Indoor airplane world
 



 インドア・プレーンの愛好者が増えるにつれて飛行会に参加する人も多くなり、赤外線の2バンドだけでは不足で、インドア・プレーンにFM受信機を搭載する人が増えてきました。

 ところがFM受信機を搭載したインドア・プレーンを飛行させる場合は大きくて重い市販の送信機を使わなければなりません。

 あるとき、飛行会で柴田さんから送信機の高周波モジュールを使って小さな送信機ができないだろうかと提案がありました。そのことが今回の小型FM送信機製作のきっかけとなりました。



屋外でのテスト


 すでに小型4チャンネルFM送信機を試作して屋内と屋外で数々のテストを重ね、十分実用になることが確認できたので、基板完成のRTX4とキットRTX4KITが供給できる運びとなりました。

 小型FM送信機を完成させるためにはFutaba送信機の高周波モジュールが必要です。



Futaba送信機用高周波モジュール


 空用のモジュールでは40MHz用でTK-40(15,000円)とTP-40(7,000円)、72MH用でTK-72(16,000円)とTP-72(8,000円)の4種類があります。72MHz用はローバンドとハイバンドの2種類があります。そのほかにシンセサイザーモジュールがありますが、手持ちがないのでテストしていません。だれかテスト結果を知らせてもらえると助かります。でも万一壊れても自己責任でお願いしますね。

 40MHz帯で5バンド、72MHz帯で10バンドありますから何機もの同時飛行が可能になります。

 高周波モジュールを新たに用意する場合は安価なTP-40かTP-72をホビーショップで購入してください。実売価格で5-6,000円です。オークションでUSED品を落札しても良いでしょう。



RTX4


 4チャンネルFM送信機基板RTX4はジョイスティックから送られてくる電圧をA/D変換して、4チャンネル+1チャンネル(ダミーパルス)のシリアルパルスを作り、高周波モジュールにその信号を渡してFM電波として送出します。



JSBSET


 送信機基板とジョイスティック基板が組み合わさって機能します。

 4チャンネル送信機を基本としますが、大半のインドア・プレーンでは2チャンネルで十分に飛行を楽しむことができます。そこで2チャンネル送信機として組む方法も以下で説明します。

 Futaba送信機のフォーマットを使っているので、市販の4チャンネルFM受信機が使えます。なおMicro Inventの超小型FM受信機は5チャンネル受信機なので、5チャンネル以上の送信機でないと動作しないため、今回の送信機ではダミーパルスを付加してMicro Inventの受信機でも動作するようにしています。ただし5チャンネル目は固定パルスなので使えません。

 FM送信機を使えばインドア・アウトドアのどちらでも使えるので、公園等でも飛行を楽しむことができます。

 ジョイスティックの結線を変更するればJRやSanwa用のフォーマットで組み立てることもがきます。チャンネルパルスの順序等については「PICマイコンでつくるインドア・プレーン」等を参考にしてください。

○4チャンネルFM送信機基板の機能

 バッテリモニタ機能を搭載しているので、電源電圧が6Vに低下するとバッテリモニタLEDが点灯します。これはリチウムポリマ電池2セル(7.4V) を電源に使う場合必須の機能です。電源にはリチウムポリマ電池のほか単3型乾電池(6本9V)、単3型ニッカド電池(6本7.2V)、単3型ニッケル水素電池(6本7.2V)などが使えます。

 スロットル・スティックを一度ローポジションまで下げないとスロットルほかが動作しないようになっています。

 エルロン・チャンネルにリバース機能を搭載しています。エルロン・スティックを左に倒した状態で電源スイッチをONすると、エルロンがリバースになります。電源スイッチをOFFするとエルロン・リバースはリセットされます。

 エレボンミックス機能を搭載しています。エレベータ・スティックを下げた状態で電源スイッチをONすると、エルロンチャンネルとエレベータ・チャンネルがミックスされます。無尾翼機等に便利な機能です。電源スイッチをOFFするとエレボンミックスはリセットされます。

 シリアルパルス出力(負論理)端子を備えていますから、一緒のケースに赤外線送信機を組み込んで、FM送信機と切り換えて使ったりできます。またパルスチェッカをつなげばそれぞれのチャンネル・パルス幅を調整することもできます。赤外線送信モジュールITXMを使えばシリアルパルスがそのまま入力信号として使えます。

