今回は自作でドローンを作ってみたい方のために、実際に自分が3インチ機を組み立てた例をあげて紹介していきます。
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電子工作をやったことのない人でもなんとか組み立てはできます
自作ドローンは、電子工作をやったことのない人でも、なんとか組み立てはできます。
簡単にいえば、FC（フライトコントローラー）の回路図を見ながら、それどおりにパーツを組み立てていけばOKです。
自分は4台ほど組み立てましたが、今でもめっちゃハンダつけが下手くそです。
だけどドローンは普通に飛びます（笑）
組み立てれば飛ぶような表現をしていますが、もちろん送信機の設定やベータフライトの設定は必要になります。
【自作ドローンの作り方】必要なパーツの紹介
まず自作ドローンを作るにあたり必要なパーツを紹介しています。
自分の場合200g未満に収まる、3インチ機までしか組み立てたことがありません。
基本的にはサイズが大きくなっても基本的に必要なパーツはかわらないと思いますが、今回は3インチ機を組み立てた時のことを例にあげて紹介します。
【自作ドローンの作り方】フレームの選び方
まずはフレーム選びから。フレームのサイズによって他のモーターやFC,ESCなどのパーツも変わってきます。
200g未満のドローンを作りたいなら、3インチ以下のフレームを選ぶといいと思います。
フレームはいろいろ種類があって迷ってしまいますが、まず初めはBNF機をみて自分の作りたいドローンを参考にしながら選べばいいと思います。
この記事では以前にフレームだけで紹介した「Geprc Cygnet CX3」を使って組み立てを紹介していきます。
「20mm×20mm」のタワーを2個つくれるので、カメラのDVR基盤を搭載するのも楽々です。
【自作ドローンの作り方】モーターの選び方
モーターのサイズは使用するフレームによってサイズを考えて選びます。
フレームの販売ページには、推奨しているモーターのサイズが記載されているのでそれを目安にして購入するか、そのフレームを使用していいるBNFドローンに搭載されているものを参考にするといいと思います。
今の所自分はメーカーが販売しているBNFドローンのモーターを参考にして同じものを購入しています。
ちなみに今回の記事で使用する「Geprc Cygnet CX3」の推奨モーターは「1106/1107/1108/1205/1206」でした。
このフレームを使用して「Geprc」が販売しているBNF機には1206 4500kv値のものが搭載しています。
今回の記事ではそれと同じモーター「1206 4500kv値」のものを使用して組み立てています。
【自作ドローンの作り方】FC、ESCの選び方
FCによって対応しているバッテリーの電圧や、ネジ穴の径が違ってきます（何種類かしかないけど）。
「Geprc Cygnet CX3」フレームを使ったBNF機が「Geprc」から出ているのでそのFCを選べばいいのかもしれませんが、FC、ESC、VTX、全部ピンでつなげるタイプだったので、VTXを開局済みのやつにとりかえることができないと思い、FC,ESCはピンタイプだけど、VTXだけ配線で繋げられるFC,ESCのセット「Emax F3 Magnum」をこの記事では選んで使用しています。
とりあえず、今の自分の知識で言えることは、対応しているバッテリーの電圧を見ることと、ネジ穴のサイズですね「20mm×20mm」とか「16mm×16mm」とかあるので、フレームの穴のサイズと合うものを選びましょう。
それとBNF機で使われているFC,ESCを参考にすることです。
ちなみに「Emax F3 Magnum」はFCにはじめからブザーの取り付けがされている、おもしろいFCです。
ブザーを配線つけて後付けする必要がありません。
いまいちポイントはたぶんスマートオーディオに対応していないところです。見た感じでは、配線をとりつける場所がありませんでした（たぶん）
ネジ穴「16mm×16mm」のFC,ESCは下の記事でまとめています↓↓
【自作ドローンの作り方】レシーバーの選び方
今回の記事ではレシーバーを「Frsky XM+」を使用しています。
送信機の通信方式にあったレシーバーを選択すればいいと思います。
ちなみに個人的におすすめしている送信機は下の記事で紹介しています。安くてマルチプロトコルなやつ↓↓
【自作ドローンの作り方】VTXの選び方
自分の開局しているVTXを選んで組んでいけばOKです。
