2012年4月4日水曜日

知っておきたいラジコンヘリの基礎知識!ラジコンヘリ入門ガイド


 


ラジコンヘリの基礎知識

ラジコンヘリ関連で、必要な基礎知識を列挙しています。


・このページは成るべく多くの情報を盛り込むと言う方針で書きましたので、
 やや雑多で、冗長になってしまいましたが、そこはご了承下さいませ。

・なお聞いただけの話も多く、また結構思い込みが激しく書いてあるページ
 ですので、間違い等がありましたら、ご指摘下さい。・・随時、改訂致します。


◇ ◇ ◇

ヘリの操縦の基本について
・練習は漫然とやっては余り意味がありません。それでもいいと思いますが、その内に飽きて来ます。
本気で上手くなろうとするなら、「テーマ(あるいは目標)」を持つ事です。

・例えば、最初は1タンク浮かせ続ける、その次は横向きでホバリング、対面でホバリングする、
直径1メートルの円の中にきちんと降ろす、など課題は限りなくあります。こう言うテーマを作ると上達が早いです。→ 『フライトの練習 』を参照!

・ある程度やりこんで行くと、ある程度は、思った通りに動く様になります。しかし、実際、ヘリと言うものは、凄くレスポンスが遅いので、慣れるまでが大変です。
・・特に、ラジコンカーだとシャキッとレスポンス良く動くので、それとの差で違和感があります。ヘリは、空気が相手で、本来レスポンスの悪い代物なので、感覚的に慣れてしまったとしても慎重にやりましょう。

Q&A:ヘリのCH数?

Q: ラジコンヘリで、2chとは?
A: 2chは、上昇・下降(・・従ってホバリングも含まれます)、右・左旋回をコントロールします。
 前進・後進のファンクションはなく、右旋回と左旋回を交互に繰り返して(下図参照)、前進させます。

[2ch機の前進アクション]
若干、前進設定になっており、右旋回と
左旋回を交互に繰り返す事で、前進させ
られます。・・ 尚、後進はできません。

したがって、2ch機では、まともな飛行は
出来ません。

Q: ラジコンヘリで、3chとは?
A: 3chは、上昇・下降(ホバリングも含まれます)、左・右旋回に加えて、前進・後進のコントロール
 も楽しめます。

Q: ラジコンヘリで、4ch以上のものって、どのような動きに対応しているのですか?
A: 4chは、3chのコントロールに加えて、左右への平行移動が加わります。従って、4chあれば、
 とりあえず三次元空間での移動は一通り網羅したことになり、ヘリの醍醐味ある飛行を楽しむには、
 4ch以上が望ましい、と言えます。

  ch数がそれ以上あるヘリは、さらに細かな制御を送信機側から行うことが出来ます。

  その代表はピッチコントロールと言われる"羽の角度を飛びながら微調整する機能"です。
 2ch、3ch、4chの「固定ピッチ機」と呼ばれるヘリの上昇下降は、ローターを回転させるスピードを
 変えて行いますが、6ch以上のヘリは、回転スピードと羽の角度を両方調整しながら、上昇・下降
 します。

  また、羽の角度を自由に変えられるので、逆さまになって飛ぶことも出来ます。
 逆さまになった時に操作系を逆転させる機能も、chに含まれています。
 なので、5chのヘリはマイナーな存在で、4chの次は6chになるのが普通です。

  6chのファンクションで、上昇・下降、ホバリング、前進・後進、右・左旋回、 左・右スライド移動に
 加えて、背面飛行まで出来る、本格派のラジコンヘリとなります!

