ラジコンヘリ

E-SKY のラジコンヘリのブログです

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SVAJ基板できた

SVAJの基板作りました。
100×100の基板1枚から、SVAJが54枚取れます。
イメージ 1

マイクロドライ→ラミネータ→ジプロックでエッチング。
この方法はとっても楽です。ほとんど失敗がありません。

今回は1ヶ所だけ不具合がありました。パターンを転写する時にゴミが入ったのかもしれません。
エッチングの前にチェックすれば修正できたでしょう。
イメージ 2

パターンが銅色でなくて黒いのは、転写したインクを落としていないからです。
パターンのインクを残しておくと、銅箔表面の酸化を防ぐ事が出来ます。
このインクは、基板を切り出して使う直前に落とします。
パーツクリーナーなどを基板につけてティッシュで拭けば簡単に落とせます。



おまけ。hideさんリクエスト。
カメラマウントの着脱機構です。
もう遅い?

ロック状態。
イメージ 3

「受け」部品。フリー状態。出っ張っているのは位置決めピン。
中央のスリットからストッパーが出てきます。
イメージ 4

イメージ 5

取り外すとこんな感じ。
イメージ 6

上、フリー状態。下、ロック状態。
ストッパーは、サーボホーンにキャップスクリューを押し込みました。
ホーンのギザギザ(セレーション?ローレット?)が、ネジ頭のギザギザに引っかかって良い具合。
イメージ 7

ロック状態。位置決めピンに嵌ることで、胴体が左右に開かないようにするのも兼ねています。
イメージ 8

カメラマウント

イメージ 2

カメラマウントができました。

機体はスパン1.7mのFOXで、そこそこの大きさです。キャノピーもそれなりの大きさですが、カメラを入れるとなるととっても狭いです。
前を見るためになるべく高い位置にカメラを置きたいし、複座機なので、前席の位置にカメラを置くことは譲れません。それに、後席の位置にカメラを置くとキャノピー前端までが遠くなり、キャノピーにもピントが合ってしまいキャノピーの傷が目立つかもしれません。
当然、パン・チルトさせた時にカメラがキャノピーに当たらないようにしなければなりません。
チルトアップしたときはレンズの上端が、チルトダウンの時はカメラ後方の四角いボディーの角がキャノピーに近づきます。それぞれ、パン軸からの距離が変わるので、パンした時の旋回半径が変わります。
おまけにキャノピーは丸いので、クリアランスの確認はとても面倒でした。
これらのことを考慮しながら、それぞれの回転軸の位置を決めました。
設計中は、いろいろなリンク機構を検討しましたが、機構が複雑になるとどうしても大きくなってしまいます。結局、シンプルな構造に落ち着きました。思いついたけれど今回不採用になったしくみは、いつか役に立つでしょう。

パン・チルトさせるとギリギリです。
設計では、キャノピーとカメラのクリアランスは最小2mmです。
イメージ 1

イメージ 3

イメージ 4

イメージ 5

イメージ 6

イメージ 7

イメージ 8


しかし、バッテリーマウントとの位置関係で、この位置だとバッテリーの出し入れに邪魔になります。
そこで、簡単にカメラマウントを着脱できるようにしました。

パン・チルトと着脱の様子です。

動画ではレンズカバーが付いているので、レンズ上端とキャノピーのクリアランスが小さくなっています。

ようやくここまで出来ました。
しかし大問題が・・・。
キャノピーが綺麗じゃないです(ToT)
面が粗いのは、キャノピーの内側。とっても磨きにくい。
型の表面が粗いんでしょう。

必死に磨くか、いっそのこと自作するか思案中。
まだ先は長いです・・・。

ハンディターミナル

SVAJ用ハンディターミナルができました。
SVAJは便利ですが、設定変更にはパソコンが必要でした。
飛行場で調整できない(パソコンを持って行けばできるけど・・・)し、家で設定する時にも、いちいちパソコンとつなぐのはやっぱり面倒。

シリアルでコマンドを送るだけなので、液晶表示があってボタンが数個、UART通信ができるセットトップボックスがあれば使えます。ユニバーサル基板で作ろうかとも思いましたが、ちょっと配線が多い(といってもたいしたこと無いけど)のでこれも面倒です。既製品のプログラムを書き換えようと思い、適当なものを探しましたが、なかなかありません。あってもちょっと高い。

もうちょっと探したら、ありました(^^)
基板だけですが、その分安いです。部品はDIPサイズのマイコンやリード部品と一般的で、お気楽に組み立てられます。実際、このために新たに購入したのは、基板とLCDだけでした。その他の部品は、そこらに転がっているものですべて揃いました。
専用設計にすれば、あと少し部品を減らせるし、基板も小さくなるでしょうが、だいぶ手間が増えます。

