【続・ドローン自作挑戦記】RoboCatのパーツ組付け・前編

2016/03/27

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FPVドローンRoboCatのパーツ組付け

前回(レース用ドローンRoboCat組み立て講座(*ΦωΦ*))フレームの組み立てまで完了しました。

今回は、RoboCatのフレームにパーツを組付けていきます。

組付け前にパーツの確認

パーツ名称 備考
フレーム RoboCatのフレームキット。ミニ四駆だとシャーシに該当する部分。種類豊富。
フライトコントローラー(FCS) ドローンの脳にあたるパーツ。ここをパソコンと接続して各種設定します。
パワーボード(PCB) フレームに基盤が付いていれば不要。前回記事で、これがRoboCat270には付いていないことに気付いたので、今回は必要です。
プロペラ×4 ドローンは4枚羽で飛ぶクアッドコプター。プロペラはもちろん4枚必要です。
モーター×4 プロペラが4枚なので、モーターももちろん4枚必要。
ESC×4 アンプとも呼ばれる。モーターとFCSの間に設置して、制御信号をモーターに伝える働きする地味に重要なパーツです。各モーターに必要なのでこれも4つ。
受信機 コントローラーからの操作信号を受け取るパーツ。アンテナが伸びています。
XT60コネクタ これもフレームキットには付いてない場合は、自分で用意。
バッテリー 組付け時には使うことはないけれど、パーツの配置を考えるので用意。

パーツの配置決め

まずは仮組みをして各パーツをのせてみましょう。そして完成図をイメージします。このときに、どこのパーツから順番に固定していくとよいのか、配線はどこを通すのか自分でしっかりイメージします。

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前回の続きからです。このRoboCatの良いところは3階建てになっているので、パーツの配置自由度が高いところ。

ここでは、便宜上1番下の狭いところをボトムフレーム、真ん中の広いところをメインフレーム、一番上をトップフレームと呼ばせてください。

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自分のパーツと相談して、無理のない範囲で配置すればよいと思いますが、海外の作例を見てみると、いろいろと個性ある配置が見られます。

大まかなセオリーとしては次のような感じでしょうか。

  • ボトム・・・XT60コネクタ・配電盤・(カメラ)
  • メイン・・・バッテリー
  • トップ・・・FCS・受信機・(カメラアンテナ)
  • アーム・・・モーター・ESC

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配線長いので結構ごちゃごちゃしてます。

ここでそれぞれの配線の長さを決めておきます。特にESCとモーター。ESCはアームに乗せる人もいますし、フレームに乗せる人も様々です。

フレームはなるべく空けておきたいですし、アームだと冷却効果があって良さそうなので、ESCはアームにつけることにします。

パーツの取り付けスタート

XT60コネクタとパワーボード(PCB)の取り付け

まずは、このキットについてなかったXT60コネクタとPCBを取り付けます。

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PCBはボトムフレームのちょうど中央あたりに4つのビス穴が用意されているので、そこにネジで仮止め。

XT60コネクタを配置して、ちょうど基盤の電源を繋ぐ部分に届くような長さでカットします。

このときはんだ付けできるように、少し長めにカットして被膜を剥きます。

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この配線は太いので、一度パワーボード上にはんだを載せておいて、配線にもはんだを絡ませておきます。それからくっ付けると上手に乗せれます。

はい、ちょっとキレイにできてないですが。。

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バッテリーに繋いでみると、LEDが点灯しました。

久しぶりのはんだ付けで緊張しましたが、OKです。

これで、PCBとコネクタはボトムフレームに固定して完了。

ESCとモーターのはんだ付け

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今回使用するモーターとESCのセット

ESCとモーターは固定する前にはんだ付けで接続しておきます。

【モーター⇔ESC⇔FCS】の形で接続するのですが、ESC⇔FCS間はコネクタを挿すだけで楽です。

この3つの配置場所によって配線の長さが決まるので、先ほど確認したわけです。

別に余ったコードは、ぐるぐるに束ねて置いてもよいのですが、せっかくならスマートにしたいです。

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これがドローンのモーターです。赤・黒・青の3つのコードが伸びています。

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こちらがESCです。右側の黒コード3本はモーターと接続します。

左側の赤と黒の2本はそれぞれPCB(パワーボード)につないで電源を供給します。そして黒と白の巻いてある先にコネクタがついているコードは、FCSに繋ぐものです。

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ESCの外装を剥きます。IMG_1939黒3本のほうのはんだを溶かして外します。

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モーターの3本の配線を繋ぎます。

これを各ESCごとに4回繰り返します。

注意事項

ここでESCとモーターってどう繋ぐのか?って話です。

connection diagram

上図のように4つのモーターは回転方向が異なります。

1と3は同じ。2と4は同じ。というように隣り合う2つのモーターは逆回転するように配線しなければなりません。

そのまま繋ぐと左から青・黒・赤の順になります。これを青・赤・黒の順にすると逆回転になります。

じゃあ、時計回りと逆時計回りのどっちなのっていうと、ちょっと自分は分かりません。。

  • 繋げて見ないと分からないから、この時点では仮止め
  • 電源に繋いで回してみて確認

ということが多いようです。私はとりあえず、仮止めしておくことにします。

ESCとPCB(パワーボード)のはんだ付け

先ほどESCとモーターを繋げました。あとはFCS(フライトコントローラー)にESCのプラグを差し込めばよいのですが、赤と黒のコードをパワーボードに繋ぐ必要があります。これもはんだ付けが必要です。

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こんな感じでPCBのプリント基板上にそれぞれプラスには赤、マイナスには黒のコードをはんだ付けしていきます。

なかなか基板上の間隔が狭いので、難しいです。これは慣れが必要ですが、慣れたころには終わってしまうという…

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はい。モーターとESCの接続、ESCとパワーボードの接続が完了しました。

ドローン自作挑戦記は次回へと続く・・

自分としては結構進んだ感があります。

なにより久しぶりのはんだ付けに緊張してしまいました。

次回は、残りのパーツを組付けていきます。

続き:マルチコプター自作工程(後編)ロボキャットの作り方とトラブル集

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