  更にchが増えたものは、着陸脚を出したり引っ込めたり、ライトを付けたり消したり、
 スモークを出したり止めたり、空撮したり、そういった細々なことに使われています。

チャンネル数・・背面飛行なしの場合(??)
・ヘリの操縦は、基本的にはプロポは5チャンネル必要です。つまりエンコン(スロットル)、ラダー、エルロン、エレベーター、ピッチです。

・しかし、現実的には、6チャンネルは必要です。つまり前述の5チャンネル+ジャイロ感度です。
更に言えば、実際の上限として、基本の5チャンネル+ジャイロ感度+ジャイロのヘディングロックのOn,Offで、合計7チャンネルを使用する事になります。

ジャイロ
・姿勢制御系の装置であり、最近の殆どのラジコンヘリコプターに、常装されています。

・搭載された超小型のジャイロセンサーが、機体のヨー軸(Z軸)回りのブレを検知し、プロペラ駆動系を制御して、機体のブレを自動補正する(ブレを打ち消してくれる)機能が、結果として付いていて、ヘリコプターの安定した飛行の実現を可能としました!
※同様の技術が、デジタルカメラなどの手ぶれ補正機能にも、応用されています。


どのように織りスウィートグラスバスケットのでしょうか?

・横風ホバリング(場所の関係でしなければいけないときも有ります。初心者でも)で
テールがじわじわ動いては練習がしにくいでしょう。
ジャイロ(ジャイロって何)とラダーサーボもある程度いいものを買いましょう。
とくにジャイロは感度調整つきにしましょう。
最初はラダーで向きを変えるだけでも大変ですからね。 ヘディングロック付だと初心者
にとっては本当にホバリングが容易です。ラダーをまったく触らずにすみますから。
それにリンケージがいいかげんでもとりあえずテールを保持してくれますので・・・。
まあ、ジャイロは性能向上が著しい分野ですので、それなりのものならどれでも
大丈夫なのではないでしょうか。

ジャイロとは?
・ジャイロ(Gyro)とは、ラジコンヘリに限って言えば、「テールの向きを一定に保って、操縦を楽にする装置」です。工学的に表現すれば、「テールの角速度を検出して、自動的にそれを打ち消す様にラダーをコントロールして、テールの向きを一定に保つ装置」と、言うべきものです。

・テールの向きを変える力としては、風、メインローターの反動トルクの変動(スロットルを上げたり下げたりした時です)等があります。
・・風があるときの風見鶏をイメージしてください。ジャイロが無いと丁度あんな風に風下に勝手にテールが向くはずです。昔はジャイロが無かったのでヘリの操縦は非常に難しかったのですが、
最近はジャイロも高性能化して、きちんとセッティングさえすれば、ホバリングでは、風の方向はあまり気にしなくても良くなる程までに、なりました。

・歴史的には、角速度の検出に、昔は円盤を高速回転させた時に生ずるジャイロ効果を利用していました。俗に「コマジャイロ」と呼ばれていましたが、最近では、圧電振動素子(ピエゾ素子)を振動させたときに生ずる"コリオリ効果"を利用して角速度を検出しています。これはコマジャイロにたいして「振動ジャイロ」と呼ばれます。
・・厳密に言うとジャイロとは言えないのですが、働きとしては同じため、ジャイロ or ジャイロセンサー等と言っています。性能的には、比較出来ない程に振動ジャイロの方が上です。

エンコンについて
・エンコンとはエンジンコントロールの略で、要するにスロットル&ピッチの事です。
・初心者のうちは、エンコンがお留守になりがちですが、エンコンもシンクロさせて動かす様に心がけてください。慣れてくると無意識に動かせる様になります。

・ただ、エンコンはヘリを上下させるものと言う点で、他の舵と違う特性なので、その観点から解説をしてみます。
・まず、最初よく間違えるのが、単純にエンコンスティックを上に持って行くとヘリは上に移動し、
下げると下に移動する、と思ってしまう事です。それは結果的には決して間違いではないのですが、実際はそんな単純なものではありません。

ここの話は、全てホバリング中の話です。また、フライトモードはスタントモードではなく
ノーマルだとします。(推力の出方がリニアになっているという前提のためです。)
詳しくは下の図を見てください。この図はエンコンスティックのつもりです。
真中の赤い「ホバリング位置」と書いてある箇所がホバリング時のエンコンスティックの位置で、これが全ての基準となります。


