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2016年4月29日

シマリスくん宇宙を目指す?! CanSatと人工衛星とフライトコントローラー

CanSat -超小型模擬人工衛星-

 なるほど、しまりすくんわぁ宇宙を目指しているので読んでおきましょっ!

CanSat -超小型模擬人工衛星-

 本書の半分は、iCanSatの組立説明と取扱説明書みたいなものですが、iCanSatは汎用的かというと少し微妙なキットだと思います。

ちぐはぐなソフトとハードの構成

グランドステーション用のアプリケーションがオープンソースとして提供されているわけでもなく、基板の回路図はファイルが提供されていますけどPICのファームウェアもキット購入者にだけ提供するという閉じた方法でのみ提供されているようです。

オープンソースやオープンハードなプロジェクトとしてはユーザコミュニティが伴っていませんね。。。

もしかして消滅した?

ところで、

2016/01付けのアマゾンのレビューには、缶サット甲子園が開催されていて関心が高まりつつと・・・2016年5月5日現在2016年のCanSat甲子園の公式HPは更新もなく2015年の結果報告のまま。

ツィッターにも何もなく・・・

能代宇宙イベントではCanSatイベント(大学生向け)はあるようですけれど・・・缶サット甲子園はいまいち盛り上がらずに消えてなくなってしまったのでしょうか。

ドローンやラジコンのフライト・コントローラーを使って

フライトコントローラのファームウェアやPCやタブレットで動作するグランド・コントロール・ステーションのソフトウェアが提供されているドローン用のフライトコントローラーを使って缶サットへ流用すると手軽に缶サットを実現できると思います。

擬似衛星ですし、日本国内では規制表面以外の地域でも250メートル以上の上空へは国土交通省への許可申請が必要となります。

実質的にはロケットをつかった打ち上げでもドローンや気球を使っても許可申請が必要で手軽には出来ません。

ですから、人工衛星を作るようなクリーンルームへ入れることもなくデスクで作っても問題ないでしょう。

標高3000メートル超えの北アルプスの山頂から飛ばして追尾するのも良いかもしれませんが・・・いずれにしても許可は必要ですよね?

缶サットが人工衛星と本質的に異なるのは、無重力エリアに持っていけるわけでなく、放射線の影響が厳しい環境でもなく、真空エリアでもないので基本的な機構(リモートコマンド・オペレーション)だけが同じなら何を使ってもいいということでしょう。

MultiWii SE V2.6

MultiWii SE V2.6

お手軽マイコンArduino(アルディーノ)を使ったコントローラ・ボードです。

コントローラー基板単体で4000円前後、GPSやBTなどのセットで8000円程度で入手可能ですから、リポバッテリーやXBeeなどを加えても1万5000円〜2万円程あればCanSatになります。

コントローラ・チップにATmega328P(5V, 16MHz)を使ったマイコン基板で4cm x 4cmととても小さく、ESCやサーボコントロール端子も付いているのでサーボを制御することも可能でしょう。

ただ、ATmega328Pはプログラム容量がとても小さいため大きなアプリケーションは作れませんが。。。

ちなみに搭載しているセンサーは、
3軸ジャイロセンサー、3軸加速度センサー、3軸地磁気センサー、気圧センサーがついています。 オプションパーツとしてGPS/+GPS接続I/Fボード(これもATmega328P)を使うとGPSが使えます。

テレメトリデータはGUIを見ながら・・・センサーが付いているだけ表示がでます。 SimpleGUIのソースコードも配布されています。

MWC Simple GUI

ラジコンとしては使わない部分のCanSatとのコマンド・データ通信プロトコルや起動制御の部分のプログラムは作らなくてはなりません。 

ただ、ファームウェアにしてもGUIアプリケーションにしてもソースコードが容易に手に入いりますから、一から作るよりは立ち上がりは劇的に速いと思います。

サーボインターフェースは、8chありますのでそれらを使って何らか(アクチュエーターなど)を制御することは可能です。

どちらにしてもカルマンフィルタを実装するか相応なシステムを付加する必要があります。

フライトコントローラをいくつか調査してみましょう

 次回から複数のフライトコントローラーを調査してみたいと思います。

  • APM
  • KK 2.15
  • NAZE32
  • CC3D
  • PixHawk
    などを考えています。

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