Drone Study Room

Let's study together !

 

まさにラビリンス! 電波法の免許の種類

 ドローン教授っす。今日は電波法、特に免許の勉強じゃ

たしかに、電波における免許の種類がありすぎて解りにくいですよね

第一級総合無線通信士のような上位免許から第四級アマチュア無線技士のような下位免許まで、23種類もあるのじゃ

すごい数ですね!

そうなのじゃ。ある資格はこれができるけど、あれはだめ。とか、この資格は、この資格の分野は出来るとか、非常にわかりづらい

そんなややこしいことが、ドローン検定2級の試験に出るんですか!

出る。しかし、覚えておかなければならない要点をつかめば大丈夫じゃ。という事で、電波法の復習と、免許について始めるよ~

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lesson49 まさにラビリンス! 電波法の免許の種類

 

電波法

電波法の基本的な詳細の説明については、今まで授業したよ

 

amatatu-i.hateblo.jp

 

amatatu-i.hateblo.jp

忘れてはいけないのが、電波に関する国際的な取り決めを行っているのが、国際電気国際連合(ITU)という組織で、日本もそれに批准しているということですよね

そうじゃ。国際電気通信連合条約国際電気通信規制(IRT)が定められておる

電波法の目的

電波法第一条で、「電波の公平且つ能率的な利用を確保する事によって、公共の福祉を増進する事を目的とするとある」ちなみに、あたつ君、電波法の所管は

警視庁とか国土交通省とか、バラバラでなんとかならないのしょうか。ドローン省とか一つにまとめて欲しいですね

なんだかんだ言って、忘れたんじゃろ。総務省じゃ

電波法における免許

無線局の開設には2つの免許が必要じゃ。「無線局の免許」「操作を行う者の免許」じゃ

車で例えるなら、車検証と運転免許証みたいなものですね

通信操作

無線電信や無線電話などの通信を行う操作をいいます。

技術操作

通信が能率的かつ確実に行われるように、通信操作に対応して無線設備の調整およびこれに付随する操作をいいます。

無線従者の種類

無線技士系・・・技術操作を主にする

アマチュア無線技士系・・・個人の趣味として無線局を運用する

特殊無線技士系・・・通信士や技術士系の下位資格として操作できる範囲を限定したもの

特殊無線技士系の資格では、アマチュア無線技師系の操作範囲の操作は行えず、一方で、アマチュア無線技師系の免許で業務に関わる操作の範囲の操作はできないのじゃ

もうすでによくわかりません

さっきも触れたが、無線従事者の種類は23種類もある。これには電波に関する古い歴史が関係してくるのじゃが、複雑すぎて説明しきれない。とにかく今の現状はこうじゃ

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参考:

総務省 電波利用ホームページ|免許関係|無線従事者資格一覧

無線従事者免許の相互関係

この23の資格の中で、上下関係があるのですね

もちろんじゃ。でもかなりむずいから、ドローン検定2級のための要点まとめま~す

・通信操作では、第一級総合無線通信士が最上位免許で全ての操作が可能。

・技術操作では、第一級陸上無線技士が最上位免許で全ての無線技術操作が可能。

・第一級総合無線通信士は第一級陸上無線技士の操作を除く全ての操作が可能

・特殊無線技士系の免許は、アマチュア無線技士の範囲の操作ができない

特殊無線技士系を除く資格のうち、第三級海上無線通信士以外は、どれも第四級アマチュア無線技士の操作範囲を操作できる。

つまり、特殊無線技士系の免許は、業務での無線操作に限定され、趣味を含む私的な操作はできないのじゃ。

第四級海上無線通信士の免許で、アマチュア無線技士の範囲OKなのに、第三級海上無線通信士の免許では操作できなくなるそうですね。まさにラビリンス!くわしくはHPで↓

www.soumu.go.jp

アマチュア無線局の保証認定による開設

アマチュア無線技士の操作範囲である、個人の趣味等での運用を目的とした無線局をアマチュア局と呼びます。

・FPV送信

・技適マークがない送信機

・技適マークがついた送信機に増幅器や付属装置を取り付けたもの

・自作送信機で、空中線電力200W以下

 