ホバリング中は、
ホバリング位置にスティックを置いていれば、上下には止まるはず。
・・つまり、機体の重量=ローターの推力です。

そこから、少しスティックを下げると、
推力が減るので、ヘリは下に向かって「加速」します。
・・つまり、スティックを下げたままにしておくと、直ぐに地面に激突すると言う事です。

・もし下に一定速度で移動させたいなら、エンコンを一瞬下げてから、また元のホバリング位置に戻す、と言った操作が必要な訳です。
・更に、少し位置を下げてホバリングさせるとしたら、エンコンを「ホバリング位置より少しだけ下」→「ホバリング位置」→「ホバリング位置より少しだけ上」→「ホバリング位置」と言う様になります。

・上昇させる場合も基本的に話は同じですが、機体の重量の関係で上昇時はあまり「加速」しません。なので、上昇する時と降下する時で同じ位スティックを動かしたら、多分、地面に激突します。・・ついでに言えば、ヘリが地面で跳ね返る程の墜落になります。これは皆さん経験されているでしょう。^^

・それから、エンコンは他の舵と比べてレスポンスが悪いので早 め早めに修正する様にしましょう。
特に、ホバリング中で殆ど止まっている時には、エンコンは感覚的には数秒遅れて反応します。じわーっと動き出します。こつは、「少し多めに打ってから少し戻す感じ」です。

〜 要するに、初心者向けにポイントを書いてみます。〜
★「ヘリが上昇して行って、パニックになりかけても、エンコンを一番下まで下げてはいけない。ちょっと下げれば降りてくる。」
★しかし、風が強いと、スティックを下げても中々降りてこない事もありますが、その時にも、下げて少しでも降りる素振りを見せたなら、もうスティックを上げ気味にしないと間に合いません。その位、先読みが必要になります。

・左右に動かすよりも上下に動かす方が、はるかに難しい事を肝に銘じておきましょう。


どのようにマシンの作業を編むのですか?

スワッシュプレートの動き
・ヘリコプターは、翼を回転させる航空機ですが、上昇・下降・前進・後進・横進の操縦は、ローター・ブレードの迎え角を変化させて行います。


回転しているブレードの
迎え角を、
一斉に、若しくはそれぞれに
変化させる仕組みが、
スワッシュプレート(Swash plate)です。

この仕組みは、
なかなか面白いです!

・・この動きは、アニメにして
見ると、分かり易いかと。



CPレバーを使って、
ブレード全体の迎え角を上げて
ヘリが上昇する時の様子を、
回転するアニメで見る。

・・ベアリングのボールが
動いていないのは不自然です。
が、笑って見逃しましょう。^^

CCPM(Collective Control Pitch Mixing、別名 スワッシュモード、CCPMix)とは?
・ヘリコプターの操縦は、スワッシュプレートを傾ける事によって行います。

・エレベーターで前後方向、エルロンで左右方向に傾け、ピッチはスワッシュプレート自体を上下させる事によって行ないます。これはCCPMだろうと、そうでなかろうと同じです。
※しかし、オメガグランプリゼウスでは、スワッシュは固定で、代わりにウォッシュアウトが上下する設計になっています。但し、この設計では、リンケージが複雑になります。マストのなかにリンケージが通っています。そのおかげで、マストが4000円するのだとか。

