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GPS/コンパスモジュールへの影響

NAZAアシスタントソフトウェアの「Tools」メニューで監視しながら、いろいろなRC部品のコンパスへの影響を調べてみました。

GPS/コンパスモジュールの近くに置くといけないもの
基本的には、磁石は厳禁です。 次に、磁化率の大きいもの(鉄など)です。

機体発見ブザー類 や ブザー付電圧低下警告アラーム類
ブザーには、圧電ブザーと磁気ブザーがあります。 圧電ブザーはOKですが、磁気ブザーはNGです。
機体発見ブザーの多くは、磁気ブザーを使っています。
次の写真の中の3つ全て磁気ブザーが使われています。

magnetic_material_01.jpg

左から、影響の弱い順に並べてみました。
私は一番左を使っています。
ロビンで販売されているもので、影響(磁気)が弱く、小型軽量で音量も大きいですが、指向性が強すぎるのと価格が高いのが欠点です。


次に、鉄材です。
次の写真はスイッチングBECです。薄い鉄板でシールドされています。
購入直後は、コンパスに近づけても影響しませんでしたが、使用しているうちに磁化されました。

magnetic_material_02.jpg

私は、これをカメラとWi-FiのAPの電源に使用しています。
シールド板を銅板で作り直そうと思っています。 まぁ、シールド無でもOKですけどね。


配線
GPS/コンパスモジュールからのリード線は長く、どこかでたくるようになると思います。
余分な線を切り、短くするのが理想です。

この線は(電源+、信号線Tx、信号線Rx、共通線-)で、GPS/コンパスモジュールとMC間で双方向通信をしています。
(補足)USBでは、信号線はD+、D-で、差動で伝送をしていますが、ここでの、やりとり方式は知りません。

GPS/コンパスモジュールからのリード線に、意図的に、電磁ノイズを入れてみました。
すると、めちゃめちゃ誤動作しました。 エラーチェックが甘いのか??

ESCなどから発生する電磁ノイズの影響を少なくするには、
・前述した、余分な線を切り、短くする。
・シールドは、場合によりアンテナと化するので、お勧めしません。
・余ったリード線は、ループ径(面積)を小さくするように、ペシャンコにします。
cable_01.png


コメント (13)

みゅー:

いつも素晴らしい内容の解説、勉強になります。
ケーブルの取り回しなど盲点でした。

コンパスエラーと思われるフライアウェイはNAZAのコンパス自動補正ができるようになったFirmwareから出始めたような気がします。
直前にコンパスキャリブレーションしても暴走したので、最近はマニュアルモードで回避できそうな低空しか飛ばしていません。

全く関係ないかもしれませんが、機体の中央にGPSアンテナ(コンパス)を設置した時にフライアウェイが発生してます。
ESCやケーブルが対象配置になっているのでその影響とか・・・最近はオフセットして設置しています。関係ないかな?
暴走すると笑えないので自分でも検証してみます。
またためになる記事を期待しています。

まーぴー:

みゅーさん、こんばんは
以前、オシロスコープのプローブにコイルを使って、電磁波を調べてみました。
GPS/コンパスモジュールの下側から出ています。
MC本体の上側から出ています。
MC本体とGPS/コンパスモジュールとは、5cm以上離せば問題ないと思います。
以前の電源ユニット(UV)では、LEDの面から電磁波が出ています。
新型では、筐体がアルミでシールドされているので、全方向に問題ないと思います。
ケーブルの取り回しには配慮する必要があると思います。
恰好だけにとらわれて、むやみに束ねない方がよいと思います。
反面、電源の(+)と(-)線は沿わせた方がよいと思います。
ESCとモーター間の3本線も沿わせたほうがよいと思います。

名無しさん:

こんばんわ。とても参考なります。
うちは気休めでGPSのケーブルにフェライトコア付けてます。
新UVを開けたことがありますが、内側も塗装(アルマイト?)されてる感じで
ケース(のフタ)がGNDに落ちてるか少し不安でした。

まーぴー:

名無しさん、こんばんは
フェライトコアを付けることにより、ノーマルモードノイズ(1本線)およびコモンモードノイズ(2本以上)を除去(削減)できます。
コモンモードノイズ除去にはフェライトコアの装着が簡単かつ有効だと思います。
決して、気休めではないと思います。
コンデンサを用いる場合、安定したGNDが必要になりますが、フェライトコアの場合は、GNDが不要です。
GND線を引き廻すと、逆に電磁ノイズを拾いやすくなります。

たとえば、装置Aと装置Bとを配線する際、GND(共通線)が複数本(2本以上)接続されたとしましょう。
そして、その2本が離れていた場合、2本のGND線が装置Aと装置Bの回路基板上でつながって、
ループができてしまいます。そうすると、電磁ノイズを拾いやすくなります。
ケース(筐体)のアースと、回路アースとは、分けた方が良い場合もあります。

敏ボー:

こんばんは。
いつも、アドバイスを頂き有難う御座います。

最近気になったのですが・・・

NAZA-MCに通電すると、ピッ・ピピピピッ と認識音が鳴り訳ですが
認識音が鳴りだして、約0.5秒ほど遅れて追っかけて認識音が鳴ります。
これは、どれかのモーターかアンプが弱ってきたと考えるべきですかね?

