クワッドヘリをPC制御

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昨今、4つローターのラジコン・ヘリ「Quadcopter(クワッドヘリ)」が、インスタレーション空中撮影で大活躍ですが、おもちゃ係としても、早急にその基礎技術を習得しておいた方が良いということになり、今回のプロジェクト「QuadcopterのPC制御」が発足しました。その悪戦苦闘の道のりをレポートしていきます(この段階ですでに悪戦の気配がしているのが悲しい)。

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で、まずQuadcopterを選びました。「やはりできるだけ小さいのが面白いでしょ」ということで、童友社のSpiderを選定。写真でもわかるように、手のひらサイズ。とても小さいんです。それでもビュンビュンよく飛びます。6軸ジャイロを搭載しているだけあって飛行中とても安定しています。しかも実売価格は5000円ほどです! もう安易にポチッとな、で、購入しました。今振り返れば、この時点でラジコンの通信方式に関してもう少し調査をしておくべきでした…。

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で、このQuadcopterをどうやってPC(Mac)から制御しようと思っているかというと、よくありがちなArduino経由「Mac ⇒ Arduino ⇒ プロポ」です(ラジコン用語ではコントローラを「プロポ」と呼ぶそうです)。Arduino超便利。良い時代になりました。

このQuadcopter、2.4GHz帯を使ったラジコンです。で、ネットで検索すると、Arduinoで操作できる2.4GHz帯のプロポを組むための、RC送信モジュールArduino用送信モジュール接続シールドを発見。早速購入しました。

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RC送信モジュールが到着するやいなや、ワクワクしながらプロポを組みました。写真はモジュール接続シールドに送信モジュールとArduinoを組み込んだものです。「さぁ、あとは送信側と受信側のチャンネル(ラジコン用語では「バンド」)を同じに設定すればコントロール可能。一件落着!」と意気込んだのですが、あれれ? 2.4GHz帯コントローラのバンド設定に関する情報が見当たらない…?

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なんとなんと、周波数(クリスタル)を合わせて送受信機をつなぐ方式は、古くからある27MHz帯などで用いられる方法で、2.4GHz帯では、送信側と受信側は1対1にペアリングしてから使うとのこと。しかも、送信側と受信側でメーカーが異なるとまずペアリングできないらしいのです。念のためペアリングを試みたのですが、うまくいきませんでした…。

2.4GHzでの通信方式はデジタルで、通信プロトコルで送信側と受信側をペアリングするため、同一空間で同時に70機近くも操作できるとのこと。他の周波数帯ではバンド数の制限で、同時に10機程度しか操作できません。どう考えても2.4GHzを使うでしょ。っていうか、そもそもQuadcopterで2.4GHz以外を利用したものを目にした記憶が無いです。そうすると、選択肢は2つあって、1つ目は、購入した送信機のメーカーであるenRoute製のQuadcopterを購入するという進め方。そこでenRouteのQuadcopterをチェックしたのですが、これがデカイ。航空撮影等の機材の搭載を前提に設計されているのは良いのですが、小型機を多数ブンブン飛ばす夢は捨てがたい…。

残る手は、購入したQuadcopter用のプロポを改造して、Arduinoから操作できるようにする、というアプローチ。これにトライしてみることにしました。

で、早速プロポを開けてみました。すると、当たり前にレバー毎に可変抵抗2つをそれぞれX・Y軸に沿って操作する構成。要はこの可変抵抗の値をArduinoで操作できれば良いわけです。とは言ったものの、はて、どうしよう…?

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困った時はGoogle様。調べてみると世の中には便利なものがあります。可変抵抗のデジタル制御版といえるデジタルポテンショメータというものが見つかりました。デジタル信号で抵抗値を随時任意に変更できる電子部品です。さらにググったら、ありがたいことに、Arduinoでデジタルポテンショメータを使うサンプルを発見しました。そこで、このサンプルで使われているAD5206を購入することにしました。プロポの可変抵抗の最大値を測定したところ10kΩだったので「AD5206BN10」をDigi-Keyで発注しました。形式名のうしろについている「BN」はブレッドボードに挿せるタイプのパッケージを、最後の10は最大の抵抗値が10kΩであることを意味しています。

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