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Pine Tree'S electrical page

ゆくかわのながれはたえない

Martinez(Brugi)ブラシレスジンバル(blushless gimbal)の調整完了!

昨年の7月にこちらでブラシレスジンバルを購入したのですがずっと放置してました。昨年夏に倒立振り子でPID制御の感を習得したりしてましたが、すっかり時間が経ってしまいました。

少し仕事が落ち着いてきたので今のうちのと思い、調整開始。早速、意気込んでファームウェアアップデートしたのですが、パチモノ?のせいか、これはご法度だったみたいで、あっさり動かなくなってしまいました。それから地獄の始まり。ネットで情報探しまくって試行錯誤で半日潰しました。結局、元々入ってたファームのsimple BCGはどうやら純正ハードでなければ動かないことがわかり断念。諦めかけていたところで、Brugi(marutinez)なるソフトを発見。さらに半日潰して、なんとか復活させることに成功しました。以下、備忘録として記録しておきます。

BrugiはArduinoのソフトで、コントローラ基盤にArduinoブートローダを書き込むことから始めました。書き込みはAVRISPmk2とAVRstudioで。例えばこことか、詳細はネットにいくらでも出てるのでそちらを参照。

続いてBrugiのソフトの書き込み。Brugi本体のソースコードこちらで入手。こちらこちらを参考にして普通にスケッチとしてArduinoIDEから書き込みました。ちなみにマイコンボードは「Arduino Pro or Pro mini, (5V, 16 MHz) w/ ATmega328」を選択します。

問題はパラメータの設定。思考錯誤の末、ようやくまともに動きました。やはりキモはPIDの設定。でもここをよく読めば必ず動くことを確信。ここここも参考にしました。あと、電源はUSBバスパワーだけではモータは動かないので、動作確認するときは外部電源(リポ3セル)を接続する必要があります。

カメラはGoproではなく軽量のMobiusを使うので、バルサ材でカメラ台を延長してバランスをとりました。こうすれば錘を載せずにすむので空物RCにはグッドです。

ちなみにBrugi GUIの設定は次のようにしました。尚、PID設定のコツですが、まずPID設定をする前に、キチンとXY軸の方向を確認すること。これがあってないとPIDをいくら頑張って設定しても全く意味がありません。あと、PIDを設定する際は、台を手でもってぶら下げてモータの振動を触覚で確認し、モータの振動が最小になる点を探すことです。何回かやってるとモータの挙動がわかってきて、結構、楽しいです。あ、ここが丁度いいところだなというのがだんだんわかってきます。PIDの具体的な設定方法は英文ですが、ここに詳細に説明されています(ジンバルやコントローラの種類毎に数値は異なるので要注意)。PID基本原理を勉強されたい方はこの辺この辺を読んでみてください。

問題なのが、ニュートラルの位置合わせ。これは一にも二にも、カメラ台のバランスをキチンととることです。あとはGYROのキャリブレーションをしっかりとること。

設定情報はEEPROMに書き込まないとコントローラに記録されません(次回起動時に前回の設定に戻ってしまいます)。

注意点として、モータにバッテリー(リポ)を接続した際、キャリブレーションが完了するのに30秒くらいかかります。バッテリー接続後、ジンバルを眺めていると、少しずつ設定位置(brugi-tool.exeでキャリブレーション(calibration)した位置)に修正されていく様子がわかります。この戻りの動作の際に急激な姿勢変化を与えるとモータが振動することがあるのですが、これはPIDのIの設定値を減らすことで解消できます。但しIの設定はゼロにしないように。ゼロにすると設定位置に自動で戻らなくなります。このあたりはマニュアルを熟読してください。

設定した情報はキチンとファイルにセーブしておきましょう。同じ作業はなるべく繰り返したくないので。コントローラボードのEEPROMへの書き込みも忘れずに。

それにしても、送料込みで6000円程度でこれだけ遊べるのですから、よい時代になりました。でもアベノミクスのおかげで海外製品個人輸入のメリットがなくなってきたのは痛いですね。やはり工作好きには円高のほうがありがたいです。

次はプロポから方向制御できるようにしたいと思います。とりあえずここら辺に設定のヒントがありそうです。→ プロポの設定は簡単でした。設定画面の設定枠横の「?」をクリックして表示される説明をよく読めば概ね理解できました。尚、コントローラボード側の電源とかち合わないように受信機とコントローラを接続するケーブルの+側の電源ピンは繋がないほうがよいと思います。シグナルとGNDだけ繋げばちゃんと動きます。

<ノイズについて>

マルチコプタにジンバルを搭載してみましたところ、コントローラがノイズを拾ってしまい、ジンバルの動作が安定しないトラブルにみまわれました。電源系統からのノイズ混入を疑い、コントローラのバッテリーをモーターのバッテリーとを独立させてみましたが効果はなく、どうしたものかと悩みました。もしかしてプロペラを2枚ペラから3枚ペラに変えたら直るかもしれないと思い、やってみたらピタリとノイズの影響がなくなりました(2015/4/13追記)。

<振動について>

ジンバルは撮影方向を一定に保持するだけで、機体からの振動を軽減するものではありません。振動の伝達を無くすためには、ジンバルを機体から独立させる必要があります。これについてネットで調べてみたところ、どうやらゲルを用いる方法が有効なようです。ゲルは少々お高いですが、これを試してみようと思います

www.monotaro.com

ゲルブッシュ

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www.taica.co.jp

(2015/4/13追記)。

 

 

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