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OpenAero2「3Dモード」「IMU」完成

6軸ジャイロ(3軸ジャイロ+3軸加速度計)KK2.0の飛行機用ファームウェア、オープンエアロ2。


その中の新機能、「3Dモード」と「IMUオートレベル」の改良がほぼ完成したようです。



「3Dモード」はAVCS(ヘディングロック)モードの事です。

前回のテスト時、「3Dモード」の最大ロールレートの遅さと舵の跳ね返り問題が気になりました。

これを開発者に報告しニュートラル移動速度のUPを提案をしたところ、別の方の提案によりニュートラル移動速度調整機能「3D stick rate」が追加され、これを調整して無事問題解決、設定値は「2」。

「3Dモード」による3軸ロック制御を使うと、ホバリング、スローロール、スローナイフエッジ等は簡単に出来るようになります。

また複葉機のPulamaは癖が強く直進性が低くコロコロと傾きやすいですが、3軸ロック制御によりピタリと直進し、パターンフライトが楽に綺麗に決まります。

こうなると派手な失速やナイフエッジの浮きなど複葉機の良い面だけが活きてきます。

デザイン重視のYF-19などもやはり直進性はあまり高くないですが、OA2を積めば面倒なミキシング調整をする事無くより快適に美しく飛ばせるでしょう。

個人的にはヘリに近いこのニュートラルな操縦感覚は好きなので、全ての機体にOA2を積みたい位です。



もう一つのテーマだったのが6軸モードによる固定翼機の自立安定飛行。

加速度(ACC)センサーを使った水平復帰機能は、従来バージョンの単純な制御では旋回Gにより正常な機能が失われ、一旦旋回に入ると復元力はほとんど働かず、最終的にスパイラルダイブが加速してしまいました。

しかし最新バージョンのBeta8では複雑な制御を使った「IMU」が追加され、水平復帰が見事に機能するようになりました。

Pulamaでテストしてみましたが、機体自体には空力的自立安定性が全く無いにもかかわらず、IMUオートレベル機能のスイッチを入れるとトレーナー機のような自立安定性が生まれました。

小さなバンク角で旋回を繰り返しましたが常に復元力が感じられ、スティックを離すと機体は水平飛行に戻ります。

ACC制御は気流に依存しないので、上反角と違い風に弱い事もないでしょう。



AVCS制御、ACC制御、リモートゲイン、自由なミキシング、ニュートラルやリミットその他詳細設定、これらを同時に使おうとするとOpenAero2を使う以外の方法は見当たりません。

ディスプレイを搭載する分10gほど重くなっていますが、圧倒的に快適かつ多機能になっています。

それでいて基板の価格は僅か$30。

「3Dモード」と「IMU」の完成によりOpenAero2は非常に魅力的なジャイロになったと思います。

増築的に多機能化しているので設定がやや複雑ですが、MultiWii等よりは簡単。

個人的には数ある飛行機用3軸ジャイロの中でも理想の飛行機用ジャイロです。

素晴らしいソフトとハードを世に送り出してくれたKapteinkuk氏とHappySundays氏に感謝!


OpenAero2を使うには、HobbyKingでKK2.0基板とPC接続アダプター(9XR送信機用と共通)を購入し、PCにソフトをインストールし、プロジェクトページからダウンロードしたファームウェアを基板にインストールします。

購入が必用なのは基板PC接続アダプター受信機接続用両オスケーブル

ドライバソフトと使い方
書き込みソフトと使い方

kkMulticopterFlashTool



重要
電源は2系統に分けられていて、それぞれ独立した電源を使う事が推奨されています。
(電圧低下に弱いOA2がサーボ動作時の電圧低下によりシャットダウンされるのを防ぐため)