・従来方式では、ピッチ、エレベーター、エルロンのそれぞれにサーボを割り当て、別々に動作していました。たとえばピッチを上げたならばピッチサーボのみが動いていたわけです。これは複雑な機械的リンクにより実現されています。
CCPMでは複数(理論的にはいくつでもよいが、3つが多い)のサーボを直接スワッシュプレートに接続してそれぞれを協調して動作させることによってコントロールを行います。たとえば、サーボを前、右斜め後ろ、左斜め後ろと3つ接続した時を考えます。このときにはピッチは3つのサーボを同じだけ動かせばスワッシュプレートは平行に上下します。
またエレベーターでは前のサーボと斜め後ろのサーボを逆に動かせばいいわけです。
もちろんある操作に対してどのサーボをどれだけ 動かすかを決定するには膨大な計算が必要です。しかし最近のコンピューターの進歩がそれを解決しました。
CCPMのアイデア自体は古いそうです。それはそうでしょうね。誰でも考え付きますもんね。

〜 イラストの解説 〜
・3つのサーボが120度間隔でとりつけられているCCPMの場合です。中心の楕円がスワッシュをあらわしています。左が前側です。青い線がサーボの取付け位置を表しています。・・実際にはサーボからのリンケージがある部分

・CCPMの長所としては、どの舵を動かしてもすべてのサーボが動くため、一個のサーボの負担は軽くなります。リンケージが単純になり、軽量化とガタの軽減が期待できます。にので、これからは全て、CCPMになって行くでしょう。

連続飛行に当たって
・モーターの発熱などにより、性能への悪影響や、製品の寿命が短くなる事があり、
★連続して、15分(バッテリー1本分の時間)以上は使用しない。
★バッテリーが切れたら、5分間の休憩を取って下さい。

リチウムポリマーバッテリーの取り扱いに付いて
・過放電させると、バッテリーが使用出来なくなりますので、以下の事に気を付けて、過放電させない様に、注意して下さい。

・飛行後は速やかに充電して保存して下さい。
・飛行中、フルスロットルでも、上昇出来なくなったら、飛行を止め、充電して下さい。
・リチウムポリマーバッテリーは、電池を完全に使い切らずに充電しても、性能の悪化はありません。
 ・・なので、充電前に放電器などを使用して、放電しないで下さい。
・過放電防止のため、飛行させない時は、コネクターを抜いて保管して下さい。コネクターを繋いだままだと、僅かながらも電気を消費してしまい、過放電になる可能性があります。
・充電してあっても、少しづつ自然に放電してしまいますので、保管する時は、充電してから保管して下さい。また、長期間使用しない時も、時々充電して、完全に放電させない様ににして下さい。
・バッテリーの使用出来� ��時間が大幅に短くなった場合は、バッテリーが劣化した症状ですので、新しいバッテリーに取り替えます。

※リポバッテリーに関してのご注意!
・充電はリポ専用充電器で行って下さい。他の充電器で充電すると大変危険です。
・リポ電池は過充電や過放電で壊れます。
・充電は専用充電器で行うことで過充電の心配は軽減されますが、放電については、パワーが少なく感じた時点で使用を止めて下さい。そのまま使用(9V以下)すると電池は充電できなくなります。
・リポ電池は破裂や火災の危険があるので、リポ電池に詳しくない場合は注意が必要です。


何f8と絞り値であり、どのように私は、これらを設定しない

【モード1】と【モード2】の話
・プロポのどのスティックにどの舵を割り当てるか、と言う組み合わせですが、これは日本で普通にプロポを買うならあまり関係のない話です。
ただ、外国製のヘリや、シミュレーター等で問題となり勝ちで、一応知っておくべき知識です。

★モード1:日本ではこれが圧倒的です。・・ヒロボーが言うには、≒9割とか。

【プロポ】 左スティック 右スティック
モード1 ・エレベーター
・ラダー
・エンコン
・エルロン
・日本でプロポを買うと、大体これになっています。
・但し、セットで買うと区々、と言った方が正解かも。

★モード2:アメリカやヨーロッパでは、こちらの方がよく使われています。

【プロポ】 左スティック 右スティック
モード2 ・エンコン
・ラダー
・エレベーター・エルロン ・これの方が、実機ヘリに近いのは確か、だとか。

・ラジコンヘリは、頭と手が直結する様になっていないとまともに操縦出来ません。なので、一度慣れてしまうと矯正するのは大変です。しかし、現状は、何種類ものヘリを購入すると、使い分けるスキルが必要になります。・・メーカーの勝手に、ホント憤りを感じます。日本人の悪い所が出ています。