で、さくっと完成。
イメージ 1


作り方

LCD
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01675/
なるべくコンパクトにしたかったので、今回はこのLCDを使いました。

基板購入先
http://www.wsnak.com/kit/117/index.htm
メール便で送ってくれるので安上がりです。LCD固定用のスペーサとネジも同時に購入しましたが、ちょっと背が高くなるので今回は使いませんでした。
その他の部品は、回路図や説明を読んで適当に調達してください。入手困難な部品は無いでしょう。
回路図はココに載せると問題があるかもしれないので、リンク先からダウンロードしてください。
電源をSVAJのコネクタから供給するようにしたので、基板上の電源関係の部品はほとんど不要です。
LCDのバックライトもいらないので、その関係部品も不要。

不要部品
CN1,C1,C2,C3,D3,U2,X1,JP1,R8

変更部品
C4:100μF16V 電解コンデンサ → 1μF16V 積層セラミックコンデンサ

実はこの基板にはバグがあります。LCD用コネクタの電源が逆になっています。おかげでLCDが表示されなくて悩みました。パターンカットとジャンパー線で修正します。
イメージ 2

イメージ 3

実装するとこうなります。
右上の電源関係の部品はほとんどありません。C4はSVAJでも使っているチップコンデンサをつけました。高さを低くしたかったので、PIC16F648Aはソケットなしで、LCDのコネクタも背の低いものにしました。左右のスペーサは高さ6mmです。この高さで、LCD基板とCN3がギリギリになりました。16F648Aにソケットを使い、マイコン単体でプログラムを書き込めば、CN2は不要になりますね。
LCD固定用の穴は、φ4で空いています。M4のビスだとちょっとゴツイので、M3のビスが使えるようにスペーサを作って入れました(写真には写っていません)。
イメージ 4

イメージ 5

裏面です。
中央に、パターンカットとジャンパー線が見えます。CN3の左にあるのは、LCDのコントラスト調整用の
半固定抵抗です。表面につけるスペースが無かったので、裏面に面実装品をつけました。
残念な事にカバーの接着部が汚くなってしまいました。
イメージ 6

最初はLCDにカバーをつけるつもりは無かったんですが、表示部と基板をつなぐ部分が断線しそうなので、
カバーをつけました。
イメージ 7

SVAJと接続するコネクタです。ピンが細くてすぐ曲がってしまうので、ケースを作りました。
イメージ 8

SVAJとの接続。ふつーにSVAJと繋ぐだけです。SVAJとハンディターミナルで、信号の並び順が違うので注意。
専用設計じゃないので仕方ないですね。
イメージ 9

接続と切断
SVAJと受信機とハンディターミナル(と必要によってサーボ)を接続して、受信機の電源を入れる。
SVAJを設定する。
設定が終わったら、電源を切ってから、SVAJとハンディターミナルを切り離す。

設定のしかた
イメージ 10

ボタンの説明
Command Select:コマンドを選ぶ。
-1/+1:設定値を-1または+1する。
-10/+10:設定値を-10または+10する。
ボタンは、押しつづけるとリピート入力となる。

画面と操作
Command:現在のコマンドが表示される。
Value/Message:現在の設定値、またはエラーなどのメッセージが表示される。
Operation:現在のコマンドで可能な操作が表示される。
(-/+):-1,+1,-10,+10のボタンで、設定値を増減できる。
( + ):TxCenter や Save などが該当し、+1ボタンを押すとコマンドが実行される。
この時、+1ボタンはリピート入力しない。
Save attention:いずれかの設定値が変更されると"<!>"が表示され、その変更が保存されていないことを示す。
Saveコマンドを実行すると消える。

各コマンドの内容は、SVAJのコマンド一覧を参照してください。
http://blogs.yahoo.co.jp/kom_rc/31863350.html

注意!
SVAJとハンディターミナルは、5V電源にのみ対応しています。6Vでは破損の恐れがあります。
PICkit2をCN2に接続してプログラムを書き込むときは、LCDをはずさなければなりません。
J1をショートし、R8とLCDコネクタの15,16を実装するとLCDのバックライトを点灯させる事が出来ます。しかし、C4が1μFでは不足で、動作が不安定になる可能性があります。かと言ってC4の容量を増やすとPICkit2でCN2から書き込めなくなります。
どうしてもバックライトを点灯させたい時は、LCD基板のピン1と2に10μF程度のコンデンサを入れます。
そうすると、書き込み時にはどうせLCDをはずすので、影響がありません。
または、C4を10μF程度にするとともに、マイコンにソケットを使い、マイコン単体で書き込むようにします。