Kei寅PulamaではESCのBECの他にTURNIGY 3A UBECを使っています。

これは直感的に分かり難くスレッドにも常に質問があるので、要注意です。

OpenAero2配線 OpenAero2配線拡大 
KK2BEC



出来ればFrSkyの4ch型CPPM8ch受信機を用意すると、受信機が小さく、ケーブルが一本で済む上に全8chの入力を使って全ての機能が使えます。
(標準受信機では入力は5chまで、ケーブルが5本必要)



OpenAero2は常に改良が続けられているので、特にBeta版の使用ではスレッドをしっかり読む事と動作確認は必須です。

Pulama with OpenAero2


追記3/18:

Beta10が公開されましたが、3Dモード(AVCSモード)とダイナミックゲイン(リモートゲイン)の併用に問題が出ています(Iゲインと一緒にIリミットも変動してしまいます)。

Beta7ではこの問題は無いので、オートレベルを使わず3Dモードを使うならBeta7をフライバイワイヤモードで使うのがオススメです。

どちらのバージョンでもIゲインを使わずPゲインのみで飛ばす場合は3Dモードではなくノーマルモードを選択します。
(3DモードではPゲインと一緒に最大舵角が変動してしまう為)

なので「3軸ともAVCS」もしくは「3軸ともノーマル」を地上で選択する必要があります。

一応この問題と改良案を投稿しました、他の機能との兼ね合いもありまが、後のバージョンで何らかの方法で改善される事を期待したいと思います。



追記3/24:

通常受信機(非CPPM)の場合は入力chが端子数により5chに制限されますが、例えばフタバ送受信機なら図のように配線することでリモートゲインとフラッペロン(スポイロン)を同時に使うことができます。

OpenAero2PWM配線図

3Dモード(AVCSモード)を使う場合、ミキシングは送信機ではなくOA2で行います。
両エルロンサーボch設定でソースAをエルロン入力、ソースBをフラップ入力に設定します。
(ノーマルモードもこれでOK)



追記4/5:

V1.1がリリースされました。

V1.1では3DモードでP制御とPI制御(ノーマルとヘッドロック)の混在使用が可能になっています。
この時「Channel mixing」の「Source mix」をONにします。
(そうしないと、Pゲインを減らすと舵角も減ってしまいます)
(Beta7では「Source mix」が無いのでこの技は使用不可)

V1.1ではダイナミックゲインと3Dモードの併用は出来ません。
(ダイナミックゲインでゲインを減らすとIリミットも減ってしまいます、解決は難しいとの事なので複数PID機能が追加されるのを待ちましょう)

3軸ともP制御(ノーマル)ならV1.1、Beta7、どちらでもダイナミックゲインが使えます。



追記5/16:

V1.2 Beta3が公開され、複数(3個)PID設定リモート切り替え、各PIDchで軸毎に「AVCS/ノーマル」のモード設定が可能になりました。

tag : 飛行機用 6軸ジャイロ 3軸ジャイロ

コメント

Secret

興味深い

ご無沙汰です!
興味深いです。
これ、いろいろ出来そうですね。
飛ばし難い形状(特性)の機体もこれでかなりいける様になりそう。
時間があったらやってみたい。。
その時はご教授宜しく!

Re: 興味深い

ご無沙汰してます、TT-Sさんの記事は欠かさず拝見してます^^;
TT-Sさんの記事を参考に飛行機にジャイロを積み始めてからすっかりハマってしまいました。
CCPMミキシングを組んでバーレスT-REX450を飛ばした人も現れましたね、6軸制御可能なので面白そうです。
TT-Sさんならきっと楽しめると思うので、お時間が取れたらぜひ、出来たらスレッドの方にもアドバスを!

