HJ450 MultiWii QuadCopter:フライト編#4 ~AltHoldのPIDチューニングにトライ~

練習のかいあってかなり操縦に慣れてたので、そろそろPIDチューニングに入ろうと思い手始めにAltHoldのPIDチューニングをしてきました。(タイトル画像はチューニング後のテストフライトでの、バンク⇒フル加速のショットです、いかにも墜落ショットに見えますが違います)

注)この記事作成後に再チューニングを実施しました。現在はこれとは異なるPID値になってますのでこちらの記事も合わせてお読みください。(2015/2/17追記)

最適値を求めるために「PIDの各パラメータを変化させてはフライトさせて姿勢変化を観察する」を繰り返すことになりますがP値、I値、D値と3変数となりそのまま総当たりでやると組み合わせ数が膨大となり多分収拾つかなくなると思い、ネットで効率の良い方法を探してみたら、MultiWIiWikiに書いてありました。(この記事です) で、この記事の通りやってみることに、(各値のステップ値などは変えてあります)

2015-01-13_22h56_18

  1. P=0、I=0にセット、Dを20,40,60,80,100と20ステップで変化させる。⇒D値を決める。
  2. 上記で最適なD値を求め、その値を使い次はPを2,4,6,8,10と変化せる。⇒P値を決める。
  3. Iは積分項なので短期安定度への寄与度が少ないと判断しチューニングは後回しにしてとりあえずデフォルト値で暫定決め。

結果はP=6(6.4)、I=0.025(0.025)、D=50(24) 注)カッコ内はデフォルト値。

デフォルトとあまり変わりがない結果ですがPIDの値の変化と姿勢変化の具合が見て取れたので得るところは大でした。

各値を変化させた時の動画も撮りましたので興味のある方は是非とも、「続きを読む・・・」をクリックしてご一読ください。

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HJ450 MultiWii QuadCopter:フライト編#3 ~だいぶ、フライトに慣れてきました~

GPS搭載後、フライトが安定してきたので操縦が楽しくなってきました。きょうは、手持ちのリポ・バッテリー(3S/2200mAh)4本を使い切ってきました。今のところ、ANGLEモードなのでアクロ飛行はできてませんがそれでも結構ダイナミックなフライトができるようになりました。

離陸時:
ANGLEモード+MAGモード+GPS HOLDモード、スロットルスティックはミニマムからセンターまで一気にアップさせてます。
離陸後:
高度5m程度でBAROモードオンですが、この時必ずと言っていいほど下降し始めます、スロットル・スティックはセンタ保持のままですが、放っておくとランディングするので修正スロットル・アップを少し入れてます。
通常フライト時:
ANGLEモード+MAGモード+GPS HOLDモード+BAROモードでフライト、遠方に行き過ぎて姿勢確認が難しくなったらHEAD FREEモードをオンさせてます。
着陸時:
上記モードのままスロットル・スティックをミニマムダウンさせると徐々に高度を下げてくるので地面の着地した瞬間を狙ってBAROモードオフさせるとモーター回転がアイドリングになるので、あとは落ち着いてディスアーミング。

今後は、BAROモードというか高度安定させる方法を色々と実験フライトしてく予定です。

動画を撮りました。(地上撮ですが)

 

 

HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#13 ~機体確認用にLEDを付けてみました~

かなりフライトにも慣れてきて、ある程度遠く(せいぜい200~300m)まで飛ばせるようになりました、するとやはり欲しくなるのはLED。(遠くに行くと機体の姿勢・向きが目視判定できなくなります)

ということで今回はLEDテープなるものを入手して各アームに取り付けてみました。

実際にフライトさせてみましたが、遠くまで行っちゃうとこのLEDでは機体の姿勢確認までは無理という結果でした。でもイルミネーション効果はあると思うので薄暮とかにはとても映えるのではと思います。

ということで、またもや機体取付ネタの記事です。

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HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#12 ~モーター(1/4個)起動不調のためUBECを搭載~

GPS搭載前まではフライトが安定しなかったのでフィールドでのフライト時間はトータル1分弱程度(多分そのくらい)とわずかでしたが、最近は、安定フライトができるようになったのでフライト時間も長くなってます。

それが招いた不具合なのでしょうか、こないだはリポ・バッテリー(3S/2200mAh)3本目消化間際でアーミングしても4個中1個のモーターが回転しないという不具合に遭遇しました。

