【自作ドローン】マルチコプター型ドローンの部品選びから購入まで

※2016年1月2日追記
ドローンを飛行させるのに最低限必要なパーツやFPVのビデオパーツ、周辺工具などをすべてまとめました。↓↓こちらの方が、内容充実です。

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

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

2016-01-02 14:56

自分のドローンを欲しいなぁと思ったのが始まりですが、ようやく少し時間がとれたのでいざDIY Drone！

まだまだ発展途上段階のドローンのソフトウェアもハードウェアも自分である程度カスタマイズできるのは魅力ですし、最近のオープンソースプロジェクトのDroneKitを活用したシステム制御やアプリ開発など、今後試してみるのも良いと考えています。個人的には、飛行時のデータの収集・解析・表現に興味があるので、そこらへん今後やりたいなと。

今回、色々と参考にさせていただいた書籍はこちら。

MultiWiiというフライトコントローラーを利用したマルチコプターの作成方法を説明されています。書籍の難易度ですが、ラジコンヘリなどの機械いじりやマイコンなどハード面の経験がない私にとっては少し難しく感じました。そのため、書籍のみで完結せず色々と調べることも。

また今回購入した各部品は、書籍にあるフレームとは異なりFPVレースなどでメジャーな250サイズを選択した関係で扱うモーターやESCなどは異なりますので基本セットや、周辺備品など最低限必要なものなどをリストアップしておきます。

1.自作ドローンの基本セット・部品

自作第一弾は、作業に慣れるためにも、比較的情報の多いフレームやフライトコントローラーなどを利用して進めていくことにしました。基本的なパーツとしては、フレーム、フライトコントローラー、モーター、ESC、BEC、バッテリー、受信機・送信機です。ネジや各種コネクターなど細かいものを除けばこれらを組み合わせて作成することができますが、この「細かい情報」がわかりづらく、抜け漏れがあるせいで作業が止まってしまうこともありました。

以下には今回使用するものをすべて一覧にします。

マルチコプターフレームセット＋必要パーツ

フレームセット

MYRCMARTという海外サイトで以下のフレームセットを購入しました。
http://www.myrcmart.com/rcx-h250cf3k-fpv-quadcopter-3k-carbon-fiber-h2206-motor-hw-20a-esc-6045-kk-21-p-8401.html

送信機（プロポ・リモコン）と受信機

上記リストに加えて送信機のプロポは別途購入する必要があります。
私はフタバのT10Jを購入しました。もちろん対になる受信機もついています。

10J （10ch-2.4GHz T-FHSS AIRモデル） ヘリ用T/Rセット　【フタバ：026355 プロポ】

バナナプラグと熱収縮チューブ

基本的には、これらがあればよいのですが、今回注文したモーターのメスプラグに対してESCのオスプラグが存在せず自分でバナナプラグを購入し、自身でハンダ付けする必要があります。そのため、以下のバナナプラグと熱収縮チューブを別途Amazonで購入しています。

ELPA 収縮チューブ φ5mm ブラック PH-645H(BK)
Foxnovo 3.5 mm ゴールド メッキ弾丸バナナ コネクタ プラグ男性女性 × RC バッテリー ESC モーターのための 20 のペア

LED

上記パッケージングにはLEDがないので、追加購入しました。
正直他の選んでおけばよかったと思います…反面教師にどうぞ。

薄さ4ミリ 10W 完全防水 強力 ムラ無し 全面発光 LED COB デイライト バーライト パネル イルミ 14cm長

GPS

今回フライトコントローラーにはMultiWiiを選択したのでGPSセンサーも併せて購入しました。

CRIUS MultiWii MWC I2C-GPS NAV ナビゲーション ナビゲーション モジュール GPSボード
HOLACO™　CRIUS APM Pixhawk MWC NEO-6 V3.1 GPS NEO-6M GPS モジュール

フライトコントローラーCC3D

購入パーツだけで長くなりましたが、上記まででひと通り組み上げることができるはずです。
しかし、私の場合は最終的にMultiWiiに電源供給がなされず（原因未特定）、フライトコントローラーをCC3Dに切り替えて完成させました。（現在、別途MultiWiiを購入しているため、今後再度検証予定）

CC3Dは海外のFPVレーサーで利用者が多い安いフライトコントローラーです。
TAROT CC3D OPENPILOT フライトコントローラー MINI 200/250/300 FPV KIT用飛行安定化装置

これで最低限必要となる部品は網羅しました。

2.ドローン自作のための周辺設備等

普段からラジコンのメンテナンスやハード系に造形が深い方はお持ちのものがあるかと思いますが、私のように中学校以来はんだを扱っていない人間もいるかと思います。ここでは、最低限必要なものやあったらよいものなどを記載します。

はんだごては電源分配版とESCやバッテリーコネクターをつなげたりに利用する程度でそこまで登場シーンはありませんが無いと作業が進みません。はんだ台とかクリッパーとかはあればいいな程度だと思います。

リポバッテリーのケースとか、バッテリーチェッカーは必要な方だけで問題ないです（あったほうがいいと思いますが）またエアダスターはむき出しのブラシレスモーターに詰まるゴミなどを除くのに使うことが多いので別途購入リストに入れました。

ドライバーセットだけは、上記を購入していません。近くのホームセンターで購入しました。M2〜M3の＋と六角を使うことが多いので似たようなモノをピックアップしました。参考までに。

到着したドローンのパーツたち…

今回主要なパーツはMYRCMARTというサイトから購入しました。
購入する時ですが、ペイパルを利用することを強くおすすめします。このサイトもそうですが、SSLも利用していないなど結構ずさんなサイトです笑 すくなくともサイトにカード情報を渡すことなどは避けましょう。

ただし、届いた製品はすべて小分けに梱包されていて、箱詰めもしっかりされていました。Amazonとかの梱包は言わずもがなです。

届いた商品の中で、購入時によくも調べず購入したものがありました。UBECです。
UBECとはフライトコントローラーへの電源供給をESCを通さずに行うための装置全般を指すようです。今回、やってみて躓いたのは電源分配・UBECが絡んだところでした。

UBECをどうつなぐ？電源供給の全体像

モーターのスピード調整を行うESCはマルチコプターにも欠かせないアイテムですが、ESCをよく見るとBEC付きのものとついてないもの（no BEC）があります。

ついている場合は、4つのESCの内、1つのみフライトコントローラーに電源供給します。
MultiWiiの場合は、「出力信号」部分にESCの配線を指しますが、この時に3本については＋ーの部分に差し込まないで1本のみ差し込むことを意味します。

MultiWiiの詳細

BECがついている場合はこれでよいのですが、ついていない場合はそもそも＋ーに差し込む以前に電源供給するための仕組みがありませんので、UBECを別途利用してフライトコントローラーに電源を供給します。

この仕組がどうも最初理解できなかったのですが、CC3Dで最終的に接続した図がこちらです。

マルチコプター電源供給と全体像

バッテリーからUBECに電源を渡してそれを受信機に付けてそこからフライトコントローラーに渡しています。実際の組み立て時にここらへんについて調べたのですが、他にもいくつか気にするところが…。ただ長くなるので、組み立ての記事を書いた際にまた説明したいと思います。

ちなみに、Amazonでも既にFPV機のみ組み立ての機体が存在します。上述したMRRCMARTでの購入したものがセットで購入できるイメージです。海外サイトよりは安心だと思いますし、また組み立て済のFPV機体もありますので、面倒な方はそちらでも良いかと。

次回は、組み立て時の注意やフライトコントローラーの設定について説明できればと思います〜