ST-DRONE製作記１（組み立て）

2024-11-022024-12-04

ST-DRONE組み立て

執筆時202007月

ずっと置きっぱなしになっていましたが雑誌インターフェースの202003月版のドローン制御の冊子と、
その中で紹介されているドローンキット（STEVAL－DRONE01)を購入していました。

半年も放置していたのは、雑誌の進行でキット以外にSTM32Fへの書き込み機(ST-Link/V2)やら、Lipoバッテリチェッカやら、XBeeやら、プロポの購入の勧めもあるのですが、中でもプロポがめちゃめちゃ高い！
フタバさんのT12KH、この時4，5万だったと思います。
当時は3Dプリンタが欲しかったので、ちょっと製作の方は諦めていました。

（参考）
T12KH ヘリ用(R3008SB/TRセット)2.4GHz スティックプロポ
 ST-Link/V2

（参考）Lipoバッテリチェッカ

結局3Dプリンタを購入したのでプロポは手が出せませんでしたが、iphoneアプリでも動作出来るそうなのでこちらで試そうと思います。

このST-DRONE、STM32F-401を利用したドローン開発向けのシステムの為、内部をいじれるようです。
ただ私、C++なんか全くわからないので、数値ぐらいしかいじれないと思いますが（笑）、
そもそも雑誌内のプログラムの説明もプロポを利用したケースになってます。
アプリ利用はソース弄れるかどうかもわかりませんが・・

雑誌は皆さん購入されている方が多いと思うのですが、買い逃した方の為に一応。

仕様としては
CPU：STM32F401 (RAM64Kバイト、フラッシュ256Kバイト、クロック84MHｚ）
モータードライバ：STL6N3LLH6（Nチャネル　30V/6A)
3軸加速度/3軸角速度センサ：LSM6DSL
3軸地磁気センサ　LIS2MDL：（＋－50ガウス）
気圧センサ：LPS22HD（260～1260ｈPh)
Bluetooth4.1： SPBTLE-RF
バッテリ充電制御：STC4054（ 800mA）

キットそのものはSTEVAL-DRONE01で検索すれば未だ購入可能なようです。
雑誌の方も、組み立てに関してはST社からマニュアルをダウンロードして、
補足としてお読みくださいとあります
ST-DRONE　マニュアルダウンロード

キットですが作成は組み立てには注意が必要であり、ポイントとしては
モーターとフレーム、この組み合わせに取り付け位置があります！。
フレームに対してモーター取り付けはどこに差しても同じように見えますが決まっています。
（要注意です。僕はやり直しました。）

注意：以下写真、このときは雑誌の組み立て写真を元に、自分なりの見た感じで作成しましたが思うように飛ばず、他の写真をみるとどう見ても方向が違うようなので、後でフレームの組み立て方向を変えています。STIのマニュアルにしても、見るページによって組み立て方向が違います。
（2020/8/15　ST-DRONE製作記２　修正編）で変更しています。

ぱっと見、部品はどこにつけても同じように見えますが、実は説明通りに組むと、おのずと取り付け位置は決まってくるようです。
特に注意点だと、赤丸の箇所ですが、これすごく分かりにくいのですが付け根に方向があって左右に沿っている感じです。
雑誌の説明に”プロペラの角度とフレームのモーター結合部の支えの角度の向きを揃える”
とありますが違いがわからず、そのままつけてしまいましたが、
失敗に気づき再度付け直す羽目となりました。

説明書には右下から順にモータをM1、M2、M3、M4と書かれていて
モーターを取り付けますが、M1とM3は線が赤黒、M2とM4は白黒の線となっていて取付位置は対角になってます。
さらにプロペラとモーターの組み合わせも決まっていますし、基板にも方向の印があってその向きに取り付けます。

下はM1とM3（赤黒線）を例とした写真です。

M１とM3の位置に取り付けるモーターに対しては写真のプロペラを、
M２とM４の位置に取り付けるモーターに対しては写真と逆方向のプロペラを付けます。

このモーターと羽の取り付けとフレーム角度によって空力を出している為、
取り付け位置が決っています。
基板にも組み合わせに対して上向きの位置が決まっていますし、
最終的には誰が組んでも同じ形となるようです。

基板ですが、フレームとの取り付けに付属の両面テープでの貼り付けとインシュロックでの固定。
こんなんでいいのかという気もします。
裏面に取り付けるLipoもインシュロックで固定。
ちなみに一旦やり直しとなった為、インシュロックをニッパで切りましたけど、
Lipo傷つけたら発火するのかなぁなんて・・・