ハンディターミナルのファームウェアのダウンロードはこちら。
(ダウンロードしたファイルの最後に「.txt」がついていたら、それを削除してください。)

First release 2010/05/09 v1.0
HDTM_v10.hex



これでやっとSVAJが実用レベルになりました。
使ってみるとメッチャ便利(^^)/


部品一覧(参考)です。







D1,D2:1S1588(の代替品として1N4148)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/

SW1〜SW6:タクトスイッチ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03647/
たぶんコレで使えると思いますが、手元にあったものを使ったので確認していません。

VR1:10kΩ半固定抵抗
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01625/
私はコレ↑を使いましたが、取り付けに工夫が必要です。
これら↓
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02470/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03277/
のタイプは普通に取り付けるとLCD基板が上に来るので調整できません。
裏面につけることは出来ますが、出っ張ります。
脚を曲げて、側面から調整できるように取り付ければ使えるかもしれません。
横型は秋月では扱っていないようです。
横型の他回転タイプの足を曲げて、寝かせて取り付ければ使えそうです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00975/
または、LCD基板の1,2,3番端子に無理やり取り付ける手もあります。そのときは、半固定抵抗の中間端子をLCDの3番端子につなぐことに注意。

LCDと基板をつなぐコネクタは、背の低いタイプを使いました。
たぶんコレ↓。(覚えてないです・・・)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-02900/
(普通の長さのものをカットしても良いです。)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-03138/
LCD取り付けのスペーサは6mmにしました。
但し、ICソケットは使えないし、半固定抵抗も横型は入りません。トランジスタの取り付けも注意が必要です。

普通の高さのコネクタを使うと、基板と一緒に買えるスペーサでちょうど良い高さになります。ICソケットも使えます。横型の半固定抵抗もつかえます。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00167/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-03138/

CN2、CN3はお好みで。

質問受付中。

SVAJ Ver1.1 の並列接続

2つ以上の SVAJ Ver1.1 を1つのチャンネルに接続して使うと、問題が起こる場合があります。
エルロンやフラップ、または CHCM の受信側に使う場合などが該当します。
動く時もありますが、PICの特性のばらつきによって、サーボが動かないことが考えられます。

カメラのパンサーボなどにストレッチャとして単独で使用している場合にはほとんど起こりません。
また、E-SKY受信機でも起こりません。

フタバ R146iP 受信機では起こる可能性があります。
この受信機は、各チャンネルの出力に、保護のため(と、コンデンサとあわせてノイズ除去のため?)
に470Ωの抵抗が直列に入っています。
この抵抗と、複数のPICの内部プルアップ抵抗が組み合わさる事によって、信号の電圧が規定のレベルから
外れてしまうことで起こりえます。
プルアップ抵抗とは、入力端子がオープンの時、不安定な信号がPICにダメージを与えないように、
入力をHに固定するための内蔵抵抗のことです。
受信機内部の470Ωを0Ωにしてしまうとこの問題は起こらなくなりますが、さすがにそれは気が引けます。

そこで、PIC内部のプルアップ抵抗の 有効/無効 を切り替えるコマンドを追加しました。

ファームウェアのダウンロードはこちら
(ダウンロードしたファイルの最後に「.txt」がついていたら、それを削除してください。)

New release 2010/03/30 Ver1.2
SVAJ_v12.hex

変更履歴
・PUコマンド追加。

(今回のバージョンからファイル名に _UART をつけるのをやめました)

§追加コマンド
--表記--
(param):省略可能パラメータ
[+/-]:+または-を指定
n:数値。10進数3桁以内で指定。
A〜B:設定値の範囲

PU([+/-]n)
PullUp:0〜1 マイコン内蔵プルアップ抵抗の 有効/無効 を切り替える。
0でプルアップ無効、1でプルアップ有効。

§設定例
送信 → 受信

PU → 1
PU-1 → 0
現在のプルアップを確認。有効だった。
プルアップ -1。その結果、プルアップ無効になった。


1つのチャンネルに、SVAJ No.1 と SVAJ No.2 をつなぐ時は、どちらかをプルアップ有効、他方をプルアップ無効にするのが、最も適正範囲に近い電圧レベルになります。
No.3、No4・・・をつなぐ場合は、以後すべてプルアップ無効にします。