KK2.0

こんにちは

KK2.0が昨日届きました。一晩かかって何とかFWを書き替えました。

質問ですが別電源にしないとボードを壊す場合があるとの事ですが
アンプのBEC電源をカットしてサーボを動作させるのに十分な別電源を用意して
ボードの空きチャンネルに供給すれと言うことでしょうか。
重複して電源を供給するなって何処かに書いてありましたがよろしくお願いします。

Re: KK2.0

こんにちは、祝到着です!
マニュアルの修正が追いついていないようで、それでなくても電源はちょっと分かり難いですよね。
それは本記事にある
「また2系統に分けられた電源系統にはそれぞれ独立した電源を使う事が推奨されています。
(サーボ動作時の電圧低下によるシャットダウンを防ぐため)」
の部分だと思います。
KK2.0基板は電圧低下に弱く、一度シャットダウンすると再起動に数秒かかり、その間機体はノーコン状態になり墜落するでしょう。
PCのUSB電源から両オスサーボケーブルで両系統に給電しサーボを動作させると実際にこの状態になると思います。
配線は図のようになっているので、ESCを出力1に接続しただけでは出力2~8には動作電源が供給されず、サーボは動きません。
なので空きchに別電源を接続します。
ESCのBECはそのまま使ってOKです。
この質問はスレッドにも非常に多いので、マニュアルでもう少し丁寧に説明して欲しい所ですね。
あと最新バージョンについて少し追記したので宜しくお願いします。

KK2.0

おはようございます。

読み直すと書いてくれてましたね。(笑

結局整理すると
M2からM8の空きチャンネルにサーボ駆動用の電源を供給して
M1に受信機とボード用の電源を供給するか又はアンプ内臓の
BECを受信機とボード用の電源にするという事でしょうか。

Re: KK2.0

はい、そういう事です^^

No title

こんばんは、帰って来てまたいじってますがセカンダリーエルロンがうまくいきません。

KK2.0の左の上から3番目のポートを受信機の6chに入れています。
送信機はフタバなので普通は送信機側の6ch目はエルロン2にしますがKK2の2ndAilをNONEにすると片方のサーボしか動きません。
2ndAilをAilにすると二つ目のエルロンサーボも動きますが
同時に動くだけでYハーネスでの動作と同じです。

>まずch7設定の内容(メニュー内のソース、ジャイロディレクション等全て)をch6と全く同じに変更して下さい、それで動くはずです。

これは送信機側の7chのファンクション設定という事でしょうか。

それとも2ケのサーボが動けばOKでサブトリムはKK2.0側で調整すると言う事でしょうか。

よろしくお願いします。

Re: No title

こんばんは、楽しまれたようですね!

2ndAilは設定補助機能で、ここをAilに設定するとch7の設定がch6と同じになるようですね。
ソースA、B設定とかジャイロディレクションとかが並んでる項目です。
思わぬ間違いもあるので、ch6、7の内容が同じになっているか確認します。
使用するエルロン入力は一つだけです。
まずはYハーネスと同じ状態にします。
2つのエルロンサーボが同じ動きをしていればOKです。
(送信機でフラッペロンミキシング済みの2つの入力を使う方法もありますが、AVCSモード非対応なのでお勧めしません)
ここから初期調整のサブトリムをKK2.0で行います。
これがノーマル、AVCSともニュートラル、初期位置となります。
ジャイロOFF、ノーマルは送信機で普通にトリム調整できますが、AVCSは少量のドリフト補正以外トリムは使用しません。
なので送信機のフライトモードトリム機能でAVCSモード時は別にトリム調整できるようにしておきます、この辺はヘリのテールジャイロと同じですね。

さらにフラップを使うなら、6CH目の送信機設定は1サーボフラップとしてKK2.0の3番ポートに入力します。
ソースBを対応するchに設定すればフラップとして動くので、ボリュームの+-で方向を合わせます。

あと明日から数日間出張なので宜しくお願いします。

ヘッドロック

こんばんは。またまた教えてください。

ノーマルジャイロの状態は確認できPゲインを変更すると強さの変化も確認できました。
しかしGENERALメニューのH.Lockを3DにしてもAUTOにしても
ヘッドロックになりませんが別のところをいじるのでしょうか。
3Dにすると送信機のスティック操作が効かなくなります。

もう一つ送信機の5ch(gear)スイッチでジャイロのON、OFFは出来ていますが
スイッチの切り替えでゲインを選択するにはどうしたら良いのでしょうか。

よろしくお願いします。

Re: ヘッドロック

こんにちは、返事が遅くなりました、もう解決しちゃいましたか?

