REPORT

2016 summer semester Flying Robot Project 6th Team FMay 18, 2016

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Summary of weekly works
We assembled an infrared (IR) projector for IR guidance system, and test it. We designed a Photo Diode (PD) IR receiver circuit, and we will assemble and test the receiver in next week. Photo current/voltage conversion circuit of the receiver utilizes Operational-Amplifiers (Op-Amps) with a single power source +3.3V. So we decided that we should construct non-inverting amplifiers for 2 PDs, and get the difference between left and right IR intensity in software of micro controller.
We decided that our plane should achieve all missions of the Flying Robot Contest for autonomous planes. To achieve these missions, we designed micro controller peripheral circuits.

Achievement
1. Requirements of airplane
We gave our plane some requirements to clear all missions of the contest.
i ) Load and drop weights
Load weight (eraser). Our plane has enough payloads, so we need not care specially. And the plane is added a servo to drop weights, a small bag of Chicken Ramen. In this mode, the plane is controlled in manual.
ii ) Horizontal steady circular turn
iii ) Horizontal double hole turn
iv ) Turn and climb
v ) Autonomous glide
We will achieve missions ii 〜 v with individual mode control laws. To switch mode, micro controller intakes the switch signal sent from a transmitter. 5 control modes are made include over 4 missions and autonomous landing. To prevent loss of control, we make autonomous controller kill switch.
vi ) Autonomous landing
2. Airframe component
Making control system difficult and may take time. So, to make assembly time short, some part of airframe is made with 3D printer. Thereby airframe assembly is due to be completed and manual flight test will be executed in May.
3. Micro controller peripheral circuits
Specification of IO ports and power supply is decided and circuit is designed to achieve IR induction system and missions.
4. IR projector
We assembled the IR projector.
5. IR receiver circuit
Op-Amps is run with same voltage to micro controller, single power source +3.3V. So we take non-invert amplifier. We would like to test optical system in next week

Problems
Assembling and calibrating optical system for IR guidance system may be most difficult system. So we consider IR guidance system construction and test a primary option.

Department of Aeronautics and Astronautics
D1 Nobuyuki Yoshikawa
Team F
今週の活動
　初めに赤外線誘導装置用の赤外線投光器を作成し、動作確認を行った。
　受光器であるフォトダイオードおよび周辺回路は現在設計中であり、次週中に試作し赤外線投光器と合わせて送受信テストを行う。光電圧変換回路ではオペアンプを単電源作動させるため、左右２つのフォトダイオード出力に対して誤差の少ない作動増幅器を作成するよりも、個別に増幅しソフト的にその差をとることとした。
　我々のチームが作成する機体は、飛行ロボットコンテストの自律飛行機に関する課題をすべて達成できることを要件として開発することにした。要件を満たすために搭載するマイコン周辺回路および機能設計を行った。

成果
1. 機体要件の決定
　本機体は飛行ロボットコンテストで要求される以下の課題を達成できるものとした。
i ) ペイロードの搭載および投下
　機体に重り（消しゴム）を搭載すること。機体のペイロードは十分確保してあるため重りに関しては特別な措置を必要としない。
また、チキンラーメンの小袋を投下ポイントへ投下する。このために機体に新たにサーボ１つを増設することとした。この際の機体操縦は手動で行う。
ii ) 水平定常旋回
iii ) 水平８の字旋回
iv ) 旋回上昇
v ) 自動滑空
　課題ii 〜 vはプロポのスイッチをマイコンで読み込み制御モードを切り替えることで達成する。制御モードはivの自動着陸を含めて計５モード用意する。自律飛行中であること、また制御モードを示すLED表示器を機体下部に設置する。制御の発散などに備え、スイッチ一つでどの制御モードであってもマニュアルに変換できるものとした。さらに飛行中は地上のＰＣへパラメータを送信し続け制御状態を常時監視する。
vi ) 自動着陸
　自動着陸は赤外線により方位角および距離を推算する。次週より光学系の実験を開始し、制御パラメータを決定していく。
2. ３Dプリントおよびカーボンロットなど機体構成材料の入手
　本機体では制御システムの作成が難航することが予想される。そこで機体作成の時間を短縮するため、一部を３Dプリントにより作成し組み立て時間の削減を図る。そのため機体は今月中に完成し、マニュアルによる試験飛行を行う予定である。
3. マイコンおよび周辺回路および機能設計
　赤外線誘導および上記課題達成のための要求から、ＩＯポートや電源の仕様を決定し回路設計を行った。
4. 赤外線投光器
　投光器を組み立て発光テスト行った。
5. 受光用フォトダイオード周辺回路の設計
　機上システムであることおよびマイコンへの入力を考慮して単電源オペアンプで動作させることとし、非反転増幅器を用いることとした。次週中に試作を行い光学系の動作テストを行う。

問題点・反省点・課題
　機体本体の作成は順調であり、問題はない。
　制御システムについては機体完成後の調整が必要となる。
　赤外線誘導のための光学系作成と調整が現状で一番不確実性の高いシステムである。自律制御用マイコンボードが来月末までに完成する予定なので６月前半までに光学系の機械部分を完成させ、統合テストを行う予定である。

航空宇宙工学専攻
D1　芳川　昇之
チームF

F_2016s_6_2

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