アンテナ・トラッカー
アンテナ・トラッカーの自作を試みています。
現在、試作段階です。
自作アンテナ・トラッカーは Aruduino pro mini に ArduTracker 互換動作をするスケッチを書き込み、MissionPlannerからコントロール出来るようにする事を目標としています。
目次 |
着想と構想
アンテナ・トラッカーを作り始めた理由は、
- テレメトリーに XBee Wi-Fi を使用しているため、無線LANの通信可能距離の延長が必要
- XBee(非Wi-Fi)ではアンテナ交換が可能なAPを用意できないことから、無線LANを選択しています。しかし、プロポとの干渉が危惧されます。
- FPV受信を安定させたい
- なんとなくあった方が地上局として面白い
からです。
通信実験ではプロポの2.4GHzと無線LANの2.4GHzは干渉しませんでした。 しかし、どちらかの限界距離の閾値付近では不具合が出るかもしれません。 →要実験です
電子レンジのノイズ実験では、無線LANはリンクが切れますが、プロポ→受信機は大丈夫でした。
電波干渉に関しては無線関連で調べたことを少々書いています。
初期方向や位置
ミッション・プランナーからコントロールでき、GPSもコンパスも搭載していないアンテナ・トラッカーを設置する場合、方角と仰角の初期位置は下記の通りです。
- 方角: 真北
- 仰角: 45度
アンテナ・トラッカーの設置場所は、ミッション・プランナーのフライトプラン画面で、地図を右クリックし
Tracker Home →Set Here
で設定します。
アンテナ・トラッカー 試作３
前回のアンテナ・トラッカー試作２にPAN動作を追加しました。 ひとまず、パーツリストをあげておきます。
- タミヤ模型 6速ギアボックス 単価 1200円 x 2 = 2400円
- SG90 Servo 約300円 x 2 = 600円
- Arduino pro mini 約1200円
- Bluetooth モジュール 約3000円
- ユニバーサル基板 60円
- タミヤ模型 楽しい工作シリーズ No.157 ユニバーサルプレート 2枚セット 600円 x 2 = 1200円
- タミヤ模型 楽しい工作シリーズ No.172 ユニバーサルプレートL 600円
- TV回転台 約1000円
- アクリル板
- 3脚 HAKUBA W312 918円(現在、値上がりしているようです)
- 0.1uF セラミック・コンデンサ x 6
- 配線ケーブル
- ねじ・足類
現在 合計 約11,000円
手持ちの部材も流用している為、正確な金額を出すのが不可能な為、大雑把な金額でまとめました。
結構、高くついています。これなら市販品を買った方が良い場合もあると思います。
(ちょっと話が脱線しますが、市販品でFPVの音声にGPS情報を重畳するシステムも有るようです。そのFPV送信にアマチュア無線を利用する場合、TSSへ保証願いを出す際にマイク以外の付加装置(GPS情報などを音声に重畳する装置)も含めて保証を受ける必要があると考えます。管轄の総合通信局やTSSに確認を取ってはいないのですが、通常の技適有アマチュア無線機に付加装置(TNC、PCモデムなども含)を取り付ける場合、符号化形式などを明確にして、TSSの保証を受ける必要があります。)
ざっと、市販品を調べてみましたが、3〜8万円しています。精度や動作範囲は市販品の方が上でしょうが、まだ戦える範囲じゃないかと思います。。。使えればですが…
当初、FPV地上局アンテナ、テレメトリー地上局アンテナ(無線LAN)、地上カメラの3台作成する予定でしたが、タミヤギアボックスが意外とパワーがあるので、一台で事足りるかもしれません。パワー不足に陥ったら、PAN・TILT機構部分のみを増設する予定です。
動画
今回のテストでは、ミッション・プランナーではなく、プロポ＆受信機で操作しています。
試作３のキモ
PAN軸にサーボを直結するとぐらつきが気になりました。360度サーボとギアで回転台を作成しようにも、イチからのメカ製作はど素人です。まず、ギアをどこで買えば良いのかすらわかりません。
市販のDIYアンテナ・トラッカーのPAN台、TILT台はそれだけで1万円をオーバーするようなので見送りました。回転用の金具もありましたが、金具+何らかの板が必要になります。
となると、安くて安定して回転するのはTV回転台かなと思い、使ってみました。