○4チャンネルFM送信機の製作

 RTX4(基板完成)かRTX4KIT(組み立てキット)とJSBSETを2組用意します。





 キットを組み立てる場合は画像を参考に部品をはんだ付けしてください。PIC12F675は画像で左上が1番ピンになります。



端子配列


 基板右側のB+とGND間にスイッチを通して電源を接続します。BM LED端子間にバッテリモニタ用のLEDを接続します。



FM送信機基板とジョイスティック基板の配線(左がスロットル用ジョイスティック)


 ch1、ch2、ch3、ch4のそれぞれの端子からジョイスティックについているボリュームのセンターに配線します。S端子は拡張用シリアルパルス出力端子で、FM送信機として組み立てる場合は使いません。

 左側の5ピンは高周波モジュールと接続するための端子で、付属の5ピンコネクタをはんだ付けします。

 ANTENNA端子からアンテナに配線します。

 +5V端子とGND端子からジョイスティックの+/-端子に5V電源を供給します。また、送信機内に充電器を組み込む場合は、この5Vを充電器の電源として利用することができます。ただし内部の5Vレギュレータの電流供給能力が最大で100mAまでなので、充電電流は70mA程度までとなります。





 JSBOARDには右側(スロットル側)に上下がフリーに動作するジョイスティック(JS-FかJS-M)を使い、左側には上下左右ともセンターに戻るジョイスティック(JS-C)を使います。

 ジョイスティック基板は左右共用で、パーツの取り付け位置が異なります。



ジョイスティック右側(スロットル側)基板のパーツ配置


ジョイスティック左側基板のパーツ配置


 日本ではエルロンとスロットル・チャンネルが右側で、ラダーとエレベータ・チャンネルが左に配置されます。

○2チャンネルFM送信機の製作

 この場合、ジョイスティックは1個(エルロンとスロットル)で済みます。





 このように組み立てた2チャンネル送信機でも5チャンネル分を出力しているので、Micro Inventの受信機や他の受信機が使えます。



FM送信機基板に5ピンソケットをはんだ付けして


FM送信機基板を高周波モジュールにセット


 高周波モジュールのケースは外して使っても問題ありません。ただしケースをはずした高周波モジュールのシールドケースはGNDとつながっているため、他の配線とショートしないように気をつけてください。



ハニービー送信機(左)のケースに組み込んだ小型FM送信機(右)


 ハニービーの送信機ケースを利用してFM送信機と赤外線送信機を組み込み、その後右ジョイスティック下の長方形の穴を利用して切り換え式の充電器LPC10150を組み込みました。

○赤外線送信機をFM送信機と一緒に組み込む場合





 FM送信機と赤外線送信機を一緒に組み込む場合は高周波モジュールへの電源と赤外線送信モジュールへの電源を切り替えられるようにしなければなりません。

 そのためには画像のパターン部をカットして、スイッチを介して電源電圧を切り替えられるように配線します。 

○充電器を組み込む

 送信機基板に載っている5Vレギュレータに70mA程度の余裕があるので、LPC30やLPC10150充電器を送信機に組み込むことが可能です。その場合基板の余っている+5V端子とGND端子から充電器に電源を供給してください。

 送信機の電源がONの状態で受信機用のリチウムポリマ電池が充電できます。赤外線も、FMも使わずに充電だけする場合はどちらにも電圧を供給しないように工夫してください。

 私は3ピンソケットにジャンパーピンを使ってFMと赤外線を切り換えていますが、ジャンパーピンをはずせばどちらも出力が停止して、電源スイッチON状態で充電だけできるようにしています。中点OFFの3Pスイッチを使ってもよいでしょう。

○FM送信機のアンテナについて

 アンテナはエアロウイングスの送信機についているアンテナを流用しました。縮めた状態で約13cmの長さです。その状態でバレーコート1面の体育館で(Micro Inventの受信機を使用)全く問題なくコントロールできました。

 ロッドアンテナがない場合はケーブルをアンテナ代わりに使うことも可能です。

○送信機の消費電流について

 350mAhのリチウムポリマ電池2セルを送信機の電源に使用して約70mAの消費電流です。単純に5時間近く使える計算になりますが、充電器を使う場合はそのあたりを考慮する必要があります。

 赤外線送信機を組み込んだ場合の消費電流は、どの程度の赤外線出力設定で使うかによって変わってきます。電源に電流計を入れるなどして確認してください。

○その他

 FM送信機、赤外線送信機、充電器の動作中のすべてでバッテリモニタが機能します。バッテリモニタLEDにはできるだけ高輝度のものを使いましょう。

 小型FM送信機の開発過程を記したブログが参考になるかもしれません。それでもなお不明な点はこの記事にコメントしてください。

コメント ( 27 ) | Trackback ( 0 )


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コメント
 
 
 
待ってました (金物屋)
2008-07-06 12:13:11
この様なわくわする物を開発商品化して頂き感謝です。
早速注文させて頂きました。
 
 
 
送信機側の電源 (kinki54)
2009-09-27 02:29:12
はじめまして
只今、製作検討中なのですが少し教えてください。
ニッケル水素を8本使用で動作できますでしょうか?
 