>別のところをいじるのでしょうか。

もしIゲインが初期状態「ゼロ」のままならAVCS動作はしません、まず動作が分かりやすいように「100」にして試してみて下さい。

>3Dにすると送信機のスティック操作が効かなくなります。

上記に加えて、Beta7特有のバグが原因として考えられます。
もしそうだとしたら、以前少し書きましたがBeta7使用時はまずメニュー「General(最上段)」→「Flightmode(最下段)」を「Normal」から「FlyByWire」に変更して下さい。

>スイッチの切り替えでゲインを選択するにはどうしたら良いのでしょうか。

メニュー「Stability」→「Dyn,GainCh」(ダイナミックゲインチャンネル)を「None」から任意のchに設定します。
その下の「Dyn,Gain」値は調整範囲を設定するもので、今回は最大値100に設定します。
すると設定chのOA2入力信号「-最大値 ~ +最大値」でゲインが「最少(10%) ~ 最大(100%)」と変化します。
スイッチはお使いの送信機に合わせて設定して下さい。

切り替え

こんばんは、いつもお世話になっています。

今日飛ばして見てノーマルは良かったのですが途中からAVCSに切り替えたら
あれもこれも反対動作になってうまくいかず壊してしまいました。
どうせやり直しなのでv1.1を入れてみました。
ノーマルだけでの動作もうまく行き切り替えもできAVCSに書き換えても
方向も合っているのでうまく動作しました。
ここまでは全く問題ないのですがノーマルとAVCSを送信機で切り替えるには
どうしたら良いのでしょうか。

Re: 切り替え

こんにちは

追記で書いたのは「エルロンはノーマル、エレベーターとラダーはAVCS」というように軸毎に違うモードを設定できるという事です。
現在プロポでノーマルとAVCSを切り替える事はまだできません、分かり難くてすみません><;

前にも書きましたがAVCSの使用には要注意な点があります。
AVCS時のサーボ動作はスティックに比例してサーボが動く動作と、ニューっと動きっぱなしになる動作(ニュートラル移動)の二つがあります。
ジャイロディレクションとソースの+-が逆になっていると、これら2つの動作が逆になりおかしな動きになります、そこに注意して動作チェックされて下さい!



開発中の次期バージョンの試作品はPIDchが3つあり送信機の予備chでバッチリ切り替えられるようになっているので、ベータ版の公開も近いと思います!


切り替え

こんばんは

やはり現時点ではノーマルとAVCSの切り替えはできませんでしたか。

まだノーマルだけでしか飛ばして見ていませんがジャイロの効き方の素性は
良いようでゲインも上げられます。当然上げ過ぎるとハンチングしますが。

次期バージョンでは3つの切り替えが出来るとの事で楽しみです。
3つ各々が好き勝手なゲインで設定できるのならフタバの
1軸を3ケ使うのとなんら変わらない性能になると思います。
EAGLEの場合はボードでゲインを設定してON-OFF-AVCSの
切り替えが出来るだけで各々勝手なゲイン設定は出来ないので
EAGLE以上の性能になりますね。

Re: 切り替え

こんにちは

>素性は 良いようで
そうですか、確かに変な癖や粗さは感じられません、この価格でそれを実現しているのは見事かもしれませんね!
僅か30ドルですから、アクロ使用で要求される機能が備われば、そちらでのニーズも大きいんじゃないかと思います!
*

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プロフィール

Kei寅

Author:Kei寅
King3エアーウルフ、小型発泡機、デコパネ機等の空物ラジコンで遊んでます。

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