わるくないドローン

TinyWhoopと5インチのレース取り組み。その他お遊び機体の制作などメモします。Twitter:@walkunaikera (※引用歓迎、無断転載禁止)お仕事・ご依頼はTwitterのDMで待ってます

【U199全部のせドローン!?】iNav Flight 設定メモ

  • 自分用覚え書き&機体まだ未完成です そして制作中に記録に残さなかったアホなので思い出しながら書いており、乱文です。。すみません

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  • やりたかったこと

    • バッテリー込みU199で俯瞰カメラ録画&操縦はGPS制御できる機体
  • 作成方針

    • バッテリー込みU199に収まるように軽く作る
    • configulater上部のセンサー類のランプを全部点灯させてみたい(という自己満足。普通のドローン組んでるだけだと使ってない機能がたくさんあるのが、せっかく用意してくれた開発者に失礼だと思ったため)

作成できたものはこんな感じになりました

(全部ついてないじゃんってツッコミはやめて~~~)

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    • 2軸サーボジンバル付き俯瞰カメラを搭載する
    • 操縦はGPSで自動制御する

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  • パーツ選定

    • フレーム:GEPRC GEP-CX3

37g 3インチ機用フレームです 色んな余計なものを載せる前提のため、十分な推力の出る3インチ機でのビルドにします 買って気づいたのですがこのフレーム、大きいモーターはつきません。 13xx以上のものを使いたい場合はGEP-CX3 proのフレームでないと駄目です

 

    • モーター:iFlight XING NANO X1105 4500KV

比較的割高でした。

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yoyofactryのヨーヨーみたいなかっこいいスプラッシュカラーの金属パーツ(誰にも伝わらない例え)

高いだけあってか品質は良いです。3インチフリスタ機のセットアップを試していた時に購入。

軽いモーターなのでフリスタ用にはしっくりこなかったですが、U199全部入りを作る今回の場合、

少しでも軽い方がよく、またしっかり持ち上げてくれるこのモーターは適切でした

 

    • ESC:忘れた

なんか安いやつです。20x20で動けばそれでいいのです

 

    • VTX:TBS unify nano

なんでもよいです。軽ければよいです

 

    • 気圧センサー:BMP280

軽い。i2c接続

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たぶん一番手に入りやすい。その辺に転がってた

カメラのチルトに使うのでこんなにトルクいらない説。

より小さいサーボモーターで全然大丈夫だと思います

 

    • FC
    • カメラ
    • GPS

後述します

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  • FC選定のため、軽く調べてわかったこと

    • GPSの自動制御ができるファームウェアはiNav flightを使えばいいらしい
    • 地磁気センサーと気圧センサーはi2cで動いており、SCL SDAポートが必要

→よし、iNav使おう!そしてポートがたくさんあるFCにしよう!

U199で仕上げたいから20x20ボードがいいなぁ

 

ってことでFC選定に続きます

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  • FC購入(1回目)

iNav flightの情報ってなかなかありません

そういう時は、おとなしく公式wikiを読むしかありません

 

iNavをさらに調べたところ、betaflightと違い、

限られたFCにしかファームウェアが提供されていないことを知りました。

https://github.com/iNavFlight/inav/tree/master/docs

さらに、固定翼専用のファームしかないものもあり、作りたいのがマルチコプターなのでこれも却下

20x20のサイズかつマルチコプターでも使えるFCは無いかとリストを見ていき...これにしました!

    • FC:MATEK-F405-MINI

www.helimonster.jp

ポートめちゃくちゃあるし、i2c用のSCL SDAポートも完備!

完璧じゃん!と思って購入!

 

が、後述しますがこれは失敗でした...

  • GPS購入(1回目)

GPS and Compass setupで挙げられていたものを購入しました

github.com

    • Beitian BN-880

www.banggood.com

地磁気センサーも入っているので、このモジュールと、気圧センサーで完璧になる予定です

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  • MATEK-F405-MINIの使用上の注意

関係ない話をします

このFC、BECが入っていないです。

FCとESCをつなぐプラスマイナスの間に5Vのレギュレータを必ず噛ましてください

5VポートはESC用の5V inに流れている電気をそのままパススルーしてるようなので

5v inにかけている電圧が5vポートから流れます

 

最初これを知らずそのままつなげてしまい、

3sの電圧がESCから伝わり、5Vポートに繋いでいたGPSモジュールを一度も使うことなく焼いてしまいました...

