ドローン自作に必要な物を勢揃え。「nonFPV / FPV 」ドローンパーツ・周辺備品まとめ

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2015年はドローン元年となり、多くのドローンが販売・利用されてきました。ParrotやDJIなどの既成品のドローンは、非常に安定している機体も多くあり、購入して届いたらすぐに飛ばせて簡単なことも魅力の一つですが、一方でドローンを自作してレースや空撮を楽しむ方も多くいらっしゃいます。

自作ドローンの多くは、安価なオープンソースのフライトコントローラーを利用しており、自身の好みにあったチューニングが可能です。GPSや気圧センサーなど搭載したいセンサーを選んだり、LEDなどを用いて自身で装飾を施すなど、まさに自分だけのドローンを制作することが可能です。

千葉で行われたドローンレース。FPV・NonFPVレースが行われた。

千葉で行われたドローンレース。FPV・NonFPVレースが行われた。

ここでは、自作ドローンを始めるにあたってどのようなパーツが必要なのかを具体的な用途や分類にそって一覧にまとめました。これらを参考に自分だけのドローンを作ってみてください。全体俯瞰が可能な図も用意していますので併せて確認してください。なお、ドローンの制作の目的が「ドローンレース」であるため、GPSが障害検知などの各種センサーは含まれませんのでご了承ください。

飛行最低限ドローンパーツリスト

まずは、カメラ非搭載・飛行するための最低限のパーツです。
これだけあれば、すぐにでもドローンを飛行することができます。

 ドローンパーツ説明参考
機体フレームドローン本体の機体フレーム。4モーターのクアッドコプターが多く、サイズは小さいもので15cm(対角線)〜100cmなど幅が大きい。カーボンファイバーなど軽量で上部な素材が使われる。GARTT QAV210
分電盤
(Power Distribution Board)
バッテリーの電源を各機器に分配する。ESC、モーター、フライトコントローラー、受信機などに直接もしくはBECなどを用いて降圧した上で電源を供給するのが一般的。フレームとセットになることも多いが独自の形状や重量、BEC(降圧)を備えているものなどある。ミニ配電基板 LED付き
バッテリーマルチコプター型ドローンではリポバッテリー(1セル3.7V)が主流。セル数・容量の大きさにより重量やパワーが異なる。PEANUTS
フライトコントローラー
(FC)
ドローンの脳の部分。PCで言えばOS。このFCが起点となり各種センサーを切り替えたりドローン操縦時の無線信号をモーターに伝えるなど行う。ACRO AFRO NAZE32
モーター(motor)電気エネルギーをプロペラが回転する力に変える機器。
機体重量や利用するプロペラやESCとのバランスを考えてモーターは選定する必要がある。
EMAX S2205/2300KV
ESC(アンプ)
(Electronic Speed Controller)
モーターの回転スピードを調節するための機器。モーターとESCとプロペラは販売店で組み合わせが推奨されていることが多い。BEC付きの場合は受信機等への電源供給が可能。Little Bee 30A
プロペラモーターによる回転から揚力を生み出すのがプロペラ。長さやピッチ、材質・色など種類が豊富。CW(時計回り)、CCW(反時計周り)と回転方向ごとにプロペラのピッチ角の向きが異なる。DALPROP T5045
送信機・プロポ
スティック等により機体操作を行うための無線送信機。2.4GHz帯を利用した物(無線免許開局が不要)が多い。受信機と対になって使われる。フタバT10J
受信機送信機の無線電波を受信しフライトコントローラーに信号を伝える。送信機と受信機の通信方法には種類があり、各メーカーにより異なる。T-FHSS受信機

これらの、フレーム(+電源分配盤)とバッテリー、ESC・モーター、フライトコントローラーを組み合わせることにより、ドローンを飛行させることが可能です。初心者の方はどのような電源の分配になるかが迷うことが多いです。

大まかなドローン主要パーツの配置イメージを図解するとこのようになります。

ドローン主要パーツの配置・電源分配例

ドローン主要パーツの配置・電源分配例

バッテリーから給電した電気を分配盤でESCに分電します。
ESCはフライトコントローラ(以下FC)に接続しますが、BECが付いている場合は、最低1つのESCから電源をFCに供給します。これによりFCから受信機へ電源を渡すことも可能です。

しかし、ESCにBECが付いていない場合は、図のように受信機(5V)用に降圧するUBECなどを用いて受信機経由でFCに電源を供給します。受信機と送信機・プロポ間は無線通信を行い操作を行うことが一般的です。

ドローンにカメラを搭載するパーツ一覧

次にドローンにカメラを搭載するときのパーツです。FPVレースなどに参加する場合は、下記のパーツ群が必要となってきます。

 ドローンカメラパーツ説明参考
映像記録用カメラ映像記録用に高解像度で高性能なカメラを
搭載。 軽量で丈夫なことからGoProを
利用するユーザは多い。
GoPro HERO4
Silver Edition
FPV飛行用カメラCCDやCMOSのカメラセンサーを搭載する。
FPVにおいては解像度よりも遅延が少ない
ことが重要。
CCDカメラ
ビデオ送信機
(VTX)
カメラセンサーの映像を無線電波により
受信機に送信するための機器。
※日本国内で5.8Ghzビデオ送信機を
利用する場合、無線局開局が必要です。
日本仕様に変更したVTX
ビデオ受信機
(VRX)※ゴーグル
ゴーグルタイプのビデオ受信機。
隙間から太陽光も入らず、モニタータイプ
よりも没入感が得られる。
FatShark Dominator V3
ビデオ受信機
(VRX)※モニター
ゴーグルよりも高解像度で映像受信も可能。
目視とFPVを簡単に切り替えることもできる。
モニターと受信機をセットで用いる。
FPVモニター
OSD
(On Screen Display)
受信したビデオ映像に、コールサインや
高度やコンパス情報、テレメトリー情報など
を表示することができる装置。
micro Minim osd