それとFCからの電圧だけには注意。
FCからの電源が7v以上の場合で5.5vまでの「Eachine VTX03S」をつけたりすると煙が出てVTXが壊れます。
自分知らずに1回壊しました（笑）
ちなみに5.5vまでの電圧でおすすめのVTXは「Eachine VTX03S」
それ以上のものは7V~24Vまで対応の「Eachine TX805」あたりがおすすめです。
上記2点のおすすめ理由は両方とも価格が安く戸澤さんのところで系統図が入手できるところ。何個かまとめて購入して開局申請をしておくとあとあと便利です。
戸澤さんについて詳しくは下の記事で紹介しています↓↓
【自作ドローンの作り方】カメラの選び方
カメラもいろいろ種類がありますが今回組み立てに使用したカメラは「RunCam Split Mini 2」というカメラでDVR基盤があり、マイクロSDに録画ができるFHDで空撮できるカメラです。
カメラのサイズの幅は3インチくらいまでのドローンんになると14mmか19mmのものを使用することが多いです。
今回のフレームのカメラマウントの幅は19mmのものだったので「RunCam Split Mini 2」の19mmを選びました。
2019年10月20日現在の最新は「RunCam Split Mini 3」まででていて、14mmのnanoバージョンもあります。
GoProなどをドローン本体に乗せるなら、わざわざDVR基盤があるカメラを搭載しないでもOKだと思いますが、今回組み立てる機体はGOProを搭載する予定はないので自宅にあまっていた「RunCam Split Mini 2」を使用しました。
今から買うなら「RunCam Hybrid 4K」がおすすめです。4k動画で撮影できてwifiを使用していないので技適問題もありません。
詳しくは下の記事でも紹介しています↓↓
その他に組み立てに最低限必要な道具
はんだこて
自作ドローンを組み立てるには、ハンダつけが必須ですので「はんだこて」は最低限必要になります。
自分が使用しているハンダこては「白光FX600A」です。
値段は4000円くらいしますが、長く使えておすすめです。
温度が上がるのが早いのもおすすめポイントですね。
詳しくは下の記事でも紹介しています↓
以前はアマゾンで買った安いものを使用していたのですが、10回くらい使用したら壊れてしまい「白光FX600A」に変更しました。
ただアマゾンで売っているハンダコテセットは、いろいろなものがついてきて、意外と使えるものもたくさんあります。
なので、いちどアマゾンのセットやつを購入するのもありかもしれません。
(2019/11/13 10:18:22時点 Amazon調べ-詳細)
はんだ
ハンダは必要になります。自分は100円ショップで売っているはんだを使用しています。
ハンダの良し悪しははっきり言って今の所よくわかっていません。
ネジ類
フレーム、FC、ESC、モーターなどには、付属品としてネジ類がついてきますが、それでは足りない場合が多いです。
タワーを作る時に必要になるネジセットなどを購入するのがおすすめです。
自分はbanggoodで下の2点を購入しました。
今回使用していたフレームやFCのネジのサイズはM2というものを使用していたので、これを選びました。
ほぼ自分がもっているドローンのネジ類は「M2」です。
ドライバー類
自分の使用しているドライバーは、上の画像のセット3種。
どれも価格が安くておすすめです。
星型のネジやいろいろな形のタイプのネジにつかえるセット↓↓
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六角のナットをしめるにはこれがおすすめ↓↓
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精密ドライバーは同じものはもう売っていませんでしたので、ベッセルの別のやつ↓↓
100円均一でも売っているけど、ベッセル好きなのでオススメしておきます。
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その他、細かいパーツ類
その他、電動ドライバー、耐熱チューブなどなど、いろいろ自作ドローンを作るにはあった方がいいパーツはたくさんあります。
ドローンブロガーmoccaさんがまとめ記事をつくっていますので、詳しくは下の記事を参考にしてみてください↓↓
【自作ドローンの作り方】3インチドローンの組み立て方法
はじめにESCに電源ケーブルをとりつけていきます。