以上のものについては、第三者機関(アマチュア局の保証実施者)が実施する、アマチュア局にかかわる技術基準に適合している事の保証を受けて免許申請を行えば、無線局検査省略で免許を受ける事が可能です。

アマチュア無線技士と陸上特殊無線技士

5GHz帯の電波を用いる映像伝送装置によってFPV飛行を行う場合、第四級以上のアマチュア無線技士か、第三級以上の陸上特殊無線技士の資格が必要となります。そして、個人の趣味で用いるのか、業務として用いるのかで、必要となる資格が変わります。

もし個人の趣味としてドローンレースに出場する場合第四級アマチュア無線技士で十分です。

ただし、賞金目的での参加の場合は、アマチュア局免許及びアマチュア無線技士免許では操作出来ません。

一方の第三級陸上特殊無線技士の免許で個人の趣味の飛行は出来ません。

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検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 5GHz帯の電波を用いる映像伝送装置によって無人航空機に取り付けられたカメラの映像を操縦者に伝送する無線設備を個人の趣味で運用するとき、無線従事者に求められる資格を選びなさい

① 航空特殊無線技士

② 第三級海上無線通信士

③ 第三級陸上特殊無線技士

④ 第四級海上無線通信士

問2 第四級アマチュア無線技士の操作範囲の操作を行える無線従事者の免許として誤っているものを選びなさい

① 航空無線通信士

② 第二級陸上無線技術士

③ 第三級海上無線通信士

④ 第四級海上無線通信士

 


 

ドローンも保障付きでレンタル可能です↓

A1:④ A2:③

まとめ

いや~。ややこしい。海上・陸上・特殊 様々じゃ

FPV飛行するときは、十分注意ですね

そうじゃ。最近ではFPVで撮った画像をユーチューブで公開して収益を得る目的の場合、アマチュアではないという話しも聞く。十分注意するのじゃぞ

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

部屋の中での練習には最適じゃ↓

 

 

 

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航空法に立ち向かえ!  ドローン飛行申請

 ドローン教授っす。今日は航空法の勉強じゃ

ドローンといえば航空法! ところで、教授!。私、ついにDJIのMAVIC MINI買いましたよ。

www.dji.com

ほう。どうしてMINI2じゃないの?

安かったんですよ! バッテリー3本等の付属品がついたMoreコンボだと普通は59,400円(税込み)なんですけど、それがスーパーセールで46200円(税込み)だったんです! 本体のみの価格でコンボ買えたんです(マジです)

ほ~。それでうかれてるわけなんじゃな。199gで航空法を逃れた機体よ。来年100g未満になるうわさ知らないの? は~。それで安くなってきたのかもね~。航空法の改正でこの199gが問題になっているからの~。売れる時に売ってしまえ~的な。

ぎくっ。い、いいんですよ! こちとら、少ないお小遣いでやっと買えたんですよ!もう変更になるならなれって感じですよ。こっちはきちんと法律に則って申請ぶちかましてやりますよ!!

(逆ギレ?)そうじゃ、そのいきじゃ。どういう状況になろうと立ち向かうのがドローン操縦士じゃ。という事で、今回の授業は航空法の飛行申請についてじゃ!

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lesson48 航空法に立ち向かえ!  ドローン飛行申請

 

航空法

詳細の説明については、前回の授業の内容をみてちょうだい。

 

amatatu-i.hateblo.jp

 

要約すると、航空法で大まかなルールを定め、細かいルールは国土交通省令で定められているという事ですね。そして、もっと具体的なルールは告示です。

そうじゃ。告示は、法や省令にくらべて頻繁に変更されるから、随時確認じゃ

許可及び承認申請先

変更の大きな理由は、ドローンが増えてきて手が回らなくなってきたので、効率よくしたいっていうのが本音じゃろうな。以前は本省に申請していたが、地方航空局でもOKになったし

申請先

東京航空局(新潟、長野、静岡以東)

大阪航空局(富山、岐阜、愛知以西)