 
 
ニッケル水素電池の使用 (toko)
2009-09-27 11:02:29
8本での使用は全く問題ありません。
6本でもOKです。
内部はレギュレータで5Vに変換して動作しています。
 
 
 
ありがうございます (kinki54)
2009-09-27 23:55:01
しかし
FM送信機基板を高周波モジュール72M-Hiは中古が中々入手困難で悩んでいます。
 
 
 
バンド ((kinki54)
2009-09-30 14:50:49
↑とりとめの無い書き込みですいません
中古探してみます。ところで店主様のこのページ画像TP-72は、Hi/Loバンドの何れに成るのでしょうか
 
 
 
高周波モジュール (toko)
2009-09-30 19:31:08
画像のTP-72はLoバンドです。今はシンセサイザー方式が主流なので入手が難しいかもしれませんね。
根気よくオークションなどで探してみたらどうでしょうか。
 
 
 
バッテリーについて (KUROBEI)
2010-02-01 20:12:33
はじめまして
いきなりですみませんが、この送信機を赤外線4ch送信機として使うときにおすすめのバッテリーは何か教えてください。
 
 
 
エレボンミックスについて (KUROBEI)
2010-02-01 21:06:01
続けて質問ばかりですみません
この送信機のエレボンミックスは、Indoor Airplane World e-shop で売っているような
3chまたは4chの受信機でも使うことはできますか?
3~4chの全翼機を作りたいと考えています。
 
 
 
バッテリとエレボンミックス (toko)
2010-02-01 23:04:04
赤外線4チャンネル送信機として使う場合で、体育館等広い場所で通達距離を確保する設定では350mAh以上の2セルLi-Poがお勧めです。
比較的狭い空間で使う設定なら130mAhの2セルでも大丈夫です。

エレボンミックスは3chまたは4ch受信機の全てが使えます。
 
 
 
ありがとうございます! (KUROBEI)
2010-02-02 00:36:52
どうもありがとうございます。
もうひとつ、
エレボンミックスを使う場合4chの受信機にどう配線すればよいのでしょうか、、
考えてみたのですがわかりませんでした。初心者ですのでわからないことだらけです
 
 
 
エレボンミックスの動作 (toko)
2010-02-02 18:00:04
エレボンミックスは、1チャンネルと2チャンネルにミックス出力されます。

ですから1チャンネルと2チャンネルにサーボまたはマグネットアクチュエータをつなぎます。

送信機のエルロン(ch1)を左右に操作すると2個のサーボは同じ方向に動きます。

送信機のエレベータ(ch2)を上下に操作すると2個のサーボはお互いに逆方向に動きます。

2個のサーボを対向させた配置にすれば、エレベータを操作した時に両方ともアップ・ダウンの動作で上昇下降ができ、エルロンを操作した時にお互いに反対向きに動いて左右の旋回ができるわけです。
 
 
 
ありがとうございます! (KUROBEI)
2010-02-03 11:00:45
わかりました
つまり、受信機のエルロンとエレベーターのところに
それぞれサーボまたはマグネットアクチュエータを配線しエレボンとして使用すれば
送信機側でエルロンとエレベーターをミックスしてエレボンとして扱ってくれるということですね。
親切な説明どうもありがとうございます。

 
 
 
赤外線送信モジュールITXMとジョイスティック基板について (KUROBEI)
2010-02-06 21:02:09
すみませんまたも質問です。

この基盤を赤外線送信機として使用したいのですが
この基板のどこに赤外線送信モジュールITXMを配線すればよいのでしょうか

またジョイスティック基板の配線について
左をスロットルとラダー
右をエルロンとエレベーター
のようにしたいときの配線についても教えてください

 
 
 
赤外線送信機として使う (toko)
2010-02-07 09:10:07
RTX4基板の[S]とITXMの[S]をつなぎます。
ITXMの[+/-]はRTX4の電源と共用になります。

左にスロットルとラダー、右にエルロンとエレベータを割り当てる場合は、RTX4の基板上に印刷されている、c1,c2,c3,c4への配線を入れ替えるだけです。
c1:エルロン
c2:エレベータ
c3:スロットル
c4:ラダー
になっているので簡単ですね。
 
 
 