基本的にはプラスが赤、マイナスは黒ですので、間違えないように。
次にフレームにモーターをとりつけていきます。
フレームに表裏があるものもありますので、間違えないように。
次にモーターの配線を程よい長さにカットしていきます。
ESCをフレームに実際につけて、長さを合わせながらカットしていくといいと思います。
自分はかなりビビリですので、かなり長めにカットしています。
あとでフレームにタイラップなり、テープなりで止めることを考えて長さを決めていきましょう。
ちなみに今回購入したFC,ESCのセットの向きは上の画像のようになっています。
上のような回路図は購入すると説明書としてついてくる場合もありますし、説明書がついてこない場合もあります。
回路図については購入する前に、本体と一緒についてくるのか、ネットで探せばあるのか、調べておくことをおすすめします。
今回購入したFC,ESCのセットは説明書はなしで、ネットであったのものを記載しています。
以前に調べないで購入したら、ネットでも見つからなくて痛い目を見た経験があります。
FCやESCには向きがありますので、どちらが前方になるのか確認してから配線をカットしていくようにしてください。FCやESCの向きはベータフライトの設定で変更することができますので、絶対に守る必要はありませんが、とりあえず自分はデフォルトの向きで取り付けています。
FCから各パーツの取り付け
たぶん作る人やケースによって順序は変わってくると思いますが、今回はFCをフレームに取り付けていない状態で各種パーツをつけていきました。配線の長さなどは、取り付け位置を考えながらイメージして決めています。
FCからの配線はこんな感じではんだつけしていきます。
FCにVTX、レシーバー、カメラのDVR基盤、をとりつけてから、下の画像のようにESCにFCを、ガチャコ〜ンってドッキングさせています。
人によっては、ESCとFCをつないだ状態で、VTX、レシーバー、カメラのDVR基盤、を取り付ける人もいるかもしれません。
作業のやりやすい方法でやればいいと思います。
いきなり画像が飛びますが、実際にはんだつけで、パーツを取り付けてみたところです。
作業に集中しすぎて、写真を撮り忘れてしまいました。
とりあえずパーツ類を組んだら動作のチェックをしてみましょう。
組み立てに慣れている人はチェックしないで、最後まで組んでしまうのかもしれませんが、初心者のうちはハンダつけした時点で動作のチェックをおすすめします。完全に組み終わってから動作をチェックして見たら動かない、、、、そんなこともありえますからね。
【自作ドローンの作り方】動作のチェック
あくまで順序は自己流ですので、もしかするとおすすめできない順序があるかもしれません。あくまで参考程度でお願いします。
それと送信機の設定はできている前提で話をすすめています。
BNFドローンの修理やバラシ、ブザーやレシーバーの取り付けなどは20台ちかくやりましたが、自作ドローンの組み立ては4台程度しかやったことがありません。間違っている順序などあるかもしれません。
まずはバッテリーの電源を入れて、カメラの映像がVTXをとおしてFPVモニターに飛んでくるかチェックします。
とりあえずOKなら次に進みます。
送信機とレシーバーをバインド
次に送信機とレシーバーをバインドさせます。
今回使用したレシーバーは「Frsky XM+」ですので、レシーバーのバインドボタンを押しながらバッテリーを入れてバインド待ちにして、あとは送信機の方でバインドボタンを押せばOK。
レシーバーが赤点滅すれば、バインドOKです。
バッテリーを一度ぬいて、再度バッテリーを入れ、今度はLEDが緑色点灯に変わればバインドOKのサインです。
ベータフライトに接続
まずポート「UART3」のシリアル受信をONにします。
FCやレシバーをハンダで接続したポートによって変わってくると思います。あくまでこのFCの場合を例にあげています
私自身、よく理屈は理解していませんがここをONにすることによって、レシーバーのポートがONの状態になり送信機からの信号をレシーバーで受け取りFCで処理することができます（たぶん）
画面右下に「保存」があるので忘れないように。
次に基本設定の受信機のところを、
「シリアル接続受信機」「SBUS」に変更。
最後に画面右下の「保存して再起動」をクリックして設定を保存します。
次にモードタブをクリックして、スイッチ類の割り当てをしていきます。
自分の設定はAUX1に「ARM」を割り当てて
AUX2で「MODE」の切り替え（アングル、ホライゾン、アクロ）
