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ST-DRONE 製作記2(修正)

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ST-DRONE確認

(2020/08/15)
前回で購入・組み立てした、STEVAL-DRONE01をiphoneで利用ですが、垂直に高度上昇しません・・・飛ぶことは飛びますが、10㎝程度でそのまま進んでいく、そして屋内なのでぶつかりひっくり返り緊急停止させる・・その繰り返し、ドローンてこういうものだったのか??という状況です(汗。
既製品とは違う組み立てて自分で研究用。とはいえ説明書通りに組み立てれば普通に飛ぶはず、それなのに早くも壁にぶち当たり(早すぎ)、見直しが必要となりました。

確認として
1 組み立てはあってるか?
2 電池残量
3 プログラミングの正常な書き込み
4 重量は大丈夫?
5 重心の確認
6 キャリブレーションは出来ている?
7 それでもダメなら問い合わせ
と、チェックしていきます。

1 組み立てはあってるか?

ファンの反りの角度と回転方向、フレームの反りの角度の組み合わせが最も重要なはずなので、とにかくここを確認します。(前回参照
ただこちらですが、インターフェースの写真をみて組み立てましたが、モノクロで写真が小さいので自分が間違えているかもしれないと、販売サイトの方も見比べました。
MOUSERという販売店で購入し、こちらに組み立て動画があります
※2024年、再確認したところMOUSERでは販売されてないようでST社から直接購入するしかないようです。

STマイクロエレクトロニクス

2020年製作時、雑誌とST社の説明書動画を見比べながら製作しましたが、
動画も途中と後半でフレームの取り付け方向が違います。
ST社このマニュアルだと組み立て編の方向でいいみたいですが。
(STEVAL-DRONE01 GETTING STARTED GUIDE)
その為、2、3、4、5、6、7(7はコミュニティサイト確認)と進めて行きましたが結局変化は無かった為、再度1に戻り、実際に運転時の組み立て形状を探しました。
ST社の完成時の動画、インターフェースの章後半の写真、CQ社のyutubeのST-DRONE運転のサムネイル画像の拡大により、以下も試してみました。

フレーム取り付け直し

これで実際に1m50~2mは飛ぶようになりました。

追記 2020/09/07
しかし結局、飛んだり飛ばなかったりしたので前回のフレーム方向に戻しました。
で、前回は何度やっても全然ホバー走行しかしなかったのに、なぜか垂直に飛んでます!
どちらが正解かいまだにわかりません・・・が確実に垂直に飛んでいるので前回の組み立て方向でいいようです。
又組み替えるかもしれませんが、ST-DRONE製作記3でまた考察してみます。

2 電池残量

電池残量がフル充電じゃないとパワーが出ないようです。
一回飛行させると、1,2分でもうホバー走行になってます(汗。
上の写真は充電中の状態です。
左上の小さいLEDは、Li-Po電池をつなぐとすばやく点滅します。
右下の強く輝くLEDはUSBをつなぐと充電し始めます。
ちなみに左下のランプはスマホと接続中のランプです(解除するの忘れてた)
Li-Poは充電管理が難しいらしいですが、このST-DRONEは基板にコントロールが備わっているため満充電の4.2Vになると自動的に終了するとのことです。
充電が終わるとつつましいくらいの点灯に変わりますが、フル充電にならないとまともに動きません(私のだけかもしれませんが)

充電終了

電池がはたして正常なのかどうか?バッテリチェッカーで確認しました。
雑誌と同じバッテリチェッカーをamazonで購入しましたが、説明書も何にもついていないです。雑誌と同じようにたって、これもまたモノクロ写真でどっちがプラスでマイナスか良く分からないしねぇ・・
ひっくり返すと+側とマイナス側、間に8S~1Sと書いているので

バッテリチェッカー

このST-DRONE付属の電池は1セル。チェッカーの1セルのピンにプラス側、ー表記のピンにマイナス側と確認。間違えたらあぶないあぶない。

1回の飛行で飛ばなくなったなぁと思った状態で3.8Vでした。
フル充電で4.08Vでした。雑誌の4.2より気持ち低いですが充電完了なのでこんなものかなと。ちなみに3.8から4.08まで1時間20分くらいかかってます。
USBはiphoneとかの充電機で繋いでます(良くないのかも知れませんが)充電は気長に待つしかないようです。

自分がamazonで購入した販売店での販売は2024年現在、販売されてないようですがおそらくこちらが同商品だと思います。
参考 CAMWAY 5PCS 2in1 1-8s Lipoバッテリー電圧テスター

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3 プログラミングの正常な書き込み

結局1に戻って解決していますので、あまり必要性はなさそうなのですが。
インターフェースの記事の中で、「ラジコンモードにおける操縦入力のプログラムの値変更という項目があります。」
これ、何のために書き換えているのか?ここを書き換えると何が変わるのか
おそらくプロポのスロットルとドローンの移動値のリンクを調整しているんでしょうけど、
スマホでの利用にも適用した方がいいのか不明です。

フレームを方向を変える前に散々、変更→書き込み。戻す→書き込みを繰り返しましたが変化はありませんでした。
今回、そもそもとしてフレーム方向の取り付けが違っていたと思いますので変わる訳が無かったのですが、メーカーの動画には値の書き換えの記述などないので、スマホ版はデフォルトで利用可能とおもいます。ここの値に関しては又確認したいと思います。

