFして、リスタートさせた時にはこの症状が出ません。
コンデンサーに問題があるのかもしれません。
原因及び対策方法がわかるまでは、このままでテストを続けるつもりです。

344Ωコイル作成

コイル巻き数検討で検討したC8051の内部抵抗を加味したコイルを作成しました。

巻き数：1208回
重量：0.8g
抵抗：344Ω
前回と同じテスト環境で、トルクテストを行いました。
結果
電圧：2.48V
電流：7.4mA
トルク：0.75g
この結果は、前回の計算値とほぼ一致しました。これで、コイル径が9mmのコイルスペックは計算で予想できることが分かりました。

コンデンサ事故発生

DC-DC回路テスト中にコンデンサショート事故が発生しました。

事故が起こったコンデンサは秋葉原の桜屋電機店で購入したものです。
この店はおじいさんがやっているチップ部品ショップです。仕様を言うとおじいさんがリールから部品数分切り出してくれるのです。
メーカーや型番は、こちらから聞けば分かる範囲で答えてくれます。
私はチップセラミックコンデンサを購入したつもりだったのですが、型番からネットで調べたら、タンタルチップコンデンサだったのです。
タンタルコンデンサには極性があり、逆接続したのが原因でショート事故が起こったわけです。
チップコンデンサの外観がいつものセラミックコンデンサと違うと感じていたのに何の疑いも無く使用したのがミスです。
今回のようなジャンクショップ（「ジャンクショップ」などと言ったらおじいさんに怒られるかもしれません）での購入にはこのようなリスクはつきものです。

コイル巻き機完成

コイル巻きの運用タイプが完成しました。

ケースに収納できないと、使用していない時の、収納場所に苦慮します。しかも、ほこりがたまって好ましくありません。
そこで、サイズがあっているボックスを東急ハンズで購入し、ボックスの中にコイル巻き機を収納しました。
変更点は、偏りを無くす機構のスピードを遅くした事と、巻き取りのギヤー比を大きくし、モーターの負担減らしたことです。
コイルボビンはベアリングが付いているのですが、ボビンの重量（慣性）が大きくて、コイルが緩む時があるので、ダンパーをつける必要があります。しばらくは、手でアシストするつもりです。

LTC1754ES6 入手

リニアテクノロジー社にオンラインでサンプル注文していた、チャージポンプタイプのDC-DCコンバーターLTC1754ES6-3.3とLTC1754ES6-5が届きました。
火曜日に注文し、金曜日に届いていたのですが、金曜日は家を開けていたので、受け取れませんでした。FedExは土日祝祭日配達しないので、受け取りが月曜日になってしまいました。この事は覚えといたほうがいいかもしれません。

コイル巻き数検討

自作マグネットアクチュエータドライバー（IR_Tx_Rx02-01）で使用しているC8051は出力電流が大きくなると内部抵抗が大きくなる傾向にあります。
そこで、ドライバーに可変抵抗を接続し、出力電圧を測定し、コイル巻き数（重量）とトルクの関係を調べました。

まず、コイル（巻き数：408)をマグネットアクチュエータドライバーに接続し、入力電圧を（3.3V)でトルクを測定する。入力電圧は、モーターリップル電圧対策のため、バッテリ直ではなくDC-DCコンバータ（3.3v)を使うことになった為です。
入力はC8051の試験回路のソース電源として3.3vがあったので、それを流用しました。
その結果から、コイル巻き数、コイル重量、トルクの計算式を作成して、ドライバーに可変抵抗を接続し、出力電圧を測定しました。
その結果から、コイル重量とトルクのグラフを作成しました。
結果
考察
C8051の内部抵抗を考えると、巻き数2000回（600Ω）ぐらいにしたいところですが、コイル重量が１ｇを超えてしまいます。マグネットも合わせてアクチュエータ重量が2g近くなってしまいます。
妥協として、巻き数1000回（300Ω）ぐらいで作成しようかと考えています。
これだと、アクチュエータ２つで3gぐらいで、トルクは0.7gになります。これは、LivingRoomFly04-01で使用したMini-Magのコイルを使ったアクチュエータの約2倍になります。