初心者のためのマイクロドローン入門 FPVドローン / レーシングドローンの飛ばし方
![BETAFPV Beta75XHD CineWhoop replaced onto 85mm frame, Jumper T12 Pro radio, BETAFPV VR01 FPV Goggle BETAFPV Beta75XHD CineWhoop replaced onto 85mm frame, Jumper T12 Pro OpenTX radio, BETAFPV VR01 FPV Goggle](gif/lazy_dummy.gif)
ここでは奥の深いFPVドローンの世界に、最初の一歩を踏み出すための基本情報をまとめてみました。
なお、このほかのホビードローンについては ドローン入門 初心者のためのホビードローンの基礎知識 のページをご覧ください。
- FPVとは
- First Person View = 一人称視点。 ドローンにおいては、地上の操縦者から見た視点ではなく、ドローンに搭載されたカメラの映像だけを頼りに操縦すること。
- マイクロドローン/FPVドローン/レーシングドローンとは
- FPVドローンで撮影されたビデオ
- FPVドローンを楽しむのに必要なもの
- 初心者のためのプロポ/送信機の選び方
- OpenTX/EdgeTXプロポの使い方
- 初心者のためのマイクロドローン/FPVドローンの選び方
- 初心者のためのFPVゴーグルの選び方
- 国家試験:無線従事者免許の取得
- 空撮用カメラの搭載 / Cine Whoop / Cinelifter
- ドローンの飛行ルールの確認:FPVゴーグルの違法性
- 最低どのくらいの練習が必要か
- ドローンを修理する
- マイクロドローン/FPVドローン/レーシングドローンの用語・略語の知識
- ドローンのアンテナに関する知識
- 関連リンク集
マイクロドローン/FPVドローン/レーシングドローンとは
![BetaFPV Meteor75 Lite Tiny Whoop in FPV Whoop Racing Advanced Kit 2 BetaFPV Meteor75 Lite Tiny Whoop in FPV Whoop Racing Advanced Kit 2](gif/lazy_dummy.gif)
しかし重量に比較して高出力なモーターを搭載するゆえに、その操縦は非常にシビア、操縦フィーリングは、DJIやParrotなどの空撮用Self-leveling(自己安定)ドローンとは全く異なります。 買ってすぐに自由に飛行、とはいきません。 思い通りに飛行させるには、相当な練習を繰り返す必要があります。
呼称について
このカテゴリーのドローンの呼称は、人や地域、シチュエーションによってさまざまなバリエーションがあります。 全般的に、FPVゴーグルを使って操縦するドローンを「FPVドローン」(日本では「マイクロドローン」とも)や「レーシングドローン」と呼びます。 また、丸いプロペラガードが付いた小型モデルを「Tiny Whoop(タイニーフープ)」「Micro Whoop(マイクロフープ)」と呼んだり、ビデオ録画機能を持つものを「Cinelifter(シネリフター)」や「Cine Whoop(シネフープ)」と呼ぶことがあります。
FPVドローンで撮影されたビデオ
まずはFPVドローンで撮影された、驚異的な空撮ビデオのいくつかをご紹介します。これはFPVドローンパイロット Jay Christensen氏による撮影で、アメリカ、ミネソタ州のボーリング場を舞台にしたビデオです。
FPVドローンを楽しむのに必要なもの
FPVドローンを楽しむのには、下記のようなものが必要です。- プロポ/送信機
- FPVドローンのコントロールには、ラジコン用プロポ/送信機を使用します。 コントロールにはいくつかのプロトコル(通信方式)があります。 飛行させたいドローンが搭載しているプロトコルをサポートする送信機を入手する必要があります。
- ドローン
- 価格は1万円程度から、高性能・大型機になると3~4万円もしくはそれ以上します。 重量も数十グラムからモデルによっては数百グラムと、幅があります。 完成品を買うだけでなく、自分でパーツを買い集めて組み立てることもできます。 最初はクラッシュしまくるので、安くて修理用交換パーツもそろっている、小型の機体で練習することをお勧めします。
- FPVゴーグル
- 頭にかぶり、ドローンに搭載されたカメラの映像を受信して、操縦に使用します。 FPVドローンは小さく、しかも高速に飛行するので、空撮用ドローンのように地上視点でコントロールするのはまず不可能。 FPVゴーグルは必須の装備です。