 

悲しい結果でしたが無視して2軸サーボジンバルを作成します

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  • 2軸サーボジンバルの作成

以下を参考にしました

www.instructables.com

なんと!サーボにサーボをくっつけるだけ!!

こんなんで良かったのか...早速組み立て可能なパーツを作ってみました

 

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なんどか作り直しましたが、最終的にこの形になりました

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  • カメラ選定

俯瞰映像をフルHDで録画したかったです

カメラ買ってるお金はないので、お部屋に転がっているカメラを使いました

以下どちらでも良いです

 

    • runcam split mini2

DVRボードとカメラ基板がフィルムのようなケーブルでつながっているため伸縮性が無い。マウント方法に注意

 

    • caddx turtle V2

DVRボードとカメラ基板が断線しやすいそうめんの束のようなケーブル

ちぎれないように取り扱い注意。

長いものと短いものがスペアパーツで売られている。長い方がマウントしやすい

(2インチフリスタ機に載せてた時は短い方がよかったのでそっちばっかり買ってたのに、長い方を買い直し...とほほ)

 

機構は出来上がったので実装してみます

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  • FCに2軸サーボジンバルを実装

結論から言いますと、MATEK-F405-MINIでは作りたいものが作れなかったです

 

inav configulaterでサーボ割り当てをしたのですが

1軸は動く。でも2軸目を割り当てるとモーターの割り当てが1つ解除されてしまう(トライコプタ―用に自動で切り替わる?)

 

なら、サーボを繋いだポートをサーボ用にresource SERVOでマッピングしようと思ったのですが、、

 

あれ、リマップのコマンドが通らない。。

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  • iNav flightリソースリマッピング(resourse remapping)について

調べたところ...

iNav flightにはリソースリマッピング機能が無いことがわかりました

 

iNavはリソースリマッピングを行わないことを前提としている

github.com

よってこのFCは残念ながら不適と判断し

フライトコントローラーを選びなおします....

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  • FC購入(2回目)

これにしました

    • FC:MATEK-F722-MINI

www.mateksys.com

多分これが最強です

 

公式サイトのPins Defiitionsを見ると

iNavでクアッドコプタ―の場合、S7 S8ポートにそれぞれサーボモーターを接続可能とあります

その他

・UARTは5ポート

・i2cポート完備

BEC内蔵でF405のとき必要だったレギュレーター不要

 

・カメラ入力2ポート

・・・カメラ入力2ポート!?!?!?いろんな機能がついている模様です

 

  • GPS購入(2回目)

前に買ったものは前述のとおり一発で焼いてしまったので、買い直しました

    • GPS:M8Q-5883

www.mateksys.com

地磁気センサーも入っています。重さ7g

 

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7g!!!!

前回買ったBeitian BN-880が10gだったため3gも軽いです。ナイス

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  • 組み立て

Mateksysの製品はinav用の接続図を公式サイトに公開しています。

悩まず、この通りを基本に組み立てを行いました

 

サーボはPins Defiitionsに書いてあった通りS7とS8に接続。

i2cポートのSCL SDAにはM8Q-5883より出ているコンパス用の線と、BMP280の線をつなげました

 

カメラが2つ使えるとのことで、2つ繋げました

ジンバルカメラでのFPV操縦はスピード感覚がなくなりとてもじゃないけどできないとの噂でしたので

操縦用の固定前カメラと、ジンバル付き俯瞰カメラの2個体制で作りました

ちなみにこの2つのカメラはプロポのスイッチを割り当てることで切り替えが可能です

 

これでようやく機体が組みあがりました

バッテリーはGNBの3S 550mahを採用し、バッテリー込みで198.46g

フレームのアルミパーツを一つ取り除いたことが功を奏しました!