「人又は家屋の密集する地域上空」での飛行については、承認申請と同じ申請先

「制限表面上空、高さ150m以上」での飛行の場合、その場所の管轄区域の航空事務所

またがる場合等、わかりづらい場合は、必ず地方航空局に問い合わせじゃ

許可及び承認申請書類

申請に必要な書類は、場所や時間、目的、飛行方法によって異なるのじゃ

平成30年度より、国土交通省航空局が運用を行うオンラインシステム【ドローン情報基盤システム(DIPS)】にて、許可及び承認申請を行う事が出来るようになりました。必要事項の入力と、PDF等のデータ添付すれば、申請を行う事が出来ます。

申請内容

様式1 無人航空機の飛行に関する許可・承認申請書

様式2 無人航空機の機能・性能に関する基準適合確認書

様式3 無人航空機を飛行させる者に関する飛行経歴・知識・能力確認書

別途資料

・飛行経路の地図

・無人航空機及び操縦装置の仕様がわかる設計図又は多方面の写真

・無人航空機の運用限界及び、無人航空機を飛行させる方法が記載された取扱説明書の該当部分の写し

・無人航空機の追加基準への適合性

・無人航空機を飛行させるもの一覧

・申請事項に応じた飛行させる者の追加基準への適合性を示した資料

・飛行マニュアル

気が遠くなりそう~ む~り~

そんな人の為に、きちんと解りやすいマニュアルも用意されとるから、頑張りなさい。

DPS申請の手引き↓

https://www.mlit.go.jp/common/001385300.pdf

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検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 人又は家屋の密集している地域の上空の定義について航空法では国土交通省令以下に委任しているが、具体的な国勢調査の年について記述されているのもを選びなさい

① 航空法

② 省令

③ 告示

④ 通達

問2 無人航空機の飛行に関わる許可及び承認申請の説明として間違っているものを選びなさい

① 様式1の提出は必須である

② 航空局ホームページに記載されている機種で改造をおこなっていない場合は、別途添付資料2の無人航空機及び操縦装置の仕様が解る設計図又は多方面の写真」の添付を省略することができる

③ 飛行マニュアルの添付は任意である

④ 様式2の提出は必須である

 


 

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A1:③ A2:③

まとめ

ドローンスクールでの技能講習を修了すると、該当する項目についての許可申請を行う際に、書類の一部を省略する事ができるのじゃ

現在の資格の優位なところの一つですね

そうじゃ。キミがとった無人航空従事者3級は、国土交通省への許可承認申請時に操縦者の資格について証明書を添付できるのじゃ。

drone-kentei.com

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

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避けろ罰金50万円!小型無人機等飛行禁止法 

 ドローン教授っす。今日は小型無人機等飛行禁止法の勉強じゃ

今回で2回目。3級の時に勉強した内容の追加ですね

そうじゃ。3級試験では触れなかった部分もある。今回は復習と、追加事項の説明じゃ。

 

amatatu-i.hateblo.jp

この法律は200g以下だろうが、問答無用ですからね。やっかいです。

そうじゃな。来年また変更になる可能性はあるが、まずは現状の把握という意味でも、勉強しておくべきじゃろう。

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lesson47 避けろ罰金50万円!小型無人機等飛行禁止法

 

小型無人機等飛行禁止法

詳細の説明については、前回の授業の内容をみてちょうだい。要約すると、この法律の正式名称を見るとわかる。小型無人機等飛行禁止法の正式名称は、『国会議事堂、内閣総理大臣官邸その他の重要な施設等、外国公館等及び原子力事業所の周辺地域の上空における小型無人機等の飛行の禁止に関する法律』じゃ!

そのまんまか~い!

航空法との違い

航空法上の「無人航空機」は

①飛行機 ②回転翼飛行機 ③滑空機 ④飛行船

の無人機に限定されていて、200g未満の機体は除外されています。

一方、小型無人機等飛行禁止法①から④以外のラジコン気球や、ラジコンパラグライダーも対象になり、重量制限がありません。

小型無人機等飛行禁止法の目的と所管

小型無人機等飛行禁止法は正式名称の通り、国の重要な施設などに対する上空からの危険を未然に防止するために制定されました。

所管は、警視庁! 詳しくは警視庁のホームページへ!