このモーターじゃないかなと思ったモーターを手で回すと、
ブラシレスモーター特有の、カクッ・カクッとなるのも弱い感じがします。

1個づつ、モーターのコネクターを外して通電して
どれが遅れて認識音が鳴るのか調査してみます。

まーぴー:

敏ボーさん、こんばんは
モーターのビープ音ですね。
コーラスで言うところの「輪唱」でしょうか。
おそらく、ESC(アンプ)の個体差ではないでしょうか。
私もなります。あまり気にしていません。

しかし、敏ボーさんの動画を拝見したところ、モーター音が異常ですね。しゃくっていますね。

気になるようでしたら、次のことを試してみてください。 

1.ESC全てをMCから切り離し、サーボテスターか受信機の1chに分岐ハーネスを使って、複数のESCに同一信号を入れてみてください。

2.ESCのキャリブレーションはOKでしょうか?
 これも(1)と同様に配線し、複数のモーターの回り始める位置と最高回転数に達する位置を確認します。
キャリブレーションの方法は、ESCの取扱説明書に記載されています。
大半のESC場合、スロットルを最上にし、ESCに通電し、ビープ音を確認後、スロットルを最下にして、ビープ音を確認して終了となります。

3.ビープ音の音量は、モーターのローター位置により、大きく異なります。正常です。

4.モーターを手で回した時のカクカク感ですが、これも個体差があります。しかし、実用上問題なかったのが私の経験です。

(モーターについて)
構造上、モーターの電磁極数とマグネット数とは異なっています。
製造工程で、マグネットの取付位置のわずかなズレや、電磁極とマグネットとのわずかなクリアランスの差により、カクカク感は異なります。
しかし、モーターのマグネットが剥離した事故も多く見ていますので、念入りにチェックされた方が良いと思います。
私の場合、安価なモーターを使っていますので、必要数の1.5倍~2倍購入し、カクカク感、モーターの始動時の超スローでの回り方、高回転時の音などをチェックして、できるだけ良好なものを選定して使っています。
また、多くのモーターでは、コイルに細い線を複数束ねて巻いています。1本の線が断線しても、モーターは回りますが、本来の力は出なくなります。

(ESCについて)
通常、タイミング(進角)はオートを選択します。カー用では、過敏なスロットルワークに追従するようにセンサー付モーターが多く使われますが、空用では、特別にセンサーは使われず、モーターが発生する逆起電圧を調べて、タイミングを測っています。

以上、いろいろ述べましたが、
クワッドの場合、1系統がダメになると墜落します。そのリスクを考えると、全て新品にしてみてはいかがでしょう。

敏ボー:

アドバイス、有難う御座います。

確か・・・
前にも、ESCキャリブレーション の事をアドバイスを頂いて
エアーステージに問い合わせした所・・・

「このESCは、NAZAマルチ専用に作ってあるのでキャリブレーションの必要は有りません!」とメールが返って来ました。

時間を見て、アドバイスをやって見るか・・・
1年も使ってますので、新品の部品を調達する事を考えてみます。

敏ボー:

前回のコメントで、
>モーター音が異常ですね。しゃくっていますね。

と、有りましたが・・・

モーターの回転音で
「ワァWWWWWW~」と一定して回る音で無く
「ワン・ワン・ワン・・・」
と、変則的な音で回ってると言う事なんでしょうか?

あれから、色々と他の方の音とかを聞きましたが
犬の鳴くような、ワン・ワン・・・
なんてのは、無かったですね。


まーぴー:

敏ボーさん、こんばんは
そうです。ワンワンワンという音です。
ピッチとロールのゲインが高すぎると、ワンワンワンといって、機体が揺れますが、
機体が揺れている様子がないので、原因が何かな~~と思っていました。

敏ボー:

ブロ友の、空撮プロからも
モーター音を指摘されました。
ゲイン調整も指摘されました。

カメラの、録音でなるとは考えられないかな・・・?
キーレスカメラも持ってますので、
載せ換えて撮って見ます。

まーぴー:

そうですね、順番に過去に戻して原因を追究するのも良いかもしれません。

boat-dam:

空撮目的で購入したクワッドヘリでしたが、海外からの輸入の為、取説は無いし、あっても英語と中国語。
全くの初心者には敷居が高かったのですが、ここのサイトを参考にして解決する事が出来ました。

ありがとうございました。

まーぴー:

boat-damさん、こんばんは
管理者の「まーぴー」と申します。
お役にたてて光栄です。
私は、飛行機から入門し、ヘリなども飛ばしていましたが、
最近はマルチコプターによる空撮にはまっています。
これからも、マルチコプターの話題を中心に記事を書いていきますので、
時々、お立ち寄りください。
コメントありがとうございました。

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2014年02月24日 11:09に投稿されたエントリーのページです。

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