 個人的にはどちらでもいいと思いますが、一般的でないモード2だと、他人が操縦できない機体になってしまうので、教えて貰い難いと思います。素直にモード1のまま飛ばすのをお勧めします。

※モード2の方が、操縦感覚が自然だから上達が早い、と言うのをどこかで読んだ事がありますが、
私もそう感じます。・・これは単なる慣れとも言えますが、左スティックでエンコンが、しっくり来ます。

飛行可能エリア
・赤外線方式の操作可能距離:屋内で半径約 5m以下
・電波方式の操作可能距離:視認距離限度の半径約 20m以下 ・・但し、電波到達距離としては、
 半径約 70m程度。条件が良ければ、100m迄は可の様です。

PCMとPPMについて
 これは電波の使い方と言うか、電波に「どのようにしてコントロール情報を乗せるか」と言う方式の問題です。一言で言えば、PPMはアナログ方式で、PCMはデジタル方式です。

「PPM」(Pulse Position Modulation)
 直訳ではパルス位置変調となります。プロポのステックの操作量(アナログ値)をPPM変調により、パルスの長さというアナログ値にそのままAMやFMなどの変調方式により電波にのせる方式です。PCM方式に比べノイズや妨害電波には弱いが、システムとしては単純なのでまだ採用されています。

「PCM」(Pulse Code Modulation)
 直訳すると、パルス符号変調になります。プロポのステックの操作量(アナログ値)をPCM変調により、数値(ディジタル値)に変換した信号を、AMやFMなどの変調方式により電波に乗せるものです。PPM方式に比べノイズや妨害電波に強く、信頼性が高いので、特に空もののラジコンにお勧め。
しかも、電波状況が悪いときに受信機側で電波が来ていない事を判定できるため、フェイルセーフ機能が搭載できます。

 AMとFM、PPMとPCMはどちらも次元の違う話なので、理論的にはAMのPPM、AMのPCM、FMのPPM、FMのPCMと4つの方式が考えられますが、実際にはAMのPCMは私の知る限り使われていません。

周波数について
空を飛ぶラジコンは、以下の様に、周波数が決まっています。

同じ周波数の機体を同時に飛行させないで下さい。電波が混信して、墜落します。
※変調方式(AMFMPCM方式など)が違っていても、周波数が同じ場合は、混信します。


【ラジコンで使用される周波数】
電波帯 周波数 バンド
赤外線 - Aチャン
- Bチャン
- Cチャン
27MHz帯 ?? ??
40MHz帯 40.790MHz 79
40.810MHz 81
40.830 MHz 83
40.850 MHz 85
70MHz帯 72.130 MHz 17
72.150 MHz 18
72.170 MHz 19
72.190 MHz 20
72.210 MHz 21
70MHz帯(2) 72.790 MHz 50
72.810 MHz 51
72.830 MHz 52
72.850 MHz 53
72.870 MHz 54
2.4GHz帯 ?? GHz ??
 見て分かる様に、結構多いものの、
不思議と同じ周波数の人が多かったリして
困る事があります。

 これは一般常識の範囲に入りますが、
みんなで飛ばしている時に、送信機の電源を
入れる際は注意しましょう。

今飛ばしている人のバンドをチェックして、
自分のバンドを大声で叫ぶと安全です。
「21バンド送信機の電源入れます!!」とか。

これは単に安全のためです。
空物は危ないので、飛ばしている人の邪魔を
しないようにしましょう。

なので、自分のプロポが、どの周波数か、
きちんと把握しておくのは当然ですが、
出来ればアンテナに何か旗みたいな物を着けて、
他人からみて、バンドがどこか、
直ぐ分かる様にしておいたほうがいいです。