しかし受信機によっては、すべてプルアップ無効か、プルアップ有効が2個の方が安定する事もあります。


プルアップの設定は暫定措置で、本来なら受信機の出力にバッファを入れるべきですが、それだとハードウェアの追加が必要になります。

SVAJ を1つのチャンネルに複数接続する時は、充分動作テストをした上でお使いください。

もうひとつ注意点があります。SVAJ は、受信機につながなくても、単体で(例えば)PICkit2に接続して電源を供給する事で設定できます。このときプルアップが無効だと、入力レベルが不安定になってPICにダメージを与える場合があります。
SVAJ単体で設定する時は、受信機につなぐコネクタ(CN1)の両端(信号線とGND)をショートして
入力レベルを確定してください。間違っても真ん中の線(+5V)とGNDをショートさせないように。
受信機と接続し、受信機から電源供給して設定する時は、従来の手順と変わりません。

CHCM基板+部品

CHCMの組み立て方

基板は穴あけしてありません。
CN1とCN2はφ0.9、CN3と貫通ビアはφ0.6くらいであけます。
0.5mm厚の基板なので、多少斜めになってもほとんどズレません。
ドリルを持っていない人は、言ってくれれば穴をあけて送ります。
ただし、穴位置が多少ズレてても笑って許せる人に限ります(^^;

CN1とCN2のコネクタは、部品セットに含まれません。
ピンヘッダくらい手元にあるでしょうし、電線を直結したい人はそのままつけてください。
CN3用コネクタ(丸ピンソケット)と、そこに刺さるピンはセットに入れておきます。
ピンはそのままではPICkit2と接続できません。ピンヘッダなど適当な太さのものをつないでください。

部品配置
図のとおりに取り付けてください。
貫通ビアは、銅線等で両面をつないでください。
CN1、CN2、CN3は、両面からハンダ付けしてください。
取り付け順は、以下の順がやりやすいでしょう。
PIC、抵抗、LED、レギュレータ、レギュレータに近い順にコンデンサ、貫通ビア、スイッチ、CN3。
CN3は両面からハンダ付けする事を忘れないように。
イメージ 1

イメージ 2

0.65mmピッチのハンダ付けはコツがあります。
まずPICを正確に位置決めしてテープで留める。
パターンとピンにフラックスを塗る。
隅のピンを軽くハンダ付けして位置を固定。
もう一度フラックスを塗る。←重要。
ブリッジは気にしないで、全部のピンを一気にハンダ付け。
この時、ピンの裏側までハンダがまわるように、ちょっと多めにハンダをつける。
またフラックスを塗る。←これも重要。
吸い取り線で余分なハンダを吸い取る。
ピン・パターンともにハンダブリッジがないかルーペで確認。
吸い取り線でハンダを除くと、残りのハンダが少なすぎる気がしますが、まあ、しょうがないでしょう。
このままでも良いと思いますが、最後に1ピンずつパターンに軽くコテをあてると、ハンダに艶が出るとともに、
僅かですがフィレットができて具合が良いです。
残ったヤニは、パーツクリーナを綿棒につけてこすると除去できます。

セットされた部品を全部取り付けるとこうなります。
写真では、J1をすでにショートしてあります。
イメージ 3

イメージ 4


プログラム書き込み
J1がオープンの状態で書き込みます。←重要。
CN1とCN2を取り付けなくても書き込み出来ます。
書き込みができたら、J1をハンダでブリッジさせます。
CN1とCN2にコネクタや電線を取り付けたら完成です。
CN1とCN2に電線をつけるときも、両面をつなぐこと。


で、「基板+部品一式」の値段です。

秋月とマルツで部品単価を計算したら、400円弱でした。
でも、単品では購入できないものが多いので、販売単位で買うと2200円くらい。
2店からの送料を足すと、3500円くらいになりました。
これじゃあ高いですね。

送料込み 1500円じゃちょっと高いかな。
じゃ送料込み 1000円で。
貫通ビア用銅線と、φ0.3のハンダ適量をおまけでつけます。

他の部品を注文するついでなら送料はかからないと言えるし、余った部品を他に使うならお店から買ったほうが安いとも言えます。

どーですか?>あんきもさん、hideさん

もしこれで良ければ、内緒のコメントで送り先とメールアドレスを書いてください。
内緒のコメントはログインしないと見られないので、普通のコメントにも「書いたよ〜」ってコメントしてください。
(普段はあんまりYahooにログインしないので)
お金は、部品がそちらに届いてからで良いです。



ちなみに、ちょっと前にφ0.3のハンダを買いました。
もっと前から欲しかったんだけど、φ0.6のハンダでも何とかなるんで、チップ部品のハンダ付けも0.6でやってました。でもすぐにハンダがつきすぎて、吸い取り線で取り除いたりして面倒でした。
で、φ0.3を使ってみると、めっちゃ楽です!!
チップ部品も適量のハンダでスッとつけられます。
0.65mmピッチですら、1ピンずつハンダ付けできます!
もっと早く買えばよかった。

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