- 無線従事者免許および無線局免許
- FPVドローンに搭載されるビデオ送信機(VTX)は、5.8GHz帯のアマチュア無線電波を使用するため、国内で使用するには免許が必要です。 操縦士に対しては無線従事者免許(略称「従免」)と、ビデオ送信機(VTX)に対しては無線局免許(略称「局免」)の、2つの免許取得が必要です。
- 工作のスキル
- クラッシュで破損したり、配線が断線したときに修理できる工作のスキルがあると、よりベターです。 特に基本的な電子工作の知識と、ハンダ付けのスキルはぜひとも身に着けてください。 FPVドローンは、購入後に調整、修理が必要なものも少なくありません。 逆に言えば、調整、修理もFPVドローンの楽しみの一つです。
国家試験:無線従事者免許の取得
![無線従事者免許 電話級アマチュア無線技士 無線従事者免許 電話級アマチュア無線技士](gif/lazy_dummy.gif)
![無線従事者免許 第三級陸上特殊無線技士 無線従事者免許 第三級陸上特殊無線技士](gif/lazy_dummy.gif)
なお米国においても、25mWを超える出力のVTXを使う場合、および5.8GHz帯のなかの特定のバンド、チャンネルを使用する場合には、アマチュア無線の免許(HAM license)が必要となります。
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3級と4級の両方に対応する、唯一のアマチュア無線テキスト&問題集。練習問題の他、直前対策の暗記事項など実用的な付録を収載。
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「三陸特」はこの1冊で!合格のポイントをやさしく解説! 本書は第三級陸上特殊無線技士試験(三陸特)の受験対策書です。 試験科目に合わせた「法規」と「無線工学」の2編構成とし、「法規」は、試験に出題されている法令の要点をわかりやすく解説しています。「無線工学」は、試験に出るポイントに絞り、図を用いながらやさしくていねいに解説しています。
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空撮用カメラの搭載 / Cine Whoop / Cinelifter
![Happymodel Mobula7 HD 1080p Cine Whoop Happymodel Mobula7 HD 1080p Cine Whoop](gif/lazy_dummy.gif)
もともとFPVドローンに搭載されているFPVカメラは画質も低めで、またFPVゴーグルの録画機能(DVR)で録画すると、電波を経由するのでノイズが入ります。 クリアで高画質な空撮ビデオを撮るには、別途ドローンに録画用カメラを搭載する必要があります。
![BetaFPV Beta85X 4K Cine Whoop BetaFPV Beta85X 4K Cine Whoop](gif/lazy_dummy.gif)
録画機能を備えたモデル
2018年ごろから、 Eachine社のCinecam、 Happymodel社のMobula 7 HDやMobula6 HD、 iFlight社のCinebee、 BetaFPV社のBeta85X HDやBeta75X HD, Meteo65 HD など、 FPVドローン本体に録画機能を備えたモデルがいくつか登場しています。 パワーよりも安定性を重視するため、出力がやや低めの2S~3Sバッテリーを搭載し、プロペラは4枚羽根を採用したモデルが多いようです。 多くは離陸重量100gを切るため、航空法による制約も緩和されます。 中には4K録画機能を持ったものもあり、これらのモデルを使えば手軽に空撮が楽しめます。
アクションカメラの搭載
![iFlight Nazgul Evoque and GoPro HERO 8 iFlight Nazgul Evoque and GoPro HERO 8](gif/lazy_dummy.gif)
Naked Camera (ネイキッドカメラ) の搭載
GoProなどのアクションカメラを解体して小型軽量化し、FPVドローンに搭載して空撮ビデオを撮影することが行われています。 カメラからメインボードとレンズ部分だけを取り出し、3Dプリンタなどで作成した専用ケースに入れ、全部で15~30グラム程度に軽量化します。
![BetaFPV Beta85X V2 and Naked Camera BetaFPV Beta85X V2 and Naked Camera](gif/lazy_dummy.gif)
