SuperCPブラシレス検討

SuperCPにV911モーターを付けて、その後10フライト以上してますがまったく問題なく飛んでいます。（一度ちゃんと固定してなかったピニオンが抜けましたが、瞬間接着剤を少したらして簡易ネジロックして以降は問題ないです）

ライフはそう長くないと思いますが、ヘリオスモーターとかなら$3で買えるのでランニングコストはあまり気にならなくなりました。

が、ケチらずどんどん飛ばして良いとなると、今度は練習のために連続フライトしたくなります。ヘリを飛ばせる時間なんてそうあるわけじゃないので、モーターを冷ますなんてやってられない！


というわけで、皮肉にもブラシモーター問題が解決したとたん、ブラシレスが欲しくなりました。



さて、SuperCPはminiCP/GeniusCPの兄弟機みたいなもんですが（おっとSuperFPさんもいましたね…） Walkeraから純正で出ているGeniusCP用のブラシレスキットを装着しても、うまく動いてない人がたくさんいます。
恐らくメインモーターに出すPWM信号のパターンが違うか、またはパワーに関係ないノイズが大量に載っているんではないかと思います。LPFを付けるか、または動作実績のあるコントローラを使えばそれほど原理的な問題ではないと思います。この点はまた後で実際の信号を見ながら調べます。



さて、そもそもブラシレス化というと何をするかですが、元々は

   受信機CPU　--(PWM信号)-- FET --(PWM電流)-- メインモーター

となっていて、電流の実効値を変化させるためにPWMでON/OFFのデューティ比を制御して可変させています。


ブラシレス(以下BL)モーターは、連続回転に向いているステッピングモーターのようなものなので、位置センサーとフェーズ制御をする回路が要ります。これを業界用語でESCと呼んでいるようです。（正確には、安いBLモーターは位置センサすら省略して、駆動用のコイルに発生する誘導起電力を感知してスイッチを行います。まあこれもセンサといえばセンサですね。

んで、このセンサレスというのがくせ者で、停止時にはどこのコイルにも誘導起電力なんて発生してないので、回転開始がとても苦手です。
しょうがないので順番に全部の相にスイッチ入れてやると、どこかで実際のローテーター位置と合うので期待した相に誘導起電力がすこーーし来ます。こうやってスタート動作をするらしいでうが、この位置合わせ動作をどのくらい早くやれば観測できるほどの誘導起電力が観測されるのかはモーター次第なので、時定数のチューニングがやっぱり必要で、ユーザーから見ると何かしらの初期設定が必要です。

という理由で、ステッピングモーターと違って、ESCにはモーターコントローラICではなくマイコンが詰まれることが多いようです。


ほいで次に、このESCがどんな指令を受けるかですが、本来はRC用なので基本的にはサーボ制御用のPWMを受けるつもりのESCが多いようです。このサーボ制御PWMは、パルス幅1msがLOW、1.5msがMID、2msがHIになるようなパルスを20ms周期くらいで送りまくる、てやつなので、ヘリのブラシモーター制御に使ってるような電力の実効値をデューティ制御するPWMとはまったく違います。

んで、デューティ比信号のPWMからサーボ信号のPWMへ信号変換をするPIC、とかもいっぱい作られていますが、どうせESCにマイコン載ってんやから全部やればいいじゃん！ということで、マイクロヘリ用のESCではブラシモーター用の電力PWM信号を直接食べるものが多数あります。

市販ESCでは、このCPUのソフトアップデートができるものが多いので、プログラムを自作してさらに高機能にしてしまった、という人がいます。これがBLHeliファームウェアです。なんかdeviationみたいでわくわくしますね。

日本語でBLHeli情報を探すと、マイクロヘリ三昧のnobさんの情報がたくさん出てきます。す、すごい。。　一年くらい前からばんばん常用してらっしゃいます。。


というわけで、買ってきて付けるだけでブラシレス化できるパーツ情報もありますが、あえてBLHeliを自分でアップデートしていろいろ遊びたいと思います。