ちなみに、航空法の所管は、国土交通省です

第8条2項

①対象施設の管理者又はその同意を得たものが飛行させる場合

②対象施設周辺地域内の土地所有者・占有者又はその同意を得たものが、その土地の上空に限って飛行させる場合

③国又は地方公共団体の業務を実施するために飛行させる場合(国又は地方公共団体から依頼を受けた者が飛行させる場

この何れかに該当する場合は、飛行可能じゃ。

通報

前の第8条2項を飛行させる場合には、必ず通報を行う必要がある

国家公安委員会規則の定めるところにより、対象施設周辺地域を管轄する都道府県公安委員会等に通報を行わなければなりません。また、通報に関しては、警察署において実際に飛行させる機体を提示する必要があります。(だだし、非常に重いなど提示困難の場合、機体の写真でも可能です)

しかも、飛行開始48時間前までじゃ

航空法の承認があれば、第8条2項の通報はいらないのですか?

だめじゃ。航空法がOKだそうが、通報しようが、要するに管理者・所有者のOKがなければム~リ~

管理者・土地所有者のOKを貰ったその後、通報ですね

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対象施設の安全確保

安全確保の為、対象施設周辺地域の上空を無断で飛行している操縦者に対し、退去など必要な措置を命じる事ができるとされています。

誤って飛行してしまった場合も、ただちに警察官の指示に従う必要がある。

罰則

警察官の命令に従わなかった場合、あまたつ君どうなるんだっけ?

1年以下の懲役又は50万円以下の罰金です……。第8条2項違反も同じです

対象施設と対象周辺地域

対象施設とは重要な施設の上空の意味で、対象周辺地域とは、その施設からおおむね300mの地域を言います。

対象施設および対象周辺地域の情報は、そこを管轄する警察署に相談する事をおすすめします。ホームページにも情報は掲載されておる!

www.npa.go.jp

検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 小型無人機等飛行禁止法の説明で誤っているものを選びなさい

① 東京駅は対象施設とされている

② 国会議事堂は対象施設とされている

③ 対象施設の管理者の同意があっても、対象周辺地域に指定されている土地の上空で小型無人機を飛行させる場合についてはその土地の所有者の同意が必要である

④ 内閣官房長官公邸は対象施設とされている

問2 小型無人機等飛行禁止法の説明で正しいものを選びなさい

① 対象施設周辺地域とは、対象施設の敷地・区域から、内側300m以内の領域のことである

② 対象施設周辺地域の上空で小型無人機を飛行させる場合は、対象施設が所在する役場に届け出を行わなければならない

③ 対象施設は東京都のみに所在している

④ 発電目的以外で原子力を扱う研究機関等も対象施設に指定される場合がある

 


 

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A1:① A2:④

まとめ

以前にも言ったが、対象周辺施設に指定されているエリアの場合は、たとえ自宅の敷地内であっても通報せずに飛行できないから注意が必要じゃ!

自宅敷地で、トイドローン飛ばしても、懲役1年又は罰金50万~

その可能性もある。おとなしく部屋の中で飛ばしなさい。

 

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

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ドローンの【リスクマネジメント】について

 ドローン教授っす。今日はリスクマネジメントについての授業じゃ

はい。それはまさに、ドローン操縦者の責任ってやつですよね。

そうじゃ。無人航空従事者3級の試験の勉強でもさんざんやった。当然↓の授業のとおりなのじゃが、リスクについて少し詳しく説明したいと思うのじゃ。

 

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ところで質問じゃ。キミ、トラブルリスク違い言える?

当たり前ですよ~。それ同じ意味じゃないですか~

はい、ハズレ。全然別物じゃ! まぁよい。今日の授業で解ればいいのじゃ。さっそくリスクマネジメントやるよ~

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lesson46 ドローンの【リスクマネジメント】について

 

リスク管理

リスクとは「発生していない事象に対する危険性」を意味し、トラブルとは、「すでに何らかの故障・異常が生じている状態」を意味するのじゃ

リスクの種類

トラブルによってドローンが操作不能になる事を、「アンコントローラブル」と言います。

他者に危害を加えるリスク

・墜落のリスク

・電波障害のリスク

・航空交通やその他の交通のリスク

アンコントローラブルになってしまったら、ぞっとします! その為に保険の勉強もしましたね

 

amatatu-i.hateblo.jp

その他のリスク

・機材に関するリスク 

・業務遂行に関するリスク

・バッテリーや燃料に関するリスク

・飛行の妨害を受けるリスク

バッテリーの容量とか、飛行計画とかで十分勉強しました

 

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リスクの分析

リスク分析とは、危険性の高さを段階毎に算定することじゃ

①人に怪我をさせる

②交通の障害になる

③他社の物件に損害を与える

④自分の関係者に損害を与える

 

人に怪我をさせるというのが1番やばいという事ですね

リスクマネジメント

リスクマネジメントで重要なことはなんだと思う?

