これまでドローンのフレームやプロペラ、モーターについて教えてもらいましたが、次のパーツは何になりますか？
今回はいよいよ、ドローンの頭脳ともいえるフライトコントローラーについて説明するよ！
もしかして、フライトコントローラーってチップとか端子が沢山ある基盤ですか？なんか難しそう・・
順を追って説明するから大丈夫だよ。まずは概要編ということで！！
フライトコントローラーとは
今回の記事ではフライトコントローラーの役割について説明したいと思います。
フライトコントローラーはドローンの飛行を総合的にコントロールする制御基板です。送信機からの命令やジャイロセンサー等からの情報を統合してモーターの適切な回転数を算出します。
- 送信機からの操作命令とジャイロ等の各種センサーからの情報を統合する
- モーターの適切な回転数を算出しESC 側へ命令を出し続ける
- ジャイロセンサーは機体姿勢を継続して検知し続けます
- ESCはモーター回転をコントロールする基盤です
う~ん、よくわからないなぁ
それじゃあ、もう少しかみ砕いた説明をしてみるね
ドローン制御に関わる信号の伝達について
ドローンを操作するとき送信機から電波で操作命令を伝えます。このときの信号の流れは送信機⇒受信機⇒フライトコントローラーという順番で伝わります。そしてフライトコントローラーは送信機からの命令により、ジャイロセンサーやGPS、気圧センサーなどからの情報を加味しつつモーターの適切な回転数を算出します。
フライトコントローラーの種別
パソコンにi5とかi7などといったCPUがあるように、ドローンの頭脳となるフライトコントローラーも性能ごとに種別があります。フライトコントローラーの基盤上には飛行にかかわる演算を行ってくれるチップが搭載されています。
- 表上段の駆動周波数の値が大きなもほど高速タイプ
- UARTとは外付けパーツ接続端子数
だんだんわかってきました。
自作するとき「どんなフライトコントローラーを選ぼうかな？」と考えるとけど、F4とかF7がパーツ選定の目安になるよ。
だからカタログをみるとフライトコントローラー仕様にはF4・F7などと書かれているのですね！
ショップで売られているのフライトコントローラーを少しのぞいてみよう。MakerfierのFCコーナー
ジャイロセンサーとは
次はフライトコントローラーに搭載されているジャイロセンサーの性能について解説します。
ジャイロセンサーはドローンの姿勢制御を行うためのもので、ドローンが飛行しているとき継続して機体の傾きを検知し続けフライトコントローラーへその情報を渡す役割を担っています。
ジャイロセンサーの処理能力
ジャイロセンサーの処理能力は4kHz、8kHz などと表示されます。この数値が大きくなるほどセンサーが姿勢検知をする頻度が高くなります。周波数（kHz）の数値が大きくなるほど、ジャイロセンサーの処理速度が高まります。
例えば１kHzの処理能力のあるジャイロセンサーなら、1000μs（マイクロセコンド）ごとに機体の姿勢検知を繰り返します。4kHzであれば250μs、8kHzであれば125μsとなります。
- 1 kHz ⇒ 1,000μs
- 2 kHz ⇒ 500μs
- 4 kHz ⇒ 250μs
- 8 kHz ⇒ 125μs
- 16 kHz ⇒ 62.5μs
- 32 kHz ⇒ 32.15μs
ジャイロセンサーの駆動周波数が高いということは、ジャイロセンサーが計算する姿勢制御検知がより正確となり、機体の傾きや動きをより的確に把握できるということです。
ジャイロセンサー種別と駆動周波数
ジャイロセンサーはいくつかの種別に分類されており、その種別ごとに駆動周波数が決まっています。種別と駆動周波数の関係は下記の通りとなります。
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