余談ですけど、プログラムの書き込みですけど、値を変えて書き込むうちにデバッグ画面が出なくなったり、最初の内は組み立ての時にラジコン版のプログラムを残して書き込んでいますのでスマホ版が正しく書き込まれているかよく分からない状況に陥りました。
その為、何度も再インストールしてワークスペースも作り直ししたりしてようやく使い方がわかった感じです。

書き込む時って、ST-DRONE自体にバッテリ接続とUSBで充電状態にして基板に電源供給。
PCからST-LINK経由でST-DRONEと接続。
Atolic TrueSTUDIOからデバッグ画面で実行をすると、右下に小さく実行中の%が走って終了ですけど、書き込み終了とか出ないんですよね。

プログラム書き込み中

ST-LINKのランプは赤と緑に点滅したまま。

さすが32bit基板、PICマイコンとは違う!一晩おいてもまだ終わらないのか!?とずっとまってましたよ自動でランプも消えると・・・実は一瞬で終わってた。
その後、実行→終了押して終了画面。
ST-LINKのランプは赤に点灯→ST-LINKのケーブル外す、ドローンは充電モードに戻ってると。
しかし分かりづらっ・・・

4 重量

これは5と重なる部分もあるんですが、STIのマニュアル
(UM2512のP3。英語分からないので全て翻訳して確認しました。)によると

”The direction (yaw), vertical inclination (pitch), horizontal inclination (roll), and altitude of the drone are all
controlled by manipulating the velocity of the motors with respect to each other and to the force of gravity.
When all four motors rotate at the same speed, the drone can only move up or down, or simply hover.”

”4つのモーターすべてが同じ速度で回転する場合、ドローンは上下に移動するか、単にホバーするだけです。”

とあります。
上昇はしないがホバーはする。つまりこの時点では組み立ては間違っていない?。
(組み立て編の状態)
モーターが十分上昇出来る出力が出ていない、バランスはあっている。
つまりモーターの出力は一定にコントロールされている。
もし1つ、あるいは2つの出力が弱いなら、いきなりロールやピッチといった変な動きになるはず。
モーターの出力が弱いならば重量を減らす。
もし重量を減らしても高度が変わらないなら、この高さ(ホバー走行)でコントロールされている。
付属品のみの組み立てで、重量がオーバー等はあり得ないのですし、もしラジコン利用なら受信機の取り付けもあるので問題ないはずですが、電池を延長して重量軽減も検討していました。
結局これは実行せず(単に延長ケーブルを買いに行く暇がなかった(笑))。

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5 重心の確認

4と同様、上昇はしないがホバーする”ツイッターで詳しい方に相談しました。
バランスがとれているなら、重心がとれていないから前進になるのではないか?
これはマニュアルからはわからない経験者の意見。これは予想もしてませんでした。
何度も取り外しして組み直ししていたので、いちいちインシュロックで留めるのが面倒になり、単純に両面のみでアバウトに留めていたので、重心を意識しながらキッチリ留め直しました。

配線留め(裏)

ただ、自分のST-DRONEですが、付属の3Mの堅い両面が粘着力がなくなったのと、
付属の3Mでは基板の取り付けが低くてあまりにも電池の抜き差しがしにくいので、3Dプリンタで適当な高さをつくって底上げしています。
いくなんでもこれくらいの重さが増えても問題ないと思うし。
(ちなみに3Mのあの固い分厚い両面シール買い直したいんですけど、商品名がわかりません。ネットでもホームセンターでもみつからない。STの特注品?)

基板底上げ

わたしの不器用な留めですが、紐で吊り下げ確認すると一応重心は取れているとおもいます

吊り下げて重心確認

6 キャリブレーションの確認

本体側だけでなく、アプリ側に設定が無いか?も確認しました。
まずアプリのバージョンアップが無いかとアプリ右上の点三つからFirmwara Upgradeを選びましたがエラーになり、とくにアップデートは無いようでした。

アプリ設定選択画面

飛ばす時のキャリブレーション
室内なので畳上とかでやってましたので、固い板の上とかでやってみましたが、そこまで気にする必要は無いようです。
それよりiphoneのセッティング画面でずっと無視していたんですが、Scale factorという項目。
単純にスロットルのコントロールしやすさの目盛りだろうなぐらいにしか思ってませんでしたので、標準値のままでしたが、ここを1まで上げたら変わりました。
パワーに関係するのかもしれません。
逆にNon liner factorが調整コントロールと思ってましたがここはあげても下げても変わらないような?

セッティング画面

ロールやヨーはホバー状態からでも普通に出来てましたので変更させていません。

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7 それでもダメなら問い合わせ

これだけ苦労しているのだから、決して自分だけでは無いはず、
インタフェースは人気雑誌だし、数千円のドローンキットは購入した人はいっぱいいたはずと、ネットを検索しても情報はあまり出て来ません。
海外が本家だからコミュニティサイトも検索しましたが、こんな素人の段階の問題は無いのか情報はありませんでした。
とはいえ、こんなことで挫折したくないのでやってみた内容が上記の内容です。
そんなこんなでなんとか飛ぶようになったので、メーカー問い合わせまではしていません。
1時間以上の充電が必要になるので、検証に関してはまだまだ不十分ですが、
飛行システムに関しては本気で勉強して行きたいと考えています。
そもそも、マニュアルの理論にあるベクトルが理解出来ていれば、目視でのフレーム方向に悩むことも無いだろうし、ここは勉強不足を反省してまた取り組んで行きます。

ST-DRONE 製作記1(組み立て編)

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