【自作ドローンの製作】第2回：機体設計と回路設計
はじめに
第1回では自作ドローンを作るぞ！ということで製作にあたっての目標と使用予定のパーツをまとめました。
第2回では自作ドローンの機体設計と回路設計について書いていこうと思います。
機体設計
設計した機体を以下に示します。設計はFusion 360で行っています。図1にはESCが写っていませんがフレームと基板（マイコンやセンサ類が載っているやつ）の間にあります。
基本的には販売ページに記載されている寸法から3Dデータを作成していますが、マイコンに関しては以下のGRABCADというサイトで公開されているものを使用しています。
スペックをまとめると以下のようになります。第1回で紹介した部品から変更したところはありません。
| サイズ | 90×90×40mm |
|---|---|
| マイコン | Teensy4.0 |
| ESC | RCX BS-15A Pro 4-In-1 BLHeli_S ESC |
| 姿勢センサ | BMI088 |
| 位置センサ | VL53L0x/PMW3901搭載 ToF測距/オプティカルフローセンサモジュール |
| プロペラ | LDARC/Kingkong 1935-3S |
| モータ | RCX RS1103 7800KV Micro FPV Racing Motor |
| バッテリー | LDARC/KingKong FPV EGG Li-Polymer Battery 7.4V (2 Cells) 550mAh 80C |
| 受信機 | R3206SBM |
| フレーム | 3Dプリンタ |
変更点はありませんがダンパーを新たに追加しました。使用予定のダンパーはAliExpressで販売されている高さ13mmのやつです。今回採用したダンパーを日本で売っている場所があったら知りたい...。
また、姿勢センサであるBMI088のモジュール基板は自作しています。
回路設計
ほとんどの部品がモジュールなので楽でした。設計はKiCadで行っています。
回路図
図2に自作ドローンの回路図を示します。センサ以外にはログを取るためのSDカードを搭載しています。
パターン図
図3にパターン図を示します。初めて自動配線を使用してみました。KiCad単体では自動配線ができないようなのでfreeRoutingというツールを使いました。
今後の予定
第1回で示した予定表から機体製作と部品の動作確認を入れ替えました。設計ミスがあると怖いので基板は少し寝かせておいて、その間に部品の動作確認をやろうといった感じです。
| 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 機体設計 | ● | |||||||||
| 部品の動作確認 | ● | ● | ● | |||||||
| 機体製作 | ● | ● | ||||||||
| プログラム制作 | ● | ● | ● | ● |
おわりに
第2回では機体設計と回路設計について書きました。
これで一通りの設計作業は終わったので後は部品を購入し基板を発注すれば作れそうです。ただ、まだ細かい所の詰めが甘いのでその辺りは現物を見ながら調整するつもりです。
第3回は部品の動作確認になると思いますが、どれから始めるかは未定です。
中間報告みたいな形になりました↓↓↓