ありがとうございました (KUROBEI)
2010-02-07 19:34:56

そのような場合JSBにつける抵抗等は書いてある通りでよいのですね

あともう一つ、独断と偏見で考えたことなのですが
「基板左側のB+とGND間にスイッチを通して電源を接続します」
とありますが左側はRF MODULEに使うと思うのですが右側の間違えでしょうか

いつもすみませんがこれからも伝授お願いします。

 
 
 
間違いがありましたね (toko)
2010-02-08 17:57:02
右と左の間違いを教えていただき、ありがとうございました。さっそく訂正させていただきました。

JSBの抵抗等はそのままでOKです。
 
 
 
どうもありがとうございました (KUROBEI)
2010-02-08 20:14:30
疑問がみんな解けました

製作をがんばってみます

 
 
 
Unknown (KUROBEI)
2010-03-20 22:36:31
MICRO GLIDERをなんとか形にしラダーとスロットルのテストをしたのですが
ラダーだけが動きません

RTX4+ITXMの送信機のダイオードにカメラを近づけて見ると、ラダーの信号が出ていませんでした
手当たり次第にダメなところを探したのですが全く分からず・・・

tokoさんアドバイスお願いします。
 
 
 
信号について (toko)
2010-03-20 23:26:09
ラダーの信号がてていないってどうしてわかったんですか?
赤外発光ダイオードにカメラを近づけても信号は読めないと思います。

ITXMの基板についている赤色のLEDで判断できます。
信号を判断するにはITXM基盤そのものを高速に左右に振るとLEDが断続したパルス状に点滅します。
4チャンネル送信機の場合は5個のパルスが一つの塊で光って見えれば正常です。

光っている点と光っている点の間がチャンネルパルスになるので、4チャンネルの場合5個の光が見えます。

パスるの数が足らない場合は配線ミスの可能性があるので確認してください。

ラダーは通常エルロンチャンネルに割り当てられていますから、2チャンネル受信機の場合はエルロンスティックでラダーが動きます。
 
 
 
Unknown (KUROBEI)
2010-03-20 23:42:46
この信号を見る方法は僕が見つけたのですが
勘違いでしたらすみません

カメラをダイオードに接するぐらい近づけるとたくさんの帯が見えました
その帯はスティックを動かすと幅が変わったりしたのでそれを利用して判断してました
たまたま見つけたものですので全く確証は持てません

光は5個しっかりと見えました

残るは恐れていたコイルの断線か(汗)
 
 
 
カメラでパルスがみえる? (toko)
2010-03-21 09:20:59
デジタルカメラの画像取り込みフレーム周波数と関係があるのかもしれませんね。とても面白い報告をありがとうございます。
そのような現象は、カメラによって違うのでしょうね。

カメラで確認できた帯がスティックを動かすと変化するということなので、ラダー(エルロンチャンネル)のスティック動作でも変化が確認できたとしたら、送信機側には問題ないと判断できます。

コイルの断線はテスターでチェックできますね。
 
 
 
Unknown (KUROBEI)
2010-03-21 20:04:48
使用したカメラは携帯のものなのですが
SAMUSUNGの805SCを使いました

コイルはやはりどこかが断線しているようですテスターに反応がありません
ただどこなのかがさっぱり・・
これで2個目です(笑)

コイルって扱いがとても難しいですね
 
 
 
初飛行!! (KUROBEI)
2010-03-23 00:16:11
おかげさまで12:00にマイクログライダーが初飛行しました

ラダーが動かなかった原因はコイル線の被膜がうまく取れていなかったことでした
超小型飛行体研究所の過去の記事やいろいろな方々の記事を読みなおすことでわかりました

これが初めてのインドアプレーンです
感動を隠しきれません
 
 
 
初飛行 (toko)
2010-03-23 12:35:34
おめでとうございます!!
 
 
 
FR70について (KUROBEI)
2010-04-14 19:46:02
FR70の電極の+と-がわかりません

賭けでやろうかと思いもしましたが
こわいのでやめました

伝授お願いします
 
 
 
Unknown (KUROBEI)
2010-04-14 20:12:26
くだらない質問をしてすみませんでした

自己解決してしまいました
LIPOは端子を右側としたときに上が+となるように作られているのですね
 
 
 
エルロンリバースについて (kobara)
2011-10-08 11:43:15
少し教えてください、
エルロンリバースさせない状態で、スティック中心を1.52msにトリムで合わせておいて、
リバースさせると、中心が1.75msほどにずれてしまいトリムでも調整できないほどにずれてしまいます。
ジョイスティック基盤を使ってないので間違っているかもしれませんが、5v→5kトリム→10kジョイスティック→4.7k抵抗→-GNDの順序でつないでいます。
 
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