FPVドローン向け小型カメラの利用
![Firefly Baby Quad and BETAFPV SMO 4K Camera Firefly Baby Quad and BETAFPV SMO 4K Camera](gif/lazy_dummy.gif)
ドローンの飛行ルールの確認:FPVゴーグルの違法性
FPVドローンには、離陸重量100g未満であるものも多く、ドローンの飛行ルールは大幅に緩和されますが、どこでも自由に飛行させてよいわけではありません。 法律違反を犯さないよう、事前に ドローンの飛行ルール をしっかり確認しておきましょう。 なお、FPVゴーグルを使用した操縦は「目視」による飛行とは認められません。 航空法上、離陸重量100g(2022年6月19日までは200g)を超える機体のFPVドローンの飛行には監視オブザーバーの立ち合いが必要(目視範囲内で常時監視が必要)となるのでご注意ください。(注意:日本の航空法においては「離陸重量」には、バッテリー以外の取り外し可能な付属品の重量は含みません)
最低どのくらいの練習が必要か
私の経験では、約10回(バッテリー10本分)程度の練習時間で、ようやく Angleモード で部屋の中を一周フライトしたのちにクラッシュする程度までに。 また、約20回程度の練習時間で、部屋の中を何周か旋回したのちにクラッシュする程度までには「操縦(?)」できるようになりました。 しかしそのころにはドローンのフレームにはひびが入ってボロボロに。 家の中を Acroモード で自由に飛行できるようになるまでには4か月ほどかかりました。その間にカメラの断線を1回、バッテリーコネクタの断線を2回修理し、4つのプロペラはそれぞれ1~2回交換し、フレームは3回交換しました。 アクションゲームの得意な方なら、もっと早く上達するのではないでしょうか。コントロールを失っても破損や紛失の可能性が少ないので、屋内で練習を始めることをお勧めします。 また1回の飛行時間が3~5分程度と短いので、バッテリーを多めに準備するのも良いでしょう。 しかし最初のうちは操縦の難しさのため、バッテリー2本分も飛ばすと疲れて休憩したくなります。 最初は少しずつフライトして、徐々に練習時間を増やしていくのが良いと思います。 また、ドローンの破損を防ぐために、パソコンの ドローンシミュレーター も活用しましょう。
![](../png/button_viewyoutube_jp.png)
フライト上達の秘訣は、 マイクロドローン/FPVドローンで撮影された驚異の空撮ビデオ のページで紹介している、スウェーデンのFPVドローンパイロット、 Matin Hamarahem氏へのインタビュー記事 にもあるように、ただひたすら "Practice, practice and practice" です。
ドローンを修理する
何度もクラッシュすると、フレームやプロペラが破損したり、配線が断線したりします。 ドローンメーカーのオフィシャルサイトなどで、これらのスペアパーツをそろえておきましょう。 また、精密ドライバーやハンダごて、拡大鏡など、修理のための工具も準備しておきましょう。 ドライバーは、とりあえずプラスの#0が1本あれば事足ります。 ハンダごては、15~20W程度の、低温の電子回路用を使用します。バッテリーのコネクタの補修
![BetaFPV Amass XT30 plug connector BetaFPV Amass XT30 plug connector](gif/lazy_dummy.gif)
通販サイトでもスペアのコネクタを取り扱っています。 ドローンにバッテリーを接続した状態でコネクタケーブルをあちこち触って断線箇所を特定し、ハンダごてを使って交換しましょう。 破損個所によっては、ボード上の付け根から交換するのではなく、ケーブルを途中で切断して、つぎ足すようにハンダ付けする手もあります。
カメラの配線の補修
![BetaFPV Nano HD Camera BetaFPV Nano HD Camera](gif/lazy_dummy.gif)
あるいは時間とともに画面にノイズが入る場合は、オーバーヒートの可能性を疑ってください。VTXボードは比較的短時間で高温になり、動作不良を起こすことがあります。 こんな時はドローンからバッテリーを取り外して、しばらく冷やしてみてください。 カメラに向かって息をフーフー吹きかけると、ユニットが冷えて、映像が戻ってきたりします。
現象 | 原因 | 対策 |
---|---|---|
