23代電装班です。今回は技術的な内容です。垂直尾翼の動作に使用するサーボモータの周辺について紹介します。

鳥人間の電装には、パイロットが操作するジョイスティックの値を読み取って垂直尾翼をコントロールすることが求められます。サーボモータはテールヘビーにならないよう、トルクが大きくても軽量なサーボモータが必要です。機体尾部を軽量にするためにバッテリーもコックピット側に配置して、電源と信号のケーブルを3m程度伸ばしてサーボモータにつなげます。

下の写真はブレッドボード上での試作です。


ジョイスティックで分圧された電圧をArduinoで読み取り、サーボモータに信号を送ります。サーボモータは近藤科学のKRS-4034HV ICSです。通信は近藤科学独自のICSという規格で通信します。これはUARTを半二重通信にして使うプロトコルです。PWMサーボではなくシリアルサーボなので正確な角度を指定することができます。半二重通信を実装する回路は自作することもできますが、今回は専用の基板を用いてマイコンのUARTをICSに変換してサーボモータにつなげています。通信は115200bpsなので3mのケーブルでも問題なく通信できました。オシロスコープで確認して、下の写真のように波形が問題ないことも確認できました。黄色のCH1がサーボ側、青色のCH2がICS変換基板側の信号です。


この後は、高トルクをかけてもケーブルでの電力の減衰が問題ないか、信号にノイズがのらないかをチェックして、機体にのせる基板の製作をする予定です。