危険予知ですか?

正解のようじゃが、まだ足りん。出来る限りの多くのリスクを事前に想定しておく事。そして、そのリスクが実際にトラブルを生じた時の対処の手順を定めておく事を踏まえ、本当のリスクマネジメントは別にある。一番重要な事は、どの程度危険性が高まった時に、対処を実行するかの基準を定める事なのじゃ

なるほど! 対処方法や、いつ実行に移すかまで考えておけば、被害が最小限に抑えられますね

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安全領域の計算

※安全領域の計算では、暴走状態ではなく、何らかのトラブルでアンコントローラブルの状態で自然落下する事を想定します。

この落下の計算は基礎力学で勉強したので、忘れた人は見てくれ!

 

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しっかし、この基礎力学って人気ないね~。でも大事なのよ~

例題

例えば、飛行目的は空撮。飛行時間4分でA地点からB地点(200m)まで行って、また戻ってくるように飛ばすと仮定する。A地点からB地点までの結ぶ線はレグと呼ぶのじゃ

AからBまで10m/sのスピードで、44.1mの高さ距離200m進みます。もし、200m進んだ地点でアンコントローラブルとなってしまった場合の事を考えると、安全領域は200m+何m必要でしょうか。

はい!3級の計算式を使えば解けます! 自然落下の時間は、重力加速度を9.8m/s2とするとt=√9=3秒ですので、10m/sで進む場合は3x10=30m先に落下する事になります。

正解じゃ、よってAからBのレグの安全領域は、200m+30mというわけじゃ。このように飛行計画のすべてのレグの安全領域の計算をするのが、重要なのじゃ

やっと勉強がつながりましたよ。計算問題ってこんなふうに利用するんですね。このことから、前進速度が速ければ速いほど、高さが高ければ高いほど、安全領域は広がるという事ですね

検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 次のうち最もリスクが高いものを選びなさい

① 機体の運搬を専用のキャリーケースに入れて衝撃を与えずに運搬した時

② 操縦者の所有する建物の室内にて飛行させる時

③ 高性能な姿勢制御装置を有するオクトコプターを高速道路の上空で飛行させる時

④ クアッドコプターを公道に面してない田んぼの上空で飛行させる時

問2 リスクマネジメントの説明として正しいものを選びなさい

① 不測の事態が発生しないように講じること

② トラブルの発生を低減する対策を講じること

③ トラブルを生じた際にどのような対処をとるべきか手順を定めておくこと

④ リスクの大きさがどの程度か算定する事

 


 

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A1:③ A2:③ 

まとめ

リスクとトラブルは別ものじゃから、定義に注意する必要がある

リスク管理はドローンを操縦するものにとって、やばいくらい大事ですね

そうなのじゃ。リスクマネジメントをしっかりな。あまたつ君!

 

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

練習には最適じゃ

 

 

 

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全地球測位システム【GNSS】の全容!

 ドローン教授っす。今日は全地球測位システムを詳しく授業しようとおもう~う

地球防衛軍的な名称ですけど、それGPSの総称でしたよね。以前勉強しましたし。

 

amatatu-i.hateblo.jp

 

覚えていたか。さすが無人航空従事者3級じゃ。基本的な内容は以前の授業を見てもらえば、だいたい分かる。今回の授業はもう少しだけ詳しくやろうと思うのじゃ

いいっすね~。前回の授業で、会社の上司からのGPS追跡をかわす方法をみつけましたし、また新たなさぼる方法がわかるかもしれませんね

(絶対くびじゃな)本日は、全地球測位システム【GNSS】についてじゃ

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lesson45 全地球測位システム【GNSS】の全容

 

全地球測位システム【GNSS】とは

上空約2万Kmの高さで周回している人工衛星を用いて、地球上における位置を測定するシステムの総称を、全地球測位システム【GNSS】と呼んでいるのじゃ

GPS

その中でも、アメリカが開発運用しているものをGPSと呼びます。

GLONASS(グロナス)