回転しないモーターのアンプはBEC接続している箇所なので消費電力が他の3個より多く発熱が大きいのでそれが原因でアンプが熱でダウンしたのかなあと思い+5V供給専用にUBECを搭載しました。(この不調アンプも帰宅後確認したら問題なく元気に回転しました)

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HJ450 MultiWii QuadCopter:フライト編#2 ~GPS搭載でフライトが安定(?)~

GPSボードを搭載してのフライトに行ってきました、結果は大満足。前回までのGPS未搭載時のフライトに比べて非常に安定してます。これでやっと腰を据えてPIDチューニングに入れます。前回から変更した点は。

  • GPS搭載:CRIUS Neo-6Mを取り付けました。
  • ペラサイズダウン:9インチ(9045) ⇒ 8インチ(8045)
  • ボードレイアウト変更&リポ電池位置変更

GPSだけの効果ではなくて、ペラサイズダウンとリポ電池位置変更による重心位置ダウンの両方も影響しているかもしれません。(でも、未検証なのでがでなんとも言えずです)

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HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#11 ~受信機をFrSky Delta8に換装、ついでにブザーも~

寒波襲来で相変わらず引きこもりの毎日です、今日こそはフライトにと思いつつも重い腰が上がりません、というわけでまたまた工作ネタ記事です。今回は以下の2点です。

受信機をFutaba R3008SB ⇒ FrSky Delta8に換装
フライトモード選択用にAUX3、AUX4を使用したくなりCPPM対応受信機に変えることにしました、CPPM対応でなおかつFutabaT10Jでも使えるというFrSKyのDelta8に換装しました。
Buzzerを搭載
キャリブレーションとかACCTrimはMultiWIiボード上のLED(青)で処理エンドが確認できるようになってますがこのLEDはフィールドではとても見辛いのでBuzzerを搭載してみました。

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HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#10 ~GPS組付け&ボード・レイアウト変更~

GPSボードの機体組付けをやりました、当初は両面テープでセンターボードの上にでも貼り付ければOKぐらいに考えてましたが、MultiWiiボード上のLED(青)の視認性アップのためのセンターボード上部への引っ越しもしたかったこともあり、ボード2枚を二階建て構造にし最上段に取り付けることにしました。そして更に、ボード全体を囲うプラケースも追加しました。

ということで、思いのほか手間がかかりましたがスッキリとまとまりとりあえず満足してます。やったことは以下の通りです、

  • MultiWiiとGPSを二階建て構造にして最上段に取付
  • ボードを囲うプラケース(100均)を追加
  • リポバッテリーは真ん中段に移動

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HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#9 ~GPS設定、u-center評価ソフトを使う~

GPSモジュールメーカーubloxからリリースされているu-center GNSS評価ソフト(無償)を使ってみます。

このソフトはGPSモジュールの各パラメータ値のRead/Write、GPS補足状態表示などなど、GPSモジュールを文字通り評価するソフトです。これを使うことで以下の事が出来ます。(もっと沢山のことができますがMultiWIiに限ればこれだけで充分)

  • GPSモジュールが正常動作するか否かの確認
  • 初期値内容の表示または初期値の再設定(シリアル通信速度、測定周波数)

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HJ450 MultiWii QuadCopter:組立編#8 ~GPS着荷、まずは接続設定~

初フライト時にはGPS未搭載でしたが注文品が着荷、そして機体への装着を実施し無事に完了しました。(注)連日の寒さに耐えきれずテストフライトはまだしてません。

ネット情報ですと先人の皆さん達はとても苦労されているようでしたが、逆に皆さんの情報が役に立って、割とすんなりと接続確認までできました。

その中でもこの方のブログがとても参考になったので、ほぼこの通りにやってうまく行きました。(感謝!) この方の情報も参考になりました。

ブログ情報によると接続成功ポイントは「I2C-GPS-NAVボード」と「GPSボード」間のシリアル通信速度を一致させるとのことです。(他のブログでも同じ事を説いてました。)

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MultiWii接続までの一連の作業手順は以下の通りでした

  1. MultiWiiファームウェアをGPS対応に再書き込み。
  2. I2C-GPS-NAVボードのファームをV2.2に書き換える。(V2.2では自動でシリアル通信速度設定機能有り)
  3. 取り付け&配線後のGPS補足動作の確認

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