ドローンに衝撃や強い力を加えた直後にビデオ画面が映らなくなった、もしくはノイズが乗るようになった | カメラとVTXボード、VTXボードとFCボード間の配線の断線または接触不良 | 断線箇所を探し、ハンダで補修 |
ある日ドローンを起動したらビデオ画面が映らなくなっていた、もしくは電波到達距離が減少した、ノイズが乗るようになった |
何らかの理由でVTXの送信バンド、チャンネルが変わってしまった
(FPVゴーグルのバッテリ切れ、アンテナやゴーグルの故障の可能性も...) |
FPVゴーグルでスキャンを実行、もしくはドローンのファームウェア設定(送信バンド・チャンネル)を確認・変更 |
ドローンを起動した後、しばらくそのままにしたらビデオ画面が映らなくなった | VTXのオーバーヒート | ドローンからバッテリーを取り外して、しばらく冷やす |
モーターの回転に比例するように、FPVゴーグルの画面に縞模様が入る | VTXアンテナの接触不良など | FCボードとVTXアンテナの接続部を確認・再接続する |
フレームの補修
![Frame guard for Tiny Whoop using sponge tape Frame guard for Tiny Whoop using sponge tape](gif/lazy_dummy.gif)
事前に、100円ショップで買える「コーナーガードテープ」(スポンジに両面テープが貼られたもの)をフレーム外周にぐるりと貼り付けておくと、比較的クラッシュに強くなります。 Tiny Whoopでは、"おでこ"にもこれを貼っておくと、フローリングのようなつるつるの床でも、 タートルモード で起き上がりやすくなります。
ともかくフレームは消耗品です。多めにスペアを準備しておきましょう。
プロポの調整/キャリブレーション
![OpenTX Stick calibration screen OpenTX Stick calibration screen](gif/lazy_dummy.gif)
スティックエンドの交換
![Jumper T12 Pro with replaced gimbal stick Jumper T12 Pro with replaced gimbal stick](gif/lazy_dummy.gif)
なお、プロポのスティックはネジの直径が3mmのものと4mmのものがあります。 スティックエンドを購入するときはご注意ください。 写真のスティックは3mmです。
スティックの長さを変える
![Center screw of RadioMaster TX16S Mark II AG01 CNC Hall gimbal Center screw of RadioMaster TX16S Mark II AG01 CNC Hall gimbal](gif/lazy_dummy.gif)
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エスコ 11本組ドライバーセット(精密用) EA552GC
エスコ 1267円
<セット内容>:11本組(+)ドライバー:#0000・#000・#00・#0・#1(‐)ドライバー:1.0・1.2・1.4・1.8・2.4・3.0mm全長:70/120mm重量:160g
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めがねルーペ アップグレード版USB充電式
Bijia 1680円
【5種類レンズ付き】軽量のアクリル製レンズを採用し、作業用途に応じて倍率の変更が可能。拡大倍率は1.0倍1.5倍2.0倍2.5倍3.5倍5種類が使用可能、精密機器の組み立て、手芸などにもご使用頂けます。【角度を調節】レンズとフレーム部分は、内外ギア式埋込結合を採用しています。眼鏡フレームはヘッドマウントタイプに交換可能です。長時間のご使用も可能です。
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goot(グット) 精密プリント基板用はんだこて CS-21 日本製
太洋電機産業(goot) 1718円
精密作業に最適な高性能タイプです。●【用途】●精密プリント基板用はんだこて15W。●【機能・特徴】●高性能セラミックヒーター搭載のはんだこてです。●極細タイプの鉛フリー対応こて先を採用しています。●こて先とグリップの距離が短く作業性が抜群です。●RoHS対応品です。
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[太洋電機産業] 作業ヘルパー ST-95