ロシアが開発運用しているものをGLONASS(グロナス)と呼びます。

Galileo(ガリレオ)

ヨーロッパではGalileo(ガリレオ)が運用されています

みちびき

日本は、GPSと互換性のあるみちびきという衛星システムを開発しているのじゃ

その中で、ドローンの多くがGPSを使用しているということですね

GPSの電波

現在衛星軌道には、30基以上ものGPS衛星が周回しており(内24基稼働中)、このうち4基以上の信号を受信することで、緯度、経度、高度から自分の位置を特定しています。

GPSの時計が1μs(0.000001秒)ずれただけで、衛星からの距離が300m誤差がでるのじゃ

GPSは信号を発信する人口衛星【GPS衛星】

その制御をモニタリングする【GPS地上局】

電波を受信解析することで位置を測定する【GPS受信機】

の3つのブロックで成り立っています。

L1帯・L2帯

電波はL1帯とL2帯にわかれており、それぞれ1575.42MHz、1227.6MHzの周波数で送られます。

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GPSのデータと速度

GPS衛星から送られてくるデータは25フレームある。

1フレームは1500bitで、1フレームの中には300bitサブフレーム5つ含まれています。
これらのデータセットに

・時計の補正データ

・軌道情報

・電離層の補正パラメータ

・衛星の作動状況 の内容

が含まれています。

データの送信速度は50bit/秒なので、1つのサブフレームを受信するのに6秒を要するのじゃ。

つまり、5つのサブフレームを受信するのに、1フレーム30秒!GPSから25フレーム全て受信終わるのは…… 30x25で12分30秒!

キミ、もしかして、その12分30秒で、会社の仕事さぼろうと考えたじゃろ。ミッションインポッシブル的な。

ぎくっ

残念じゃが、こんなに時間をかけない為に、時間の誤差を計算する等の方法で現在の位置を測定しておる

検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 GPSの測位制度に影響を及ぼすものとして、誤っているものを選びなさい

① 衛星信号の捕捉数

② 受信機の時計の精度

③ GPS衛星がもつ時計の精度

④ 同じエリアにおけるGPS受信機の数

問2 GPS衛星が送信する電波の周波数として正しいものを選びなさい

① 5.7GHz

② 2.4GHz

③ 1575.42MHz

④ 800MHzと900MHz

問3 GPS衛星が送信する信号についての説明として間違っているものを選びなさい

① 1サブフレーム300bitである

② 1通りの情報を取得するのに12分30秒かかる

③ 25フレームで構成されている

④ GPS衛星の信号は30秒ごとに送信されている

 


 

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A1:④ A2:③ A3:④

まとめ

GPS衛星は、地表から約2万Kmもの上空から電波を発信しておる。その出力は50W程度と弱い

それじゃ、地上に届くころには相当弱いですね

そうなのじゃ。だから屋内等ではGPS信号を受信するのが困難なのじゃ。

 

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

 

 

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超重要! バッテリー徹底解説

 ドローン教授っす。今日はバッテリーをまとめて勉強してみたいと思う。

今まで何回かやりましたけど、またやるということは、超重要だということですね!

お、やっと分かってきたみたいじゃの ドローンはバッテリーにはじまりバッテリーでおわる、じゃ

深い~!さすが教授!名言ですね (……深すぎて意味不明~)

 

amatatu-i.hateblo.jp

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本日は、バッテリーについて徹底解説の授業じゃ~

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lesson44 超重要! バッテリー徹底解説 

 

バッテリーの種類 

バッテリーは一次電池二次電池二つに大きくわけられるのじゃ

一次電池 

電気を取り出すとエネルギーを失い使えなくなるものです。主に正極(プラス)と負極(マイナス)、その間に電解液が挟まれる構造になっています。

マンガン乾電池 

負極に亜鉛、正極にマンガン、電解液に塩化亜鉛や塩化アンモニウムを使用し、その化学反応で電気を生成します。

過放電をすると、液漏れの可能性はありますが、人体に影響は少ないです。

長時間の大電流に不向きの為、テレビのリモコン時計等の弱い電気を長時間必要なものに適しています。

マンガン乾電池はアルカリ乾電池より軽いのが特徴です。

アルカリ乾電池

正式にはアルカリマンガン乾電池。負極に亜鉛、正極に二酸化マンガン、電解液に水酸化カリウムを使用(アルカリ性)

