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ドローンの構成


ドローンの中はどのようになっているのでしょうか?

ドローンの構成について説明します。

ドローンは、空飛ぶスマホと言われています。

スマートフォンのいろいろな部品が使用されています。

スマートフォンの部品が、高機能で安価に製造できるようになったので、ドローンも安くなっています。

ドローンは、主に以下の部品で構成されています。

  1. フライトコントローラー
  2. モーター回転制御コントローラー
  3. ブラシレスモーター
  4. バッテリー(LIPO:リチウムポリマー電池)
  5. 電流制御ユニット
  6. プロペラ
  7. 電波受信機/電波送信機
  8. センサー類

この中で、重要な内容について説明します。

センサー類については、別ページで説明します。

フライトコントローラー

機体制御の心臓部です。
フライトコントローラーがあるので、誰でもドローンを安全に飛ばすことが出来るようになりました。

フライトコントローラーには、以下の機能があります。

  1. 機体の姿勢や動きを検出して、安定した飛行ができるようにコントールしています。

  2. 各種センサーを切り替えたり、送信機(プロポ)からの操作信号を各モーターに伝達する役割を果たします。


モーター回転制御コントローラー

ESC(Electronic Speed Controller)などとも呼んでいます。

モーターの回転数を制御します。
フライトコントローラーからESCに電気信号が送られてくると、モーターの回転数が変化します。
モーターアンプとも呼ばれています。


ブラシレスモーター


ドローンのモーターには、「ブラシモーター」(ブラシ有り)と「ブラシレスモーター」(ブラシ無し)があります。

「ブラシモーター」(ブラシ有り)は、周りが磁石で、回転部分にコイルが巻いています。
ブラシから回転部分のコイルに電流を流して磁石にして回転します。

「ブラシレスモーター」(ブラシ無し)は、ローターと呼ばれる回転部分が磁石になっています。
周りにステーターと呼ばれるコイルがあり、半導体スイッチで磁石を切り替えて中の磁石を回転させています。

ドローンには「ブラシレスモーター」(ブラシ無し)が使用されています。

「ブラシレスモーター」(ブラシ無し)の特徴です。

  1. ネオジム磁石を使用しています。
    ネオジム磁石は、永久磁石最強の磁束密度と磁力を持っています。
    磁束密度が高い割に鉄を多く含むために安価な磁石です。

  2. メンテナンスが容易で静音で寿命も長い。
    ブラシレスモーターは、ブラシを使わないので、機械的接触の部分が少なく、 モーター内部の清掃やブラシ交換が不要です。
    メンテナンスフリーで使用できます。

  3. ゴミなどで、破損などが起こりにくくなります。

  4. 周りのステーターに磁石がないので、小型化できます。

  5. 回転部のローターに接触部がないので滑らかな動きが可能になります。

  6. 熱に弱いです。
    熱に弱いので、長時間高負荷でモーターを回すときは冷却に注意する必要があります。

  7. 錆びやすいので、ニッケルメッキがされています。
    表面を傷つけないようにする必要があります。


バッテリー(LIPO:リチウムポリマー電池)

正式名称としては、「ラミネート型リチウムイオンバッテリー」です。
リポバッテリーなどと呼んでいます。

小型軽量であり、1セルあたり3.7Vと高い起電力があり大容量、高エネルギー密度です。

リポバッテリーは、取り扱いに注意が必要ですので、別ページで詳細を説明します。


WIFI(無線通信)


ドローンは、WIFIで送信機やスマートフォンなどと接続します。

日本国内では、2.4GHzが使用されています。
送信機(プロポ)を使用すると5000mくらい電波が届くものもあります。

スマートフォンだけで操作する場合は、範囲が狭くなります。
機種にもよりますが200mくらいになります。

受信機は、周波数ホッピング技術を使用しているので混信せずに使用できます。(ドローンの種類にもよります)
必ず、ドローンの仕様書を確認した方がよいです。


●「ドローンとは」の関連ページです。


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