太洋電機産業(goot) 1783円
快適な作業ができるSupportシリーズ! クラフト作業のサポートにお勧めです。 逆作用ピンセットで確実にホールド! 可動軸4か所で自由に固定! 角型ベースサイズ:50 X 50mm 重量:330gで安定して行えます。 温度が高くなる場合は、先端のカバーを外してご使用ください。 熱収縮チューブΦ3で簡単に付け直すことができます。
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Sanwa(三和電気計器) デジタルマルチメーター PM-3
三和電気計器 3264円
厚さ8.5mmの薄型手帳タイプのデジタルテスタ。 容量・周波数・デューティー比測定可能多機能タイプ。 オートパワーオフ・データホールド・リラティブ機能搭載 。
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フタバ DJIなどのM3ネジ用 フラワー型 スティックヘッド 大型ヘッドで保持力 安定性アップ
ノーブランド品 800円
3Dフライト時や指先が湿った際などに安定したスティックグリップを提供。
マイクロドローン/FPVドローン/レーシングドローンの用語・略語の知識
ここでは、主にFPVドローンの製品仕様を読み解くのに必要となる、用語・略語を解説します。 多くはラジコン用語が語源になっています。 ただし明確な定義がない用語も多く、異なる意味で使用されることもあります。用語・略語 | 語源 | 意味 |
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AIO | All-In-One | ESCやVTXなど、ドローンの飛行に必要な回路を1枚に集約したFCボード。受信機も搭載したものもあります。 何が搭載されていればAIOと呼べるか、といった定義はありません。 |
BEC | Battery Eliminator Circuitry | 直訳すると「バッテリー削減回路」。 元の意味は、モーター駆動用のバッテリーと制御回路用のバッテリーを共用する(搭載するバッテリーの数を削減:Eliminateする)ための回路。 転じてバッテリーからの電力を各パーツに供給する回路や、そこへ接続するバッテリーのコネクタを指したりもします。 |
BNF | Bind-N-Fly / Bind and Fly | 「(あなたの持っているプロポと)バインドすればすぐ飛ばせる」の意味。 プロポやFPVゴーグルの含まれていない、ドローン本体のみの完成品セット商品。 もとはHorizon Hobbyの商標。 商品によっては、バッテリー、充電器、専用キャリングケース、ドライバーなどツール、予備のプロペラやケーブル・ネジ類も含まれていることがあります。 |
RTF | Ready-To-Fly | フライトに必要なものがすべて同梱された完成品セット商品。 通常、ドローン、プロポ、FPVゴーグル、バッテリー、充電器が含まれています。 専用キャリングケースやドライバーなどツール、予備のプロペラやケーブル・ネジ類も含まれていることがあります。 |
PNP | Plug N' Play / Plug and Play | 「プラグを差し込めばすぐ使える」の意味。 ラジコン用語としては、簡単に組み立てられる半完成キット商品を指す。 通常、受信機、バッテリー、充電器、プロポ、FPVゴーグルは別売となっています。 ドローンに於いては特に「受信機非搭載」の意味で使用されることが多い。 RxR ( Receiver-Ready : 受信機別売 ) と呼ばれることもあります。 |
AT32 | - | 中国 ArteryTek社 製のプロセッサのシリーズ名。 ドローンにおいては、「STM32」より安くて高性能な代替品として、これを搭載したFCが2023年頃から製品化されている。 ただしBetaflightはまだ正式対応していない。 正式対応はBetaflight 4.5(リリース時期未定)からとなる見込み。 |
F1, F3, F4, F7, H7 | - | FCのCPUとして使用されている、 STMicroelectronics社 製の「STM32」プロセッサのシリーズ名。 ドローンにおいては、現在は F4シリーズ が主流。高性能モデルではF7, H7シリーズが使用される場合もあります。 |
FC | Flight Controller | ドローンの飛行を制御する制御回路。CPU (MCU)、ジャイロセンサー、加速度センサーなどから成る。 |