マンガン乾電池に比べて高出力。自然放電が少なく長期保存が可能

液漏れを起こした場合人体に影響あるが、最近では液漏れを起こしにくい構造となっています。

ボタン電池

ボタン型電池は、形状がボタン型をしており、その種類やサイズによって規格化されている。例(CR2023、LR1120等)

乾電池の種類別の国際表記があって、AAは単3乾電池型、AAAは単4乾電池とアメリカ式の表記をされている場合もある

アーティストのトリプルエー(AAA)って単4乾電池の意味もあったのですね!

たぶん違う(怒られるで)

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二次電池 

電池に外部から電気を加える(充電)することで、繰り返し電気を取り出すように設計されたものを二次電池、又は二次蓄電池と呼びます。

鉛蓄電池

負極に鉛、正極に二酸化鉛、電解液に希硫酸。

主に自動車のバッテリーや非常用電源に使用。

過放電した状態で放置すると、負極に硫酸鉛の結晶が付着し、出力低下をおこします。これをサルフェーションと呼びます。

過放電しないかぎり、メモリー効果等も生じないため、世界でもっとも普及している二次電池となっています。

リサイクルマークはPb

ニッケルカドミウム蓄電池

負極にカドミウム、正極に酸化水酸化ニッケル、電解液水酸化ナトリウム。

ニッカド電池とも呼ばれる。

自然放電が多く、メモリー効果が顕著に生じます

使用されているカドミウムが人体に影響を及ぼす(イタイイタイ病)

