Hyperion 3.7gサーボ 修理

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チャタリングを起こして、お蔵入りしていたHyperion 3.7gサーボを修理しました。

Sekiaiさんの掲示版にポテンショメーターの問題と書かれたものを見て、調べてみました。
このポテンショメーターは軸がなく、十字のメス穴が開いています。そこに十字の軸を差し込んで使う方式のようです。
サーボホーンからテーパーの十字の軸が出ています。それにポテンショメーターのメスをはめるのですが、ポテンショメーターが下にずれると、オスとメスの間に隙間ができて、チャタリングを起こしているようです。
ポテンショメーターを上に押し込んだら、チャタリングは解消しました。

バッテリー 壊れる

スラストを入れたのにプロペラが回りません。
電圧を調べると、２V以下にドロップしてます。
カバーを外し、バッテリーを見ると膨らんでました。
原因不明の電圧ダウン事件はこれで２回目です。

ADXL202Eを飛行機に搭載

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Gセンサーを使った姿勢制御をCarbonFun01に搭載してみました。
全備重量：139g

一応思惑通り動作しています。
部屋でスロットルを入れてみたのですが、手を離せる感じではありませんでした。
広い場所でテストが必要なようです。

ナイフエッジ ミキシング

2002年に出版されたRCエアーワールド
特集されたファンフライ飛行機に興味を持って購入していたものです。
ナイフエッジのセッティングについて書かれていました。


2002年はファンフライの草分け時代だったようです。ファンフライ開拓者的な役割をはたした小野さん（トルクローラー小野）の話が載っていました。
当時、このような飛行機を体育館で飛ばしたいと思い購入したのです。
残念ながら、まだ時期尚早で今日まで本棚で眠っていた訳です。
ファンフライの生みの親であるフランス人のクリストフ・ペイサン・ルルー氏（Christophe Paysant Le Roux）が来日した事もありこの特集が組まれたようです。
インタビューでルルーは、インドアでのデモンストレーション飛行をする為にファンフライ飛行機を作ったと言ってました。そして、将来的に室内競技会を開く準備活動をしているとも言ってました。
��年後の今では、カテゴリー(F3AI?)が存在してますよね。
ファンフライ飛行機とは
形からきているようです。飛行機の重量に対して大きな翼面積、アスペクトの小さい主翼に大きな動翼、板状の大きな胴体がついている飛行機のことを言うようです。ゆっくりグリグリ（上下左右に方向を変え）飛行することをコンセプトとした飛行機なわけです。
F3A（パターンフライト）は屋外でもあり、速度に乗った曲技飛行が中心なので、ファンフライ機では無理です。
F3AI（インドアスローアクロ）の規定を知らないので分かりませんが、速度に乗った飛行演技があれば、ファンフライ機は苦手ということになります。
トルクローラー小野さんの記事にナイフエッジの調整について載ってました
ナイフエッジ飛行時の癖をとっておくことは、アクロ飛行を始めるにあたっての前準備作業のようです。
まず、その前に通常飛行している時の癖を取る必要があります。
この本に載ってなかったので、私のイメージをあげておきます。
エルロン、ラダーを操舵しなくてもまっすぐ飛行するようにエルロン、ラダートリムを調整します。
次に、正面飛行のエレベーターアップ操舵量と背面飛行のエレベーターダウン操舵量が同じになるようにエレベータートリムを調整します。
次にナイフエッジ調整ですが、ナイフエッジ時の癖についてwebだと色々な表現が載っていてわかりづらいのでこの本に載っていた表現を使います。
この画像は本に載っていたイラストです。
飛行機の上面をこちらに向けて右翼を上にしたナイフエッジしている所です。
左は、ナイフエッジ飛行に入ると勝手にロールしてしまう癖で、正面飛行になろうとするのが「起きグセ」といいます。逆に背面飛行になろうとするのが「寝グセ」です。
右は、ナイフエッジ飛行に入ると勝手にエレベーターが操舵されているように、上面に曲がっていくのが「アップグセ」、その逆が「ダウングセ」です。
まず、「アップグセ」「ダウングセ」を取ってから、「起きグセ」「寝グセ」を取ります。
「アップグセ」「ダウングセ」取り
　これは、ラダーからエレベーターにミキシングをかけます。
　・右翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「アップグセ」「ダウングセ」を見ます。
　　「アップグセ」：ラダー右でエレベーターがダウンになるミキシングを入れます。
　　「ダウングセ」：ラダー右でエレベーターがアップになるミキシングを入れます。
　・左翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「アップグセ」「ダウングセ」を見ます。
　　「アップグセ」：ラダー左でエレベーターがダウンになるミキシングを入れます。
　　「ダウングセ」：ラダー左でエレベーターがアップになるミキシングを入れます。
「起きグセ」「寝グセ」を取り
　これは、ラダーからエルロンにミキシングをかけます。
　・右翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「起きグセ」「寝グセ」を見ます。
　　「起きグセ」：ラダー右でエルロン左になるミキシングを入れます。
　　「寝グセ」：ラダー右でエルロン右になるミキシングを入れます。
　・左翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「起きグセ」「寝グセ」を見ます。
　　「起きグセ」：ラダー左でエルロン右になるミキシングを入れます。
　　「寝グセ」：ラダー左でエルロン左になるミキシングを入れます。