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組み立て終わったのでiNav設定へ

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  • iNav flightの設定

configulaterは適当にとってきてください

その後、使っているFC用のファームを選択しFCに書き込んでください

(この辺はBetaflightと大差ないので割愛します)

Betaflightと異なり、6方向に機体を傾けキャリブレーションを行います

図に従って設定しましょう

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  • ミキサータブ

機体の形状の選択とモーターの設定を行います

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当然、マルチローターに

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今回は2軸サーボを使うので、サーボモーターを2つ設定します

下の方にあります

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inputに「Gimbal Pithch」「Gimbal Roll」を選択します。これは、FCの傾いた方向に対して水平になるようにサーボを動かす設定です。

その他、ここのプルダウンメニューを設定することで、プロポの操作量でサーボを動かす。なんてこともできたりします。

 

Weightの値を調整することで、どのくらいの強さでサーボを動かすかを味付けできます。

 

  • プリセット選択

こっちでマルチローターを選ぶとデフォルトの設定値が適用されます。

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5"GPSとかいいのかなーと設定しましたが、今回作った機体はサーボジンバルの部分が重すぎるのかアンバランスで、このプリセットでは飛ぶことができませんでした...

 

よって設定値は全て一から手打ちしました。

  • ポートタブ

配線したとおりに設定します。

GPSを設定しましょう

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ここでは各種センサーの設定とモーターの設定を行います

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センサー設定

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自分のつけているセンサーを選んで選択します

 

向きの公正

M8Q-5883のマニュアルを読んだところ、地磁気センサーを傾ける必要があると書いてあったため設定しています

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モーターの設定

試行錯誤の結果、私の3インチごてごて機が飛ぶにはこのような設定になりました

話がそれますが、AIRモードを常にONにしないとモーターストップしてしまう現象がなぜか起きてしまいました。AIRモード入れればとりあえず大丈夫なので一旦ほっといてます(課題、残ってるー!)

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GPSの設定

使っているGPSモジュールのプロトコルがマニュアルに書いていると思いますので、それを設定。

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  • PID設定

デフォルト値は使い物にならなかったため自分で1から設定。

この辺の設定はBetaflightの経験で何となく勘が働くので適当に設定しました

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  • フィルタ設定

こちらも、適当に...

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  • モードタブで機能割り当て

ここで、ついに載せたセンサーを有効化するスイッチを割り当てます

 

    • CAMSTAB

サーボジンバルの機能です。これを有効化した時に、機体の傾きに合わせてサーボが連動し、カメラを水平に保ちます。

これを無効位置にすると、サーボはデフォルトの位置に戻ります

 

    • NAV ALTHOLD

気圧センサーの機能です。これを有効化すると機体は高度を保ちます

が、過信は禁物です。

気圧なので屋内ではあまり良く動かず、屋外では割と良く高度維持してくれました

☆課題

(i2cなのでプルアップ抵抗を正しくつけないと精度が落ちる?)

(赤外線センサーでも試してみること)

 

    • NAV POSHOLD

GPSセンサーの機能です。これを有効化すると機体の位置を固定します

が、うまく固定されたことがない~~~(´;ω;`)

 

ちなみに、屋内ではGPS信号が届かないため使えないどころか、GPSキャリブレーションができずにアームができないです。

屋内でテストの場合はコンフィギュレーションタブのGPSチェックボックスをOFFにすること

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☆課題

(地磁気センサーがうまく動いてない?i2cなのでプルアップ抵抗を正しくつけないと精度が落ちる?)

(GPSセンサーの正しい設定方法を調べること)

 

    • USER1 USER2(カメラ切り替え)

これはMATEK-F722-MINIのユニークな機能です。

ここの設定を行うことで、基盤の「CAM1」「CAM2」のどちらの映像信号を使うかを選択することができます。

周波数は変えずに、映像が切り替わる感じです。

 

 

以下、実際の画面ではこんな感じです。

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  • 飛ばしてきました

    • 所感

手動ではそこそこですが、結局自動航行ができてません!!!

GPSの制度を出すためのキャリブレーション方法?をしっかり理解し、NAV POSHOLDが正常に使えるところまでもっていくのが今後の課題です。

 

その後、ミッションプランナーの使い方を学ぼうと思います。。。