フライトコントローラーとESCの接続とフレームへのマウント【ドローン自作講座】

フライトコントローラーとESCの接続

フライトコントローラーとESCの接続方法は主に3パターンあります。ハンダ付け、コネクタケーブル、またはフライトコントローラーとESCの基盤同士をピン端子で接合させる方法です。

ピン端子接合は2つの基盤の間に端子同士の出っ張りがあるため、ハンダ付けやコネクタケーブルによる接続よりも、上下方向のクリアランスが大きくなってしまいます。そのためフレーム内にうまく収めるのが難しくなることもありますのでご注意ください。

参考までに左記はピン端子による基盤同士の接合パターンです。フライトコントローラーとESCがセットで売られている製品にピン接合が多いと思います。基盤同士を接合するだけなので、配線順序を間違えることがないことがメリットです。

ハンダ、またはコネクタによる配線

ハンダ付けやコネクタによりフライトコントローラーとESCを配線するときは、図面と睨めっこしながら端子間の配列が正しいかを慎重に確認しましょう。配線を間違えるとフライトコントローラーが壊れてしまうことがあります。

コネクタで接続する場合、もしピン配列がずれていれば先端のとがったピンセットや精密ドライバーなどでコネクタからピンを外すこともできます。コネクタを壊さないよう上手に外さなければなりませんが、うまくピンを外し、差し替えることができれば、ピンの配列を変更できます。

各端子の役割

フライトコントローラーとESC間は同じ種類の端子を正しく接続します。主な端子にはVBAT、GROUND、モーター制御（M１～M4）があります。

上記以外に双方向DSHOT用のESCテレメトリー用端子などもありますが、こちらの書籍にて詳しく説明しています。

フレームへのマウント

フライトコントローラーとESCの配線関係が確認出来たら、それぞれの基盤をフレームへ固定します。ハンダ付けによる配線は、予め配線を終えてからフレームへ固定する方がやり易い思います。フレームマウント後では、小さな端子にハンダゴテをあてるのが難しくなります。

コネクタケーブルによる配線の場合はフライトコントローラーとESCをフレームに固定してからでも配線接続が可能です。フレーム形状など状況に応じて、マウントしてから配線するか、配線後にマウントするかを決めることができます。

ピン接続による配線はフレームへの固定と同時にフライトコントローラーとESCが接続されます。

マウントの順序について

フレームの底側から順番にESC→フライトコントローラーをマウントします。その際に、ESCやフライトコントローラーの前後方向を間違わないように気を付けましょう。ESCの向きについては、こちらの記事で説明していますのでご確認ください。フライトコントローラーについては、矢印などで基盤に方向が表記されています。前後左右を正しくマウントしないと、ジャイロセンサーが正確な姿勢制御を行えなくなります。

前述しましたがピン接続の場合、一定のマウント間隔が必要となります。状況によっては、上下方向のスペースが圧迫され、他のパーツマウントに支障をきたすこともあります。

マウント時の注意事項

フライトコントローラーやESCをマウントするときは、シリコンリングやナイロンスペーサーを用いるとよいでしょう。ジャイロセンサーへの振動を低減させるために、フレームとESC、ESCとフライトコントローラーの間には衝撃緩衝材を挟むことをお勧めします。緩衝材にはシリコン製やゴム製のリングを利用します。

また、マウントに金属製のネジを使うと、そのネジによる漏電やショートが起こりやすくなります。ドローンのフレームはカーボン製がほとんどです。カーボンもネジ同様に電気を通しますので、金属ネジやフレームがショートの原因になり、モーターが誤動作を起こすなどの障害を発生させます。金属製ビスを使う際は基盤のマウントホールにゴム製のクッションをかませ、カーボンフレームに電流が伝わらないようにします。ゴム製クッションはマウントホールのサイズに合わせて、内径がM2やM3ものを使いましょう。

個人的には電気を通さないナイロン製のビスをよく使います。金属より軽いので機体の軽量化にもつながります。

動画でも説明しています

YouTubeの登録もよろしくお願いします！！