CarbonFun01 軽量化

CarbonFun01を軽量化してみました。
全備重量：125.5g
諸元(Spec)
スパン(Span) : 570mm
全長(Length) : 700mm
主翼面積(Wing area): 9.7dm2
水平尾翼面積(horizontal stabilizer area) : 4.5dm2
胴体面積(fuselage area) : 9.5dm2
翼面荷重(Wing Loading) : 12.9g/dm2

CarbonFun01はスパン600mmのスローアクロ練習飛行機として、ある程度使えることがわかってきました。
次に軽量化とダウンサイジングを考えて行きたいと思っています。
手始めに主翼を、ダウンサイジングも考慮した構造で、軽量化してみました。
改造前
主翼重量：16.9g

改造後
主翼重量：12.1g

28%の減量という事になります。
カーボンロッド＋パワーリップ構造は、カーボンロッドが、強度を構成する要素と、パワーリップを張って構造を形成する要素を兼ねています。
面積が大きい時は、この事が効いて軽量な構造となります。
しかし、面積が小さくなってくる（荷重が小さくなってくる）と、EPP素材で強度が足りてきます。その時はEPPのみの構造の方が軽量になってきます。
今回の主翼はメイン構造部材にφ1.8カーボンロッド１本のみを使い、ある程度面積の小さい部分にはEPPを使った構造としました。

加速度センサー搭載 RC

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加速度センサーADXL202Eを搭載してRCサーボを動作させてみました。

センサー系と制御系独立システム

ASF Gyro　コンセプトに合わせてPICをテストしてみました。




センサー系PICに加速度センサーADXL202EとRC受信機（JMP RX5-2.3）を接続し、制御系PICとRS-232C接続してみました。
今回は、インターフェーススピードを9600から19200bpsにアップさせて実験してみました。（38400bpsではうまく動作していません）
RCシグナルを受信してない時は、加速度センサー情報のみの通信となります。
加速度センサー情報のみの通信時間：2.7msec (5bytes)
加速度センサー＋RCシグナル情報の通信時間：6.7msec　　(12bytes)
動作確認してませんが、複数のセンサー系PICをRS-232Cバス接続可能になるような通信プロトコルにしました。
通信プロトコル
センサー系PICはセンサーの計測を行い、データ収集終了するとデマンドコード待ち（情報交換フェーズ）状態となります。
情報交換フェーズは制御系PICがトリガーとなって情報交換しています。
制御系PICがデマンドコード１バイトを送信し、それに対応した情報を持っているセンサー系PICが情報を返す方式です。
情報交換フェーズ終了は、終了用のデマンドコードを制御系PICが送信して終了します。
その後、各センサー系PICはデータ収集に戻るわけです。
センサー情報に関するメモ
//#### PING #####
// #define GET_BEACON_INFO_RS232C 10
// MIN:1 MAX:155 -----> for RS232C +80 ----> MIN:81 MAX:235
// 128(usec/count) distance= count*128/350/1000000/2(m) ---> MAX:3.5m
// data length:1byte
//
//#### ADXL202E #####
// #define GET_ADXL202_RS232C 11
// MIN:81 NEUTRAL:108 MAX:135
// 4(usec/count) A(g)=(count/216-0.5)/0.125 MIN:-1g MAX:+1g
// Pich or Roll = asin(A/1g)
// data length:2bytes x,y
//
//#### RC #####
// #define GET_RC_RS232C 12
// MIN:121 NEUTRAL:187 MAX:253 8(usec/count)
// JR RC signal ChengeLow to ChengeLow --> MIN:968usec NEUTRAL:1496usec MAX:2024usec
// Servo signal ChengeHight to ChengeLow
// data length:8bytes ---> 8channel
//
//#### BEACON ####
// #define GET_BEACON_RS232C 20 + 10
// #define DISABLE_NOBEACONSIGTIME 50
// Direction MIN:0 MAX:7 DISABLE:50
// --> for RS232C +80 --> MIN:80 MAX:87 DISABLE:130
// ReceiveNumber MIN:0 MAX:7
// --> for RS232C +80 --> MIN:80 MAX:87 DISABLE:130
// data length:2bytes Direction,ReceiveNumber