バンドを変えるときは、送信機と受信機の両方のクリスタルを変えればOKです。
ただし、72MHzの送信機に40MHzのクリスタルを挿してもだめなことがおおいので注意してください。

※受信機は40か72かどちらか限定になっていることが多いです。
※JRの3810シリーズでは、送信機は送信モジュールに40MHzのものと72MHzのものとあり、そこを換えればどちらでも使えるようにはなっています。
※なお、最近はシンセサイザープロポになり、クリスタルなしで周波数の変更が出来るようになってきています。
※更になお、いま飛行中の人がPCMで、別の人が同じバンドで電波を出した場合どうなるか、と言うと、操縦不能になり設定していればフェイルセーフに入ります。

★周波数2.4GHzのメリット
 ペアリング� ��た送信機の電波しか受信機が受け付けないので、他の送信機との混信がありません。
ノイズに強く、それによりノーコンになる可能性が大きく低減されます。
 また、電波に載せる情報量が圧倒的に多いため、情報を速く送れるようになり、通信速度が上がってサーボの反応速度も速くなります。
※2.4GHzモデルは、電波法第38条の24第1項の規定に基づく日本国内認証を取得する必要があり、輸入品で、安心して使用が可能か、販売店にて、国内認証取得済なのかどうか、に付いて問い合わせておく事が必要でしょう。


★周波数2.4GHzのデメリット
 2.4Gの周波数は各メーカーごとに仕様がことなるので、他メーカー同士のプロポと機体の組み合わせの場合、送受信機を統一する必要があります。
※他の周波数であれば、周波数さえ合わせれば、他メーカーのプロポと機体の組み合わせでも動作可能です。

 以上のことをご了承頂きまして、お買い物をお楽しみくださいませ。
当サイトが少しでも皆様のお役に立てれば幸いです。


当サイトが少しでも皆様のお役に
立てれば幸いです。w♪‾‾

ラジコンヘリ入門ガイド 管理人



These are our most popular posts:

知っておきたいラジコンヘリの基礎知識!ラジコンヘリ入門ガイド

例えば、最初は1タンク浮かせ続ける、その次は横向きでホバリング、対面でホバリング する、 ... Q: ラジコンヘリで、4ch以上のものって、どのような動きに対応しているのです か? ... 逆さまになった時に操作系を逆転させる機能も、chに含まれています。 .... CCPMでは複数(理論的にはいくつでもよいが、3つが多い)のサーボを直接スワッシュ プレートに接続してそれぞれを協調して動作させることによってコントロールを行います。 read more

Battlefield Bad Company 2@wiki - PC版質問まとめ

インストーラーも言語選択までは英語なのでタイ版BF2のように文字化けすることも ありません。 .... マウスの動作にもたつきがある場合は(マイドキュメント)BFBC2 フォルダ(settings.ini)のを0や3に変更すると解消する可能性が あります。 read more

東日本大震災とドクターヘリ - BIGLOBE

うち1機は福岡県の久留米大学病院を拠点とするドクターヘリで、日本列島を縦断するか のように長躯飛来したものである。 ... 第1は、ドクターヘリが被災地の外から支援に 向かう場合、その出動指令がどこから、どのような形で出るのかという問題である。普段 の救急出動は担当 ... 逆に病院長や救命センター長の発案で出動を考えたところもある 。 read more

6chラジコンへりに挑戦/取り扱い説明

近年の電動6CHヘリコプターは、3D(アクロバット)飛行、縦に飛んだり・背面飛行(さか さま)になって飛んだり出来るようになり、その分スイッチが増えました。 これは、ジャイロ や ... このトランスミッターは、各設定をデジタル表示してくれる優れものです。 .... 赤の 矢印の動作をすることでプルーの部分等がどのように動くかをチェックしてください。(※ 絶対 ... read more

0 件のコメント:

コメントを投稿