AUX3でブザーがなる設定にしています。
これも右下の「保存」をすることを忘れずに。
モーターの回転方向のチェック
次にモーターの回転方向をチェックします。
ベータフライトのモータータブ「リスクを理解して、、、、、」のチェックを入れて、モーター1〜４まで1個ずつゲージを上げてモーターの回転方向が、画面に出ている回転方向と一致しているか確認します。
バッテリーはつないでいないと、モーターは回らないのでドローンとバッテリーをつないだ状態でチェックします。
今まで4台自作でドローンを作りましたが、全部2個だけモーターが逆回転でした。
当たり前ですがモーターの回転方向が逆だとドローンは普通に飛ばずに暴れます（笑）
モーターの回転方向を変える方法
モーターの回転方向は「blheli configurator」を使って逆回転にすることが可能です。
blheli configuratorのアプリをインストールして、ドローンとUSBで接続。
今回は1番と4番のモーターの回転方向が逆回転だったので、「blheli configurator」で「reverse」をかけてあげました。
最後に「wrlte setup」をクリックしてあげればモーターの回転が逆になります。
OSDの設定
今回購入したFCの場合OSDの表示がすべてONになっていたので、いったん全部OFFにして、それから適当に自分が必要な項目だけONにしていきました。これも人によってそれぞれですので、お好みで設定すればいいと思います。
最後に
ちなみに完成した機体はこんな感じです。
重量は117gくらいでしした。
今回は自作ドローンの作り方の流れを簡単に説明しましたが、あと何台か作ってみて理解が深まったら、まとめ記事でも作ろうと思います。
それと作ってみた機体はまだ室内でのホバリングテストくらいしかやっていないので、気持ちいい飛びをするかはわかりません。
来週あたりに飛ばしてみます。
HD自作ドローン 実際に飛ばしてみた！youtube動画
まずはバッテリーは「GNB 3s650mAh」飛ばしてみました（上の動画）。
すごく軽くていい感じに飛びます！！。
バッテリー限界まで消費させれば5分くらいはいけそう。
そしてバッテリーを変えて再度フライト。こちらの動画は「GNB 4s 520mAh」で飛ばした動画。
なぜかガクガクブルブルして、なめらかに飛ばない（悲）
これは調整が必要な感じ。よくやり方わからんけど（笑）
まぁとりあえずいろいろいじってみて、なめらかに飛ぶようになったらブログにでも追記します。
PIDの設定をいじってみました！2019年10月25日追記
スロットルを急激にあげたりすると「ガクガクブルブル」する現象をなおすためにPIDの設定をいじってみました。
飛行している場所に、パソコンを持ち込んで少しずつ値をいじりながら調整するという、かなり面倒なやり方で。
ちなみにPIDの設定に関しては、下の書籍を読んで参考にしてみました。
(2019/11/13 04:28:10時点 Amazon調べ-詳細)
ちなみにデフォルトの設定は上のとおり。
これを4回くらい変更して飛ばしてを繰り返し最終的に上の値に変更。
こちらの動画は最終的に変更した値で飛ばした時のものです。
GNB 4s 520mAh 冒頭
GNB 3s 650mAh 1:36秒あたりから
スロットルを一気にあげすぎると、まだ少しブルブルはしますが、だいぶ改善されたと思います（あまり動画だとわからんけど）
ちなみにPIDをへたにいじると、コントロールがかなり難しくなり墜落することもあります。
まぁありますというか、自分墜落しました（上の動画は墜落した時のやつ）。なのでPID設定後は、墜落しても事故にならないような場所で飛ばした方がいいですね。ちなみに墜落した時の値は、デフォルトの値からPIDのDを10ずつあげたら、なんかうまくコントロールできなくなりました。
それと最新版の「BetaFlight4.1.0」ではPIDの設定が計算されて出力されるようです。
詳しくはドローンブロガーmoccaさんがブログで紹介しているので、気になる方は下の記事を読んでみてくださいね↓↓
BetaFlight4.1.0を利用して見よう！PID設定が自動計算されるらしい！
パーツ選びが難しい人は自作ドローンキットがおすすめ
FCやESC、VTXなどのパーツ選びが難しいという方は「自作ドローンキット」を購入して一度組み立ててみるといいと思いますよ。
Eachine Tyro69 105mm
自作ドローンキットについていは下の記事で詳しく紹介しています↓↓