ASF Gyro コンセプト

今後、フライングロボットに搭載することを想定して、汎用性のあるコンセプトを考えてみました。

色々なロボットに搭載することを考えると、全ての機能が基盤に入っている方式ではなく、センサー系と制御系が独立していて、それらをインターフェースケーブルで接続する方式がベターと考えています。
インターフェース方式として当初I2Cを考えたのですが、うまく動作させることができませんでした。
そこで、今回はRS232Cで接続させることにしました。
加速度センサーADXL202Eの計測用（ADXL202E_PIC）と制御用(メインPIC)にそれぞれPIC12F675を使ってテストしてみました。
画像：ノートPCの上に計測用（ADXL202E_PIC）と制御用(メインPIC)が乗っています。
左のPICがADXL202E_PICでADXL202Eの他に電源ON確認用にLEDが点灯させました。
��セル電源がESCのBEC経由で右のメインPICに供給しています。
ノートPCに加速度センサー情報が表示されているのが見えます。
この情報はADXL202E_PICからRS232C経由でメインPICに、別なRS232C経由でノートPCにもたらされたものです。
インターフェースは１ピンのみで、メインPICから1バイトのデータ要求コードが送信されると、そのコードを受け取ったADXL202E_PICがxとyのデューティー値をそれぞれ１バイトづつ返す方式としました。
インターフェーススピードは9600bpsで行い、1msec待ってデーターが帰ってこなければタイムアウトとしています。
実験すると、データー要求してデューティー値を受け取るまで、約3msec余り掛かることがわかりました。
基本動作
メインPICでRCシグナルを受信し、そのシグナル周期を基本として動作させる方式とします。
RCシグナル(JR)は23msec間隔で、シグナルを受信してないアイドル時間が10msecぐらいあります。
その時間内で、センサーからの情報を取得し、制御処理した後、サーボシグナルを送出するわけです。
ADXL202E_PICからのデーター取得に3msec余り費やすのは結構大きいですが、より速いインターフェースが使えるまでは、何とかこれでやってみるつもりです。

ASF Gyro

６年前に作った私のPIC処女作です。


秋葉原で加速度センサーADXL202Eを偶然目にして、RC飛行機の姿勢制御装置が作りたくなって作成してみたものです。
ラダーサーボ、エレベーターサーボと受信機の間に接続して動作するように作成してました。
試しに接続してみましたが、もう動きませんでした。
センサーチップをチェックしていると、半田不良の場所が見つかったので修理してセンサーが生きているかペンオシロスコープでチェックしてみました。

��軸センサーで、2軸とも正常動作しているようです。
画像は１軸のみですが水平、プラス垂直、マイナス垂直と、デューティー値が変化しているのがわかります。
このチップを使ってRealFlight G3にあるジャイロ（ASF Gyro）と同じ機能の制御装置が作れるのではないかと考えています。

第66回F西多摩体育館飛行会

第66回F西多摩体育館飛行会に参加し
1.CarbonFun01背面飛行練習
2.八方さんの作成したスローアクロ機「Ｅｘｔｒａ3」の操縦
3.大野さんの作成したGeeBeeR-1の操縦
4.栗田さんの作成したMANTAの操縦
を行いました。



1.CarbonFun01背面飛行練習
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背面飛行には右ロールから入るのが入りやすいようです。
背面飛行時のエレベーターのアップが適切にできていません。立ち上がって背面飛行が続けられなくなっています。
まだ、左旋回しかできません。しばらく背面飛行練習が必要なようです。


2.八方さんの作成したスローアクロ機「Ｅｘｔｒａ3」の操縦
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脚長が足りない為、地上滑走時の主翼迎角が不足しています。その為滑走距離が大きくなっています。狭い体育館では離陸にテクニックが必要になってしまいます。
未加工の１cm厚EPP主翼の効果絶大です。マニューバリング鈍重さが今の私には操縦しやすいようです。
後退角のある主翼にしたおかげで、大迎角飛行時の横安定が良いようです。
調子に乗って最後ロール飛行させたのですが、エレベーターの操舵が遅れて墜落させてしまいました。エルロンは問題なく効いているようです。

3.大野さんの作成したGeeBeeR-1の操縦
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スロットルを押さえてスローに飛行させるところまで持っていけません。
機体姿勢のリカバーと壁回避にやっとで、まったく余裕が作れない状態でした。
直線飛行のセッティングを確認せずに飛行に入っていたのが敗因かもしれません。

4.栗田さんの作成したMANTAの操縦
動画、写真を撮っていません。
脚長が足りない為、地上滑走時の主翼迎角が不足してるようです。その為、なかなか距離できません。速度を付けて一揆にエレベーターをアップにしてやっと離陸する状態です。
上空では、問題なく飛行できました。
私の操縦テクニックでは、MANTAとShock Flyer F3A (栗田作）の違いは明確には判らない状況です。
主翼前縁の強制乱流装置、動翼についている抵抗装置、エルロンについている垂直面積など、興味深いしくみがてんこもりです。残念ながら、私には「豚に真珠」状態です。