TV回転台が軽く回るのは外周側を力点とした"てこ"の利用なので、タミヤギアボックスで回るか心配でしたが、現状では余裕でした。一応、ボールベアリングの様なものは入ってますしね。何より左右のぐらつきが皆無で良い具合です。
流用可能な回転台は、
- 分解できる事
- 中心に穴あけ可能なこと
- 内部にねじ止めした際にベアリングとねじが干渉しない事
です。
2つのタミヤギアボックスを使用しましたが、普通にサーボ買った方が安いかもしれません…。ちょっと早まったかなと思います。TV回転台で、PANにサーボを利用する場合、サーボホーンを取り付ける軸を延長しなければならず、パッと必要な部品が頭に浮かびません…。ギア駆動にするにしても、JRやFUTABAの軸にギアを取り付けるとなると、お手上げです。。。
メカ系、ロボットなどの作成知識が必要になってくるので、パーツを購入するより、書籍が必要だなと思う次第です。
ギア(歯車)販売店
ちょっと気になったので調べてみました。
http://www.originalmind.co.jp/goods/02966
http://eleshop.jp/shop/r/r4450/
多数のギアが販売されていますが、ギアの噛み合わせに関しては無知です。電動ハンドドリルは持ってても、卓上ボール盤なんて持ってませんから、ギアボックスの自作など無理なのでは？と思っているのですが、いつかチャレンジしてみたいものです。
アンテナ・トラッカー試作2 (SG90+タミヤ ギアボックス)
完成するか謎なので大きな投資はしたくない、でもパワーのあるサーボで試したいと思った時に、SG90のモーター&ギアを交換すれば良いのではないか？と思い、まずSG90改造を作り始め、うまくいったので、チルト動作を行う機構を組み立ててみました。
パン動作はまだできませんが、自動追尾撮影装置(試作)では持ち上がらなかった、無線LAN平面アンテナが軽々上がります。
タミヤの公称トルクは一段ギアを落としても変わらないので、スピードが必要な場合はギア比を組み替えると良いと考えます。
動画
自動追尾撮影装置 (アンテナ・トラッカー) 試作1
アンテナ・トラッカーを用いて、自動追尾撮影が出来ないか？と思い勢いで作り始めたモノです。
パーツ(予定)は
- 3脚 1000円位
- タミヤの工作キットの穴あき板
- アクリル板
- サーボ MG90S x 2
- →格安サーボSG90の金属ギア版です。これも、格安です。
- PTZ SG90 と Aliexpress で検索すると出てくる、よくわからない2軸サーボ・ジンバル・キット
- →hobbykingで販売している、BOSCAMの2軸ジンバル付カメラのジンバル部分だと思います。300円くらいです。
- 2S LiPoバッテリー
- 5V BEC か 5V降圧電源装置
- Arduino pro mini 5V 16MHz
- SPPをサポートした技適有、XBeeピン配置互換のBluetoothモジュール
- →RN42XVP-I/RM
- XBeeのピッチ&電圧変換基板
- ユニバーサル基板
- ピンヘッダ(サーボ端子用)
- 各種ねじ
です。 一番、高いのはBluetoothモジュールです。電波法が憎い…。
作ってみたら、カメラマウント部分が結構重くなってしまいました。
サーボが耐えられるかどうか怪しくなってきました。
スマホ位乗るだろうという、甘くみていたのが災いしてきているような気がします。
パン・チルト角はGPSなどなどからミッション・プランナーが計算してくれます。
ブレッドボードが見当たらないので、明日(2014年12月12日 (金) 23:42 (JST))以降にユニバーサル基板で作る予定です。
今日は工作で手一杯でした。
動画
アンテナ・トラッカー 試作1
アンテナ・トラッカーを試作してみました。
試作なので、
- リンケージはゼムクリップ
- チルト・サーボはゴムどめ
- 各サーボのクランクはねじ止め無し
- パン・チルト用アクリル板は梱包用透明テープで蝶番代わり
です。
制御コードは Arduino にスケッチを書き、Arduino pro mini でサーボを制御。
アンテナ・トラッカーはミッション・プランナーから制御します。
スケッチも完成ではありませんし、ミッション・プランナーから送られてくるメッセージの仕様も全てを満たしていません。
とりあえず、チルト及びパンはミッション・プランナーから制御できました。
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