ドローンにカメラを搭載する場合、2通りの使い方や役割があります。

1. ドローンから見える映像を記録:空撮や測量等
2. 操縦するときの目:FPV走行

例えば、ドローンでしか行けないような高地や踏み場のない廃墟などの映像を記録するには、GoProのような軽量でかつ高性能な映像が記録できるカメラを搭載します。ジンバルなどのスタビライザーを利用することもあります。

映像を記録するだけならば、GoProをドローンに乗せれば良いだけですが、FPVレースのような、ドローンから見える映像をリアルタイム(ほぼ)でゴーグルなどに受信して走行するには、カメラに加えビデオの送受信機などのパーツが別途必要となり、やや複雑になります。以下FPVのビデオ送受信イメージです。

カメラ・ビデオ系のオプションパーツ一覧です。

カメラ・ビデオ系のオプションパーツ一覧です。

GoProやRuncamなどの映像記録用のカメラをFPVにも応用すれば、1つのカメラで済む!と考えることもできますが、映像の受信遅延が発生するなど、現状はFPV専用のカメラとは分けて利用するべきです。

ドローンをより安全・便利に楽しむためのオプション品

LEDや機体発見ブザーなど、ドローンをより便利に楽しむためのオプション品やバッテリー充電器やセーフティバッグなど、ドローンを安全に楽しむために必要なものがあります。

 メンテナンス便利品説明参考
LED機体の方向を把握したり装飾するためのLED。LEDは電源分配盤から電源を取る方法や、受信機から電源を取る方法などある。12V RGB 5050 LED
機体発見ブザー機体がロストして見失った場合に、予めプロポのスイッチに割り当てて発動し、
機体位置を音で知らせる。
機体発見ブザー
リポバッテリーアラームリポバッテリーの残量が少なくなった時に、
ブザーでアラームしてくれるための装置。
電圧チェッカー
ネックストラップ安定的な操作のためにプロポに装着します。
頑丈な物がおすすめ。
プロポのネックストラップ
風速計飛行エリアの風速の確認に利用。デジタル風速計
バッテリー充電器リポバッテリーを充電するためのチャージャー。
出力の大小や性能により価格が異なる。
リポチャージャー
リポセーフティバッグリポバッテリーの保管時のバッグ。
リポは取り扱いに注意が必要です。
リポセーフティバッグ
リポチェッカーリポバッテリーの電圧を簡易的にチェックする
リポチェッカー
エアダスターモーターへのゴミや砂づまりをとるために必要。エラダスター
オーバーホールクリーナー水や泥などの汚れを洗浄してくれるすぐれもの。Z-294
キングピンオイル(フッ素)モーターのベアリングの周りを良くする。オイルよりも砂などをくっつけにくい。MZW114

ドローンを自作する上であると便利な工具

ハンダ付やニッパーなど、ドローンを自作する上でよく利用する工具です。

 工具説明参考
はんだはんだごてに利用するはんだ。高密度集積基板用はんだ
はんだこて温度調節の可能なはんだこてはんだこて
フラックスはんだのりを良くするために導線やはんだを置く場所に予め塗布する。白光 ハッコーFS-200 フラックス 20ML FS20001
はんだ台はんだ台はんだ台
ヒートクリップはんだ対象を掴んだり固定したりする器具ヒートクリップ
はんだ吸い取り線余分なはんだをとるための器具はんだ吸い取り線
はんだ吸い機余分なはんだをとるための器具はんだ吸取器
結束バンド固定具結束バンド
熱収縮チューブモーター・ESCの接続部分など利用箇所多。
各サイズ必要。
熱収縮チューブ
ニッパーワイヤーの切断ニッパー
ワイヤーストリッパー導線の被膜を取るワイヤーストリッパー
六角レンチドローンのビスに多用される六角ネジ用のレンチ。六角棒レンチ
ねじロックモーターやフレームのネジ強化に利用ネジロック
絶縁アセテートテープ絶縁皮膜にも使える万能テープ日東 アセテート粘着テープ
マジックテープバッテリー設置部分など何かと多用するマジックテープ超強力マジックテープ両面
テスターPDBやESCなど各種電子機器に電流・電圧が流れているかなどをチェックする。Sanwa デジタルマルチメータ PM-7a

初めにすべてを用意する必要はありませんが、あると便利なもの、使い回しが可能なものも多いです。少しずつ必要に応じて買い足していくのが良いかと思います。

下記では、これからレース用ドローンを始めようとしている人向けに、おすすめのレース機の組み立て済のセット品を紹介しています。初めての場合、パーツを揃えるところから組み上げるまでが非常に大変です。せっかくの楽しいドローンをいち早く楽しんでから自作しても遅くないですよ♪

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4 Responses

  1. 谷藤亮 より:

    103FPVのAのモーターが回らないのですが、スペアのモーターは売っていますか?もしよければ買い方を教えて下さい。

  2. たはら より:

    6kg程度の機材を搭載出来る機種は?

    • YOKOTA より:

      目的によると思いますが、最近DJIから6kgペイロードが可能なM600がリリースされましたね。
      http://www.dji.com/product/matrice600
      私は小型のレース機中心なので、6kgものペイロードがあるドローンを自作することはないですが、6kg分に必要な揚力を計算して、重量・モーター・プロペラ・バッテリーなどを考慮して自作すればできるのではないでしょうか。

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