マイクロドローンを作ってみよう

はじめに

こんにちは、システム開発部Nです。
この記事はドローン自作初心者向けに
手のひらサイズのマイクロドローン(タイニーフープ)の作り方をまとめています。
今回作るドローンは免許なしで飛ばすことのできるカメラなしのタイプです。
ハンダゴテを使う箇所等がある為、十分注意して組み立ててください。

準備編

必要な機材、パーツリストを列挙します

プロポ(送信機)

いわゆるコントローラーです。
今回は「Jumper T8SG Plus V2.0」を使います。

• * Jumper T8SG Plus V2.0
  今回使うフライトコントローラーの通信方式Bayangをはじめとして、様々な通信方式に対応したプロポです。
  今後、色々なドローンを操作したくなった時でも対応できる為、こちらを紹介しています。
  ※ 通販で購入する場合「技適マーク」がついているかどうか必ず確認してから購入してください。
  技適マークがないものを日本国内で使うと違法になってしまうので要注意です。
• 18650リチウムイオン電池 ×２つ
  「Jumper T8SG Plus V2.0」こちらのプロポで使う電池です。充電器と併せて用意しましょう。
• 18650リチウムイオン電池充電器

ドローン本体

• フレーム
  今回は自作のフレームを使用していますが、「タイニーフープ フレーム」と検索すれば色々見つかると思うので自分好みのフレームを用意してください。フレームの横の 65mm 等の数値は モーターを取り付ける部分の対角線上の距離を表しています。
  今回用意したフレームのスペックは以下の通りです。
  フレームサイズ 65mm
  モーターマウントサイズ 6x15mm
  プロペラ直径サイズ 31mm
• FC(フライトコントローラー)
  • Beecore Lite Silverware Brushed Flight Controller
    Bayangプロトコルのフライトコントローラーです。
    もう少し大きいレース用ドローン等であれば受信機、ESCなどの部品も用意し、回路を組む必要がありますがこれらの部品が組み込まれている為、バッテリーとモーターを差し込むだけでドローンの回路は完成します。
• プロペラ
  • タイニーフープ用31mm ４枚羽プロペラセット
    ドローンの１台につき、右回り、左回りのプロペラ２枚ずつの計４枚を用意します。
    ４枚１セットで売っているものを、予備用も含めて２セット分以上用意しておくと良いと思います。
• モーター
  • Racerstar 615 6x15mm 59000RPM コアレスモーター ×４つ
    コネクタ付きのものを用意してください。
• バッテリー
  • 1Sリポバッテリー
    こちらもプロポ用の電池と同様に充電器とセットで用意しましょう。
    1Sは１セル直列バッテリーの意味で、１セルにつき3.8Vの電圧で作動します。
    SはSeriesのSで直列という意味です。
• バッテリー充電器
  1Sリポバッテリーが充電できるものを用意してください。
• ハンダゴテ + ハンダ
  フライトコントローラーにコネクタを取り付けるために使用します。

今回使用した主なパーツの参考価格表

組み立て編

1. FCにバッテリー接続用コネクタを取り付ける
   極性に注意しながら、はんだ付けしてください。
   
2. フレームにFCを取り付ける
   向きに注意しながら、フレームに取り付けてください。
   バッテリーのコネクタが後ろに来るようにつけると良いです。
3. フレームにモーターを取り付ける
   コネクタが下に来るようにモーターを取り付けてください。
4. モーターのコネクタをFCに取り付ける
   こちらは極性があるので要注意です。
   モーターの回転方向: 時計回り(赤青ワイヤー), 反時計回り(黒白ワイヤー)
   フライトコントローラーの取り付け位置にさします。
   反時計回りモーター: 右前(FR)、左後(BL)
   時計回りモーター: 左前(FL)、右後(BR)
5. モーターにプロペラを取り付ける
   こちらもモーター同様に向きがあるので注意して取り付けてください。
   一度取り付けると、外しにくいです。
   反時計回りプロペラ: 右前(FR)、左後(BL)
   時計回りプロペラ: 左前(FL)、右後(BR)
6. 通電の確認
   バッテリーを取り付けたら電源が入る仕組みになっているので、まずは電源が入ることを確認してください。前後のLEDが点灯したらOKです。
   確認ができたらバッテリーを外して、プロポの設定に移ります。

プロポ設定編

ドローンを操作する為の設定ファイルを追加します。
ドローンごとに設定ファイルを作るイメージです。設定ファイルごとに名前をつけ、プロトコルと送信機のパワーやチャンネルの設定を保存することができます。

1. プロポの電源を入れ、「←」ボタンを押してください。メニュー画面が開きます。
2. 1.Model menuを選択し、「←」ボタンで決定します。
3. 1.Model setupを選択し、「←」ボタンで決定します。
4. Model setupの画面に入ったら、下の方に選択肢を移動し、「Bind」もしくは「Re-Init」という文字を見付けてください。その左側に「DEVO」などの文字が見えると思いますが、それがプロトコルになります。今回使うプロトコルは「Bayang」ですので、「Bayang」が見えるまで左右のボタンで選択してください。
5. 「Bayang」を選択できたら、カーソルを上の方の「Model name」まで戻し、「←」ボタンで決定して名前をつけてください。「DONE」で名前を保存します。名前はなんでもOKですが、ファイルが増えてきたらわかりにくくなるので、後で選びやすい名前をつけておいてください。
6. ここまできたら、あとはドローンとバインド(プロポとドローンを紐付ける)し飛ばすだけです。保存した状態でプロポの電源を切ってください。

飛ばす編

こちらのドローンは飛ばすたびにバインドが必要なので、こちらの手順でバインドしてください。

1. ドローンの電源を入れる
   バッテリーを差し込み、ドローンの電源を入れてください。
   電源を入れて数秒待つと、LEDが素早く点滅しバインド状態に入ります。
2. プロポの電源を入れる
   まず、左のスティックを一番下に下げてください。こちらがスロットルとなる為、これをしないとバインドが始まらなくなります。
   ドローンのLEDが素早く点滅し、バインド状態に入ったらプロポの電源を入れてください。
   プロポ設定編で設定した通りのまま電源を切っていれば、Bayangのプロトコルが選択されているはずなので「Binding 〇〇…」(〇〇は保存した名前)と表示され、ドローンとプロポがバインドされます。
3. バインド完了
   ドローンのLEDの点滅が点灯に替わったらバインド完了です。

おまけ

うまく組み立てると、

小型カメラを載せつつ風をあてても安定して飛ばすことが可能です。

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