HobbyKingの[MultiWii 328P Flight Controller w/FTDI & DSM2 Port]の使い方

先日記事をアップした機体でも使っている，HobbyKingのMultiWii基板ですが，すんなり使うには一苦労したので，メモも兼ねて使い方を書いておきます．

まず，ものはこちら．USB-シリアル変換であるFT232RLも乗っており，MultiWiiのファームがすでに書かれているので，USB接続するだけでArduinoIDEから認識することができます．

■基板について
本家に具体的な基板の説明が全く無いのでここに書いておきます．
まず，基板の外観+センサなどの配置はこのようになっています．
この基板ではspectramの受信機とシリアルでつなげる機能がありますが，国内ではspectramのプロポは使えないのでとりあえず無視．
そのため，図中のジャンパは図の右側で固定使用になります．このジャンパを正しく設定しておかないと，設定ソフトで設定ができなくなります．
普通の受信機の場合は図右のTHRからAX1までに接続します．AX2から4は後述しますが，排他利用のため，そのままでは使えません．
ESCは右下のD9，D10，D3，D11につなぎます．どこにどうつなぐかは後述します．

まずは情報のまとめから．

使用されているIC一覧
U2 FT232RL
U3 ATMega328
U4 5Vto3.3Vのレギュレータ
U5 HMC5883L
U6 BMP085
U7 ITG3205
U8 BMA180
U9 TXS0102DCUR??　双方向のI2Cレベルコンバータ

ATmega328Pのピン接続
PB0 　NC?
PB1 　D9　&　BUZ
PB2 　D10
PB3 　D11
PB4 　A3　&　PWR
PB5 　D4(汎用LED)
PB6 　XTAL
PB7 　XTAL
PC0 　A0
PC1 　A1
PC2 　A2
PC3 　NC?
PC4 　U9のB2
PC5 　U9のB1
PC6 　ISPの#RESET
ADC6　BUZの上
ADC7　AX4の下
PD0 　AX2　&　FT232のTX
PD1 　AX3　&　LCD　&　FT232のRX
PD2 　THR
PD3 　D3　&　AX4
PD4 　ROL
PD5 　PIT
PD6 　YAW
PD7 　AX1

となっています．ISPはRESET以外もちゃんとつながっているんですが，面倒臭がって書いていません．
ここで注意するのは，&で書かれているものは，それぞれ全てに接続されており，排他利用形式になります．
そのため，受信機をすんなり接続できるのはTHRからAX1までとなり，それ以上は面倒になります．というか，PD3なんて，出力とかちあってるのでどう考えても利用できません．

■接続・設定から飛ばすまで
買った状態そのままの基板でも，MultiWiiの基本的なプログラムは書き込まれていました．デフォルトで，クアッドコプタのX配置の設定になっています．これを変えるには，プログラムを書き換えないていけません．プログラムの書き換えについては後述．

英語読める人はここからどうぞ．
http://www.multiwiicopter.com/pages/multiwiicopter-wiki

まずはMultiWiiの本家プロジェクトから設定ツールをダウンロードします．設定ツールがないと，ゲイン設定などができないので必須です．
http://code.google.com/p/multiwii/downloads/detail?name=MultiWii_2_1.zip&can=2&q=
ここからMultiWii_2_1.zipをダウンロードして適当な場所で解凍すると
　MultiWii_2_1
　MultiWiiConf_2_1
　change.txt
となるはずです．このMultiWiiConfが設定ツールになります．MultiWiiの方は，Arduinoのソースなので，ここでは置いておきます．
設定ツールはJAVAで作られているので，JAVAのランタイムが必要になります．適当にダウンロードしてインストールしておいてください．それが終われば，MultiWiiConfの下の自分の環境にあったディレクトリにあるバイナリファイルを実行するだけです．Windowsなら拡張子がexeのものです．ただ，自分はWindows7の64bit版を使ってますが，32bit版でしかうまく起動できませんでした．まぁ，使えればいいので特に気にしないことにしましょう．一応起動することを確認したら，とりあえず終了させてください．

終了したら，基板をUSBで接続し，FT232のドライバインストールが完了するまで済ませてください．仮想COMとして認識されたらMultiWiiConfを起動します．
　起動したら，左の方にあるCOMなんちゃらから基板のCOMポートを選び選択します．





