UMEHOSHI ITA TOP PAGE    COMPUTER SHIEN LAB

「UMEHOSHI ITA」にESP32-WROOM-32E-N16を、「UMEHOSHI ITA」へ取り付ける例で、 このページの続きの内容です。
ここでは、3.7V定格のコアレスブラシ付きモータを4個使って、マルチコプター型ドローンを検討します。

ESP32 +「UMEHOSHI ITA」で マルチコプター型ドローンを検討

UMEHOSHI ITA基板は、Hブリッジ制御が2つある。 U09とU10、U11とU12はTPC8408(MOSFETシリコンP/NチャネルMOS)です。
これでモータを正・逆転を可能にしているが、次の赤線のパターンカットの改変で、正転だけの4つモータを制御します。

CN6とCN7の�A端子とGNDの間にモータを繋ぎます。
    同様に�@端子とGNDの間にモータを繋ぎます。
上記の紫のJMP4をショートして そのGNDを、 モータのGNDとして繋ぎます。
(これでHブリッジ制御部を改造して正転だけの4つモータ制御に変更したことになります)

利用するモータとプロペラは、『8520 3.7V コアレス ブラシモーター セット 8.5x20 71/65/55mm プロペラ CW CCW ブランド: Yunhgft』 を入手しました。
(ブランド名: Yunhgft,メーカー名: Yunhgft,メーカー型番 :61011766104302958,ASIN: B0DNKH8XLF)
8520の型のモータは、直径が8.5mmでモータの長さ(缶の長さ)が20mmです。
8520の型番だけでは確定しないらしいが、シャフト(軸)の直径は1mmで、モータ電圧:3.7Vを入手しました。
サイズ(プロペラ):約71.5×10mm、65×8.3mm、 55×8mm の3種類が梱包されています。
取り敢えず、約71.5×10mmを使うことにします。
プロペラには、CW (Clockwise / クロックワイズ)とCCW (Counter-Clockwise / カウンタークロックワイズ)が存在する。
CWは上から見て時計回りに回転したときに、下向きに風(推力)を送るようにブレードが傾いています。
CCWは上から見て反時計回りに回転したときに、下向きに風(推力)を送るようにブレードが傾いています。
これは、すべてのプロペラを同じ方向(例えばすべてCW)に回すと、 プロペラの回転による反動(反トルク)で機体自体が反対方向にグルグルと回転してしまい、コントロールできなくなります。

一般的な配置の例(X型機の場合)は次の通り。

前方右:CW(時計回り)
前方左:CCW(反時計回り)
後方右:CCW(反時計回り)
後方左:CW(時計回り)
いずれにせよ「対角のモーター同士が必ず同じ回転方向」になります。
基本的にモーター自体は同じ(1種類)です。「CW専用モーター」「CCW専用モーター」という別々の製品があるわけではありません。
同じモーターを使い、回転方向を反転させてCWとCCWを実現しています。
多くの小型ドローンでは、以下のようにペアで使い分けられています。
赤 と 青 の線:時計回り(CW)用 と、 白 と 黒 の線:反時計回り(CCW)用 です。
小型の高速モーター(コアレスモーター)の中には、モーターの寿命や効率を高めるために、 特定の回転方向(正転・逆転)に合わせて内部のブラシの角度や進角が調整されているものがあります。
そのため、あらかじめ「時計回り用」「反時計回り用」として製造・色分けされています。

バッテリーは、「2つの3.7V 800mAh JSTプラグ式リチウムバッテリー、USB充電器付き、SYMA X56W MJX X400W X300C X800 HS110 HS200 S670 V950HD S1750 V2450 RCドローンスペアに適用」 を入手し、その次の仕様の一つを利用することにしました。 なお、バッテリーに接続するコネクタ「[113904]RCYコネクター リセプタクルハウジング(ピンコンタクト用) 2P SYR-02T」と そのピン「[113902]RCY/SMコネクター ピンコンタクト SYM-001T-P0.6」を別途に購入した。
電池の種類	:リチウムポリマー
電圧:3.7V
容量:800mAh
バッテリ構成:1S
放電速度:25C
製品重量:18g(1枚)
製品サイズ:44X25X8mm/1.73X0.98X0.31in
ブランド	MOONZON
放電コネクタ:JSTプラグ、充電コネクタ:JSTプラグです。
充電器概要:
製品名:3.7V USBスマート充電器
入力パラメータ:DC 5V 1-2A
出力パラメータ:直流3.7V 500mA
プラグ型式:2ピンバランス充電プラグ
適用電池:1S 3.7Vリチウム電池Li-PO/Li-ion
充電LED:
充電ケーブルを電源に接続し、バッテリを接続して充電すると、
赤色の充電LEDが点灯したままになり、満充電の赤信号が消灯します。
なお、リチウムポリマー(LiPo)バッテリーを保管する際は、満充電でも完全に放電した状態でもなく、 「ストレージ電圧(保管用電圧)」と呼ばれる中途半端な状態(1セルあたり約3.80V〜3.85V)にして保管する必要があります。
2〜3ヶ月に一度はバッテリーを取り出して電圧を確認し、電圧が下がりすぎていないか(3.0Vを下回っていないか)チェックして、 3.7Vを下回っている場合はストレージ充電を行います。
満充電(約4.2V)のままで長期保管すると内部劣化が急速に進みます。 また、過放電状態:1セルあたり約3.0V以下で放置すると、内部で化学変化が起き、 安全回路や化学的な復元力が失われ、二度と充電できなくなります。
そして、膨張・ガス発生:内部で不可逆的な化学反応が起き、バッテリーがパンパンに膨らみます。
なお、メモリー効果はありません。

対して、ニッケル水素(NiMH)充電池は、満充電状態、または使い切った状態(どちらでも可)で保管できます。
ただし、長期間使わない場合は自然放電するため、半年に1回程度は継ぎ足し充電をするのが一般的です。
使い切る前に何度も継ぎ足し充電を繰り返すと、容量が減ったような挙動の「メモリー効果」が起きることがあります。
そのため、時々完全に使い切ってから満充電にするリフレッシュを行うと長持ちします。