各モーターのコネクタの差し込み位置も決まっています。

左から順にM4、M2、M3、M1です。
コネクタの差し込みも決まっていますので注意ですね。
一番右は電池の差し込みなんですが、赤が内側になるようとのことで、他と裏返しに接続です。

なお、差し込んだら電源オンにいきなりなるので、注意です。いくら開発用ったってスイッチくらい無いもんかいな。後々自分で作ろう・・。

プログラムの書き込み（スマホ用）

このドローンは開発研究用の組み立て・自作機なので作っただけでは動作せず、プログラムを書き込まなければなりません。
PC—USBケーブル—プログラム書き込み装置（ST-Link/v2)—STドローン
という風に接続して
PCのプログラムをドローンに書き込みますが、接続前に”PCの開発環境”へ書き込み用プログラムをインストールしておかなければなりません。
（接続に関しては次の項目で説明）

雑誌と同じ開発環境Atollic TrueSTUDIO for STM32(V 9.3.0)使用です。
https://atollic.com/truestudio/から開発環境をダウンロードできます。

STlink接続用にUSBドライバも必要なようです。
https://www.st.com/content/st_com/en.html
（ST_LINKで検索して下さい）

で、ここからなんですけど、雑誌手順でラジコンプロポ用をダウンロードして、既に開発環境にインポートしてましたので、今度はスマホ用の圧縮プログラムをダウンロードしてZIP展開、開発環境にインポートします。
https://github.com/STMicroelectronics-CentralLabs/ST_Drone_FCU_F401

まだ使い方全然わかってないけど、上書きで大丈夫かな？・・紙面と同じようにするならアンインストールしてきれいな状態から始めた方がいいかな？なんて思いつつ。

ファイル→Open Projects from File Systemから、ダウンロードしたスマホ用プログラム
（Official release with BLE remocon – 170318)をディレクトリから選んでOKを押します。

インポートが始まりますので終わったら完了を。

ST-DRONEへの書き込み

先の写真のようにPCとST-DRONEをSt-Link/V2を通して繋いで書き込むんですが、
ケーブルが何本か付属していて、どれ？ってなりました。
St-Link/V2のケーブルだけでは繋がらず、ST-DRONE付属の変換コネクタみたいなのを利用するんですね。

最初、一所懸命に雑誌の小さい写真とにらめっこして多分この組み合わせだろうと、下写真の青丸、
ドローン側のUSB端子と繋ごうとしてました・・・壊さんくてよかった（汗

赤丸がSt-Link/V2と繋ぐコネクタ部です、青丸はST-DRONEの充電用USB。
St-Link以外にST-DRONEにも電池を接続してUSBも接続して充電してください。
（この後、USB充電で僕は又トラブルになやみます）
ちなみにST-Linkを調べると、ST-Link自体に設定やらいろいろありますが、
雑誌にもST-Linkに関して特に記述は無くST-DRONEとは繋ぐだけでよいみたいです。

ようやく接続まで持ってきましたんで、やれやれと思いつつ
メニューにあります、実行→デバッグを押しますが

エラーが出ました・・・

初期化エラー？へ？雑誌に特に記述無かったんですけど・・・
まぁ開けてすぐだから最新アップデートくらいいるんかなと、メッセージ通りに一旦PCから取り外してアップデートし、再装着したらメッセージは出なくなりました。

再度書き込みを実施し、ST-LINKが赤と緑に点滅しました。
赤に点灯すれば完了とあります。
ところがいくら待っても赤点灯に変わらないんですね。
なんのメッセージも出ないし、WindowsアップデートでもあるまいしSTM32ってそんなに時間がかかるもんなんだろうか？

30分、1時間、3時間、暴走か？さすがにこれはおかしい！とドローンをみたらSTM32基板のランプ消えてるんですよね。PICマイコンの感覚でいたので大失敗、PICですら外部電源で書き込むときもあるから、そうかそりゃそうだよな・・基盤だもんな外部電源いるよな・・途中で接続確認しっぱなしになったんだな・・・。

ツイッターで質問までして我ながら反省しました。
（雑誌にもUSBで電源取れとちゃんと書いてます）
再書き込みしたら5分くらいで終わってランプも赤点灯に変わり、
画面にDownload verified successfuliyと出たんで取り外しました。