ラジコンヘリの有線化

質問

ラジコンヘリの電源を有線化しようと考えています。（操縦は無線）

・電圧は12Vで、離陸前は0.3A、浮遊中で負荷が高い場合は約10Aの電流が流れる。
・電源コードは5m,2sq
・家庭用電源交流100Vを、12V10A規格のAC/DCコンバータで変換して送電

以上の条件で繋いでみたところ動作が不安定で、ある程度飛んだところでバッテリー低下のエラーが出て落下してしまいます。

電源を有線にせずヘリ搭載のバッテリで飛ばしたところ、普通に操作可能です。
交流から直流に変換する際に電圧が不安定になったのか、もしくはAC/DCコンバータの規格を越える10A以上の電流が流れたのかと思い、所有している車（2代目プリウス）のバッテリーに繋いだところ、これも先程の失敗時と同様の結果となりました。

おそらく電圧の不安定さが原因ではないかと思うのですが、対策が思いつきません。無負荷の場合は12V出ています。モータ動作時に電圧が低下しそれがエラーメッセージにつながったと推測するのですが・・・

どなたか対策を教えて頂けないでしょうか。お願いします。

回答No.3

funflier · ベストアンサー

No.２です。当初「ラジコンヘリ」とあったので、３セルで450クラス程度なら
10Ａで済む筈はないとも思ってましたが、マルチ（クワッド）コプターですか。
もしかすると解決に向かっているかもしれませんが、想定と違うのでいくつか追記
します。ここから概要を知りましたが、
http://ardrone.parrot.com/parrot-ar-drone/jp
http://kyoshoshop-online.com/kyosho/goods/list.html?cid=ardrone
・この機体は３軸制御をモーター推力の差、トルクの差で行うのでサーボ
　は全くついていないと思います。
・ＢＥＣ電源というより、一度元電源を全て５Ｖ変換し、基盤・モーターに
　供給しているのではないかと思います。
・カット電圧と言いますかバッテリー残量判定の変更は見る限り出来ない様です。
　この場合想像では１セル3.3～3.2Ｖ（モーター稼働中）で残量0％と判定して
　いるのではないかと思います。

稼動最低電圧以上に常時保たないと飛行出来ないので、現在の方法で電圧が
足りないとするならば；
・コードの抵抗が大きいのであれば、もともと有線で拘束された飛行なので、
　たとえば2ｍ程度しか上げないなら半分の2.5ｍまでのコードを太くし、
　残り半分の飛行で引っ張る部分だけは細いコードにする。
・10Ａ必要に10Ａ定格の安定化電源では不足なのでもっと高容量にする。
・12Ｖ鉛バッテリーで大容量のものを使う。
というような解決があるかと思います。

ここで落とし穴的なことがあるので注意して頂きたいのですが、
・連続して飛行させたいという意図で有線化なのでしょうが、もともとが搭載
　バッテリー駆動前提のため、あまり長い連続運転はモーターや回路加熱の
　可能性があります。実際ヒロボーの室内ヘリＸＲＢ有線型はＡＣ電源なので
　時間無制限に飛びます。かといって数十分～1時間も連続飛行を繰り返すと
　モーターが加熱して駄目になります。これでモーター交換に至った例も数件
　見てます。触って熱いくらいになると磁力も失います。有線駆動ではこの点
　冷却時間を考慮しないとならないと思います。「ある程度飛んだところ」の
　時間はバッテリー駆動よりどうなのか解りませんが、このモーターや回路加熱で
　負荷電流が増えたのかもしれません。
・鉛バッテリーを使う場合、容量は普通５時間率表示なので、10Ａがこれより多い
　負荷である50Ａh以下のものは、計算より短い時間しか持たないと考える必要があり
　ます。　また、鉛バッテリーは容量半分以下にしない方が良いので、たとえ飛行
　可能でも無負荷で12Ｖを切るまで使わないことです。

お礼

コードを一回り太いものにした結果、電圧不足はなくなりました。
ただ、今度はバッテリーが無くなった分、機体のバランスが悪くなったので調整が必要になりました。まあ、それは別の話で・・・

・安定化電源の高容量化についてですが、車のバッテリーを使用をする形で考えております。
・太いコードと細いコードを使い分けることは思いつきませんでした。是非参考にします。

［有線化の意図］
橋梁の上から操作して橋裏の様子を確認する用途で使用可能かどうかを検討した結果、
(1)内臓バッテリーを取り除くことにより、ヘリに撮影用カメラを装着するだけのペイロードを稼ぐ
(2)落下防止の為
以上の2点から無線より有線でヘリを動かしたいと考えました。
・連続稼動ではなく、通常バッテリー使用時の平均稼働時間である10～15分程度で一度休止する使い方を想定しております。
・鉛バッテリー使用時の注意点について、了解しました。

大変丁寧に回答して頂き、勉強になりました。
ありがとうございます。

回答No.2

funflier

いくつか解らないことがあります。
・１２Ｖで、ということは元は３セルリポですか？　機種はなんですか？
・ホバリングで高いと10Ａというのはどうやって知った数値ですか？
　それはリポを使って同様ホバリングし、消費電流から計算しても一致
　する数値なのですか？　例えば2000ｍＡを6分で消費するなら電流値は
　平均20Ａです。
・「＞ある程度飛んだところでバッテリー低下のエラーが出て落下」とのことです
　が、アンプ／ＥＳＣによるカットという意味ですか？　アンプ設定でカット電圧
　を下げるか無効にしても解決しませんか？　
　（リポ使用時では決してお勧めできませんが）
・先のご回答の様にコードが太さの割りに長すぎかもしれません。ヘリを固定して
　安全を確保した方法で短いコードでテスト出来ませんか？
・１２Ｖ電圧測定が可能なら、ホバリング中の電圧も監視出来ませんか？
・リポ搭載時にはＢＥＣ電源で、１２Ｖ有線時もそうなのですね？　先の「10Ａ」
　にはサーボ消費分も入っていますか？　４つ同時作動では1Ａ以上食います。

以上、考えて見ましたが該当するところはありますでしょうか。

補足

・機種はParrot社のAR.droneで、バッテリーは10C、3セル、11.1V-1000mAh リチウムポリマーを使用しています。
http://ardrone.parrot.com/parrot-ar-drone/jp
・1000mAhを10分弱で使い切るので、使用電流は平均6A程度です。
・また、高負荷時の10Aという値は、車のバッテリーとヘリの配線の間にテスター（電流計機能付）を直列に繋いで測定しました。
・バッテリー低下のエラーについて、AR.droneはipodtouchのアプリで操縦するのですが、そこに「バッテリー0%で飛行不可」とのメッセージがでます。ただ、AR.drone本体のLEDは点灯したままなので、断線ではなく使用範囲外まで電圧が低下したためのエラーと判断しました。
・AR.droneは4ロータでそれぞれのモータが5V駆動なので、バッテリー時も有線時もBEC電源ではないかと思います。サーボ消費分が入っているかは分かりません。申し訳ありません。

ヘリ固定でのテスト、ホバリング中の電圧測定、コードの太さ長さの再検討については是非試してみます。丁寧な回答ありがとうございます。

回答No.1

aokii

電源コードが細くて電流が流れにくいからでは？

お礼

試した結果、コードの太さが主な原因だと判明しました。
ありがとうございました。

補足

回答ありがとうございます。早速試してみます。