ラジコン飛行機の製作ブログ

製作したギヤドアシーケンサ＋LEDコントローラですが、受信器からの入力は

• ギヤ UP/DOWN
• ランディングライト　ON/OFF

を入力しますが、このコントローラをテストするには２つの入力をする必要があり、毎回受信器を使ったテストをしていました。また、よくあるサーボ・テスターでもギヤUP/DOWNだけのテストもできますが、ダイヤル式でめいっぱい回すのでちょっと面倒でした。

そのような理由から、専用のテスターを作成しました。
また、各スイッチのON/OFFですので、リトラクトギヤのテストもスイッチなのでダイヤルを回すのと比べ楽ちんです。

回路図

TesterSequencer.pdf

回路図はこんな感じです。チップはいつものpicaxe08M2を使用しました。また電源、各スイッチのON/OFFがわかるLEDを付けました。

製作

基板はこんな感じ。基板作成はPCBGOGO.JPに注文しました。

ケースですが、３Ｄプリンタ(Original Prusa i3 MK3S+)でフィラメントはPETGで作成、ＥＶカラー（ブル−）、Prusaカラー（オレンジ）、パトカー・カラー（白黒）バージョンなどいろいろ作成してみました。

このPrusaの3Dプリンタは印刷途中でフィラメントを手動で交換ができ、そのポイント（文字部分）にフィラメント交換マークを入れたGコードファイルを作成するとこのような文字を印刷できました。

ソースファイル

githubにてソースを公開しています。

testerDoorSequencer.bas

スケール感アップに実機に取付られている灯火（ライト）を実現させる為にLEDを使いますが、日中で実機のような光を求めようとすると1W、又は3WクラスのパワーLEDを使用しないと十分に認識できません。

以前も一般的な電子工作用の高輝度LEDを使いましたが、部屋の中とか、暗ければ十分ですが、フライト時の遠くからの光は全然見えませんでした。

今回は、以前作成したギヤドア・シーケンサにパワーLED制御回路を追加したものを製作しました。
ご注意：私はハードウエア技術者ではありません。友人から教えていただいた内容、又は独学の設計ですので、間違っている部分があるかもしれません。

今回製作した装置の概要は、

• パワーLEDを2個（着陸灯、ストロボ・ライト）をLEDドライバIC（CL6807、最大1A出力）を使います。ON/OFFでしか使用しませんが、PWM制御により調光も可能。
• パワーLEDは1W、又は3Wのどちらでも使用可能にして、パワーLEDの電源は動力用バッテリから使います。（安全の為、受信器電源からは使用しません）
• LED用電源はバッテリ4S仕様です（電圧13.2vー16.8v)
• 着離灯は送信機からのスイッチでON/OFFします。ギヤドア・シーケンサと連動して、ギアアップ時は着離灯がONの時は自動でOFFして、ギヤダウン時はONするようにしました。
• ストロボ・ライトは動力用バッテリを接続した時（機体の電源がONになって飛行可能状態になった時）に常時点滅します。
• 大きさ　60mm x 43mm x 14mm（LEDコネクタ突起部4mmは除く）
• 重さ　24g(LED電源ケーブル含む）

右側白いコネクタ２つがパワーLED用のコネクタ。左下からの赤黒ケーブルがパワーLED用の電源で、動力バッテリにつなぎます。

右側本体に左コネクタ部が出ている所でハンダ付けして固定しました。

各コネクタの目的は以下の通りです。

クリア・ファイルを使ってケースを製作しました。

２つのライトの目的

実機では多くのライトがありますが（後記で紹介）、完全スケールではないので、以下のようにラジコン飛行機として使用することにしました。（安全性の向上が目的です）

• ストロボ・ライト
  バッテリを接続して飛べる状態になったことを知らせる目的としました。その状態になっていることを近くの人に知らせる意味もあります。また飛ばした後にもバッテリをつなぎっぱなしにしない（外すのを忘れたりしないため）のもの。
• 着陸灯（ラインディング・ライト）
  あえて、送信機のS/WでON/OFFにしました。それは、離陸直前にONして、「離陸するよ！」と周りの人に注意してもらう。機体の視認性をあげるためです。また、着陸時も同様です。遠くから侵入して来ていること、機体の視認性が良くなります。