ESC | Electric Speed Controller | FCからの指示を受けて、モーターに適切な電力を供給する回路。各モーターに1つのESCが必要。 4in1 ESCとは、4台のESCが一つのボードに組み込まれた製品。 |
SPI | Serial Peripheral Interface | FCボード上で、マイクロコントローラ(CPU)と周辺デバイスを接続する信号線。シリアルバス。 ここを流れる信号には SBUS, IBUS, XBUS, CRSF (Crossfire) など、多くのプロトコルがある。 シリアルバスの信号は、FCボードに設けられたUARTピンを経由して、外付けデバイスの制御にも使用される。 FCに接続する周辺デバイス(受信機など)の購入時には、FCとインターフェース/プロトコルが一致することを確認する必要があります。 |
UART | Universal Asynchronous Receiver/Transmitter | 本来の意味はシリアル信号とパラレル信号を変換する変換回路。 ドローンにおいては、FCボードに搭載された、外付けデバイスを接続するためのUARTポートのことを指す。 F3, F4シリーズプロセッサでは2-5個のポートが、F7シリーズでは3-7個のポートが搭載できる。 各ポートはTX(送信)、RX(受信)の2ピンで構成されていて、外付けデバイスのTXをFCボード(CPU)のRXへ、外付けデバイスのRXをFCボード(CPU)のTXへ接続する。 ただしKISSのFCは、TXピンにRX(を接続する)、RXピンにTX(を接続する)と印刷されている。 |
Tx | Transmitter | 送信機。出力ポート。プロポを指すこともあります。 |
Rx | Receiver | 受信機。入力ポート。ドローンに搭載する、プロポからのコマンドを受信する回路を指すこともあります。 |
VTX | Video Transmitter | ビデオ送信機。ドローンにおいては、FPVゴーグルで受信するための、FPVカメラの画像を送信する装置。 一方、FPVゴーグルに搭載されるビデオ受信機は VRX とも呼ばれる。 |
Air Unit | - | ビデオ送信機。主に デジタルFPVシステム における、カメラ、アンテナを含めたVTXのセットを指すことが多い。 この呼び方の発祥は"DJI FPV Air Unit"。 DJIのAir Unitには、VTXの機能に加えて、DJIのコントローラーとバインドする、FCの機能の一部も搭載されています。 |
Quad | Quadcopter | プロペラ/モーターを4基搭載したドローンのこと。 |
True X / Deadcat | - | ドローンのフレームの形を形容する言葉。"True X"は上から見たときに前後左右対称のX字型をしていることを示す。"Deadcat"は前方の2本のフレームが左右に広がっていて、カメラにプロペラが写りこみにくくなっている。 |
Toothpick | - | プロペラガードが無く、大きなプロペラを取り付けるために、長いプロペラアームが突き出しているモデル。主にレース向き。Toothpick とは「つまようじ」のこと。 |
Whoop | - | フープ : 輪っかのこと。ドローンにおいては、丸いプロペラガードが付いた小型のモデルを指す。 |
Cinelifter | - | 空撮用カメラが搭載できるFPVドローン。Whoopタイプのモデルは CineWhoop と呼ぶ。 |
standard | Application | description |
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SRRC (State Radio Regulation of China) | 中国 | 中華人民共和国工業情報化部(MIIT:Ministry of Industry and Information Technology)の型式認証 |
CE (Conformiteé Européenne) | EUその他 | EN規格(EU統一規格)で定められた、製品の技術的要件や手続き上の要件(指令)。EU圏およびその他多くの国での型式認証に使われる。 |
FCC (Federal Communication Commission) | 米国 | 米国連邦通信委員会の型式認証 |
MIC (Ministry of Internal Affairs and Communications) | 日本 | 日本総務省(MIC)の型式認証。技術基準適合証明(技適)。 |