接続がうまく出来ればこんな感じでCOM周辺の文字の背景が緑になります．この状態で，真ん中の白い領域の左上にあるSTARTを押します．




これもうまくいけば図のような表示になるはずです．ただし，この画像では，すでに色々と設定した基板をつないでいるので，ゲインの値やAUX1などの部分の表示が違うかと思います．大事なのは，右下に出てきた機体の表示です．この表示のとおりにESCを接続することになります．左前がD3，右前がD10，左後がD11，右後ろがD9です．そして，ペラの回転方向も右下の図のとおりにします．左前・右後ろが時計回り，右前・左後が反時計回りです．ここの表示は基板から設定を読みだした上で表示されるので，基板の設定が違うものだった場合は，違う機体が表示されます．
後は適当に基板を動かして，右にあるROLLとPITCHがそれっぽく動くか確認しましょう．とりあえずこれだけ確認できればOKです．USBを抜くときは，左上のCLOSE COMMを押してから抜きましょう．それをしないと，再接続した時に，うまく認識してくれません．

続いて，受信機とMultiWii基板をつないでからUSB接続し，プロポの設定をします．プロポは最低4chあれば操作できます．スロットルをTHRに，エレベータをPITCHに，エルロンをROLLに，ラダーをYAWにつなぎます．
この状態でMultiWiiConfを見てみると，右上の表示がそれぞれのスティックに対して反応していればOKです．
スティックの動作と水色のバーの動く向きを揃える必要があるので，適宜リバーススイッチで対応してください．
また，MultiWiiのセンター値は1500なので，特に双葉の場合はトリムでセンターが1500になるように調整してください．
次に，各スティックの最大値が1905，最小値が1095になるようにトラベルの調整をします．これが無理な場合，プログラムで調整するか，5ch目を用意しないと飛ばすことができませんので，要注意．
これでプロポの設定は完了です．

次に基板を機体にくみこみ，平らなところに置き，もう一度接続します．接続したら，真ん中の方にあるCALIB_ACCを押します．これで加速度センサのキャリブレーションを行います．これを押すときは必ず平らで水平なところに機体を起き，キャリブレーション中は触らないようにします．完了したら今度は機体を手に持ち，CALIB_MAGを押して，基板のLEDが消えるまで，ロール・ピッチ・ヨー，すべての方向についてぐるぐる回します．これで地磁気センサのキャリブレーションが完了です．

以上で，飛ばす前に必要な設定が完了です．

ここまでできたら，ESCを接続し，ペラを外した状態で各電源を入れます．この時USBは繋ぐ必要はないですが，つないでても問題無いです．電源を入れた直後はキャリブレーションを行なっているので，機体を揺らさないようにしてください．ESCは
・ガバナ無し
・スロースタート無し
・電圧監視無しorNiMH
に設定しておきます．最後のは特に重要で，複数のESCを使うマルチコプタでは，どれか一つのESCでもストップすると即墜落してしまいます．ESCの電圧検出はそんなに厳密では無い上に，モータの使用電流によって，一つだけ先に電圧監視に引っかかってしまうことがあります．もしその状態でカットオフしてしまうと，即墜落になるということです．そこで，マルチコプタでは，ESCによる電圧カットは利用せず，外付けのLiPOアラームで電圧管理します．

話がそれましたが，この状態で電源を入れると，待機状態(Disarmed)になります．この状態では，制御もされないし，プロポで操作することも出来ません．スロットルを一番下まで下げ，ラダーを右いっぱいに切ると，飛行モード(Armed)になります．ESCによってはこの時点でモータが回ります．逆に，スロットルが最低の状態でラダーを左いっぱいに切ると，再びDisarmedになります．この動作はもしもの時には，即座にモータを止めないといけないので，よく体に染み込ませておきましょう．

Armedにした状態で，スロットルを上げていくと各モータの回転数が上がるはずです．まずはペラの回転方向を先に確認した回転方向に合わせます．
続いて，スロットルを真ん中ぐらいにして機体を手で持ち，傾けてみると，下になった側のモータの回転数が上がるはずです．全方向に傾けて確認しましょう．さらに，ヨー回転させると，機体が回転した方向と同じ向きに回っているモータの回転数が上がるはずです．また，それぞれ反対側のモータは回転数が下がるはずです．
もしこれが違うようならESCの配線を疑ってください．間違ってないようなら，プログラムを修正する必要があります．

とりあえずここまで出来れば飛ばす寸前まで来たことになります．
実際に飛ばすにはゲイン調整や，加速度センサなどの有効/無効切り替えなどをしないといけませんが，だいぶ長くなってしまったので，また後日追記したいと思います．
というか，流れないように本家サイトの方に移動するかもしれません．