パワーLED・コントーラとギヤドア・シーケンサ回路

基本以前作成したPICAXE-08M2を使ったM346用のギヤドア・シーケンサを元にマイコン・チップをPICAXE-14M2にアップしてLEDドライバ２つ関連部品も追加した形になります。

設計は、KiCADを使い、基板はPCBgogoに依頼して製作しました。最初はプロトタイプとしてスルーホール（一般的な部品）で製作しましたが軽量かつ小型化したく可能な限り表面実装部品としました。（全て手ハンダです）

回路図はこのようになりました。

PowerLEDControlerSMD.pdf

• チップをPICAXE-14M2に変更。
• 受信器からの入力は２つで、ギヤ・アップ・ダウンS/Wと着陸灯のON/OFF。
• 出力は４つ（リトラクト・ギヤと各ドア、各ドアはブルーインパルスT4も予定しているので４つにしています。
• コントローラ内部にライトのON･OFF状態がわかるように表面実装のちっちゃなLEDを追加しました。（回路の関係でこのLEDはパワーLEDがON時はOFFになる逆となっています）

各LEDの電流ですが、

• 1W LEDは370mA
  

  

• 3W LEDは720mA
  

  

となりました。装置からLEDまで配線も長くなるので、ちょっとそのロスも考えるとLED仕様よりちょっとオーバになりますがこの電流としました。（またこの電流値を出す為の抵抗値が無かったものあるのですが）基板に２つのLEDに対して電流制御用の抵抗0.27Ωがありますので、1Wは0.27Ωを1つ、3Wは0.27Ωを2個並列にして決めています。

ストロボ・ライトの電流ですが、ちょこっと電流を流して（ONして）いるだけなので、ほとんど電流は流れていません。（一瞬150mA程度）

プログラム（ソフトウエア）

プログラムはオープンソースとしてGithubにアップしています。

gearDoorPoweLED_SMD.bas

M346のギヤドア・シーケンサプログラムを修正して

• マルチ・タスクで動作（ギヤドアと着陸灯の制御とストロボ・ライト制御をマルチタスクで動作させました。マルチ・タスクにすると動作クロックが4M Hzになるようでそれに合わせて諸処のパラメタを変更）
• 着陸灯の制御（ギヤのアップ／ダウンで自動でのOFF/ON制御）

を追加しています。

M346に実装、フライト

パワーLED（ストロボ、ランディングライト）の取付とフライトにその詳細、動画ありますので、ご覧下さい。

実機（C172）のライト類は

参考に実機セスナ社のC172のS型のライト類を紹介します。

• ビーコン・ライト - エンジン始動前に主電源を入れた後にONします。また、エンジン停止後の主電源を切るときOFFします。主電源が入っている・入っていないお知らせみたいな感じ。
  

  

• ランディング・ライト（着陸灯）- 夜、着陸前にON、着陸後のOFF、着陸時の滑走を照らすライト。
• タキシー・ライト - 夜タキシーする為のライトが本来の目的だと思いますが、離陸滑走開始直前にON、着陸後にOFF。飛行中の衝突防止の為で、機体がわかりやすいようにする為だと思います。
  

  

• ナビ・ライト - ON/OFFはビーコン・ライトと同じタイミング、衝突防止の為、飛行中の飛んでいる方向がかるように。
• ストロボ・ライト - ON/OFFはタキシーと同じタイミング、衝突防止の為、飛行中の機体がわかりやすいようにする為だと思います。
  

  

  

  上記の写真の実際のイメージを動画にしました