耐久性の高さから、電気製品の組み込みバッテリーに使用されています。

リサイクルマークはNi-Cd

ニッケル水素蓄電池

負極に水素吸蔵合金、正極にニッケル、電解液水酸化ナトリウム。

ニッケルカドミウムバッテリーに変わって普及。

乾電池型で市販され普及している。

ニッケル水素二次電池とも呼ばれる。

過放電に弱く、完全に放電するとバッテリーに損傷をきたす。

メモリー効果がある。

高温環境下や過放電時に、水素ガスを生じる場合があるので注意が必要。

リサイクルマークはNi-MH

リチウムイオン蓄電池

主に、負極に炭素材料、正極にリチウム化合物、電解液 リチウム塩。

一般通称はリチウムイオンバッテリー

エネルギー密度が高い為、同じ重さ同じ体積で、他の二次電池の何倍も電力を蓄える事ができる。

自然放電も少なく、メモリー効果もない。

エネルギー密度の高さからトラブルが生じると、発火の恐れあり

過放電を行うと、内部で化学反応が起こり、充電不能になる時があります。

ノートパソコンや、スマートフォンに使用される。

リサイクルマークはLi-ion

リチウムイオンポリマー二次電池

リチウムイオン蓄電池の一種としてリチウムイオンポリマー二次電池があります。

ドローンに多用されるバッテリー。通称、リポバッテリーじゃ

基本的な構造はリチウムイオン蓄電池と同様ですが、リポバッテリーは電解液のかわりに、導電性のゲル状のポリマーをフィルムにして何層にも重ねる構造をしています。

過充電を行うと、内部で可燃性のガスが発生し、ふくらみます。

強い衝撃を与えると、過放電状態となり、最悪の場合は発火、爆発の可能性があります。

この現象は、衝撃時ばかりではなく、時間が経過してから発火する事もあるので、運搬時に十分注意が必要です。

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充電方式

電気を加える事を印加という。二次電池は印加により充電できる事は同じじゃが、電池の種類によって方法が違う事が注意点じゃ。

定電圧充電

同じ電圧値を印加し充電する方法を、定電圧充電と呼びます。

定電圧充電では、バッテリー残量が小さい時は、大きな電流が流れ込み、満充電に近づくと電流値が自然に小さくなります。

印加電圧が、バッテリーの満充電時と同じか少し高い程度であれば、意図的に充電を停止させなくても自然と充電が止まります

定電流充電

定電流充電は、バッテリーの充電状態によらず、一定の充電をかけ続ける充電方法です。

定電流充電は定電圧充電に比べて速く充電できます。しかし、自分で電圧を監視し、停止させなければなりません。

ニッケルカドミウム蓄電池・ニッケル水素蓄電池・リチウムイオン電池(リチウムポリマー二次電池も含む)は一般的にこの定電流充電を行います。

デルタピーク

ニッケルカドミウム蓄電池・ニッケル水素蓄電池は電流を印加していくと満充電後にわずかに電圧が降下します。その事をデルタピークと呼びます。その下降を監視して充電を停止させる装置もあります。

しかし、リチウムイオン電池(リチウムポリマー二次電池も含む)は、このデルタピークがないのじゃ。よって、もし、ニッケルカドミウム蓄電池用の充電器を使って、リチウムイオン電池を充電したらどうなると思う?

おそらくデルタピークがこないので、充電し続ける……。そうか!過充電ですね

そう。発火、爆発の危険があるのじゃ

検定問題

 ドローンの教科書 標準テキスト 無人航空従事者試験上級テキスト問題より

問1 マンガン乾電池の説明として正しいものを選びなさい。

① 負極に亜鉛、正極に二酸化マンガン、電解液に水酸化カリウムが用いられている

② 電解液は金属を腐食する

③ 電解液は強アルカリ性である

④ 過放電すると液漏れする場合がある

問2 ニッケルカドミウムバッテリーの説明として正しいものを選びなさい

① 過放電すると充電できなくなる

② メモリー効果を生じない

③ 負極にカドミウム、正極にリチウム、電解液に希硫酸が用いられている

④ カドミウムは人体に有害である

問3 リチウムイオン蓄電池の説明として正しいものを選びなさい

① リチウムイオンポリマー二次電池は全く別の種類の蓄電池である

② 定電圧充電であればどのような充電器でも充電ができる

③ メモリー効果を生じない

④ 充電時にデルタピークを生じる

 


 

ドローンも保障付きでレンタル可能です↓

A1:④ A2:④ A3:③

まとめ

充電器を購入する時は、その電池の特性を理解してから購入するべし

私、取扱説明書読まない派でしたが、こればっかりは読まないとやばいっすね

なんだかんだ言って、最後の結論はそれ!取扱説明書遵守よ!

 

参考:ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書

 

 

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内部抵抗に立ち向かえ! 電気電子工学②

ドローン教授っす。今日も電気電子工学についての講義じゃ

やります。やりますけども。正直やる気がどんどん少なくなっていくようで

なるほど。キミは電圧降下をおこしとるわけだ

電力降下って、どういう意味なんですか?

電気回路上に配置された複数の負荷によって、電圧が下がる現象じゃ

計算式という私のきらいな負荷よって、やる気という電圧が少なくなる。教授~、上手いこと言ってないで、助けてくださいよ~

今回は電力の仕事量について、「電気電子工学」その②、はじめるぞ~

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 lesson43 内部抵抗に立ち向かえ! 電気電子工学②

電力と熱量

1Wの電力を10秒消費した場合、10W・s(ワット秒)になるのじゃ

1W・sは電気が行う仕事量を表します。

これをエネルギーとして考えると、 1W・s=1J(ジュール)と表せます。

あまたつ君、食事にカロリー気にするタイプ?

どうしたんすか?とつぜんカロリーなんて。めっちゃ気にしますけど。中年太りですし

そのカロリーって何のことか知っとるか?前回やった標準大気圧の環境で、1gの水の温度を1℃上昇させるのに必要な熱量の単位なのじゃ!

それをジュールで計算すると 1cal(カロリー)=4.184J(ジュール)です。 1Whの仕事量だと、3600W・s=3600Jとなり、3600J÷4.184=約860カロリー と成ります。

要するに、860gの水を1時間で1℃上げる事ができる熱量が1カロリーという計算じゃ

むずかしすぎて、私の電力損失がはんぱないです

配線の電力損失

公称電圧が10Vで内部抵抗値が0.2Ωの電源

仕事量の計算

 配線の抵抗値が、0.05Ωとして、電流20Aを2時間流した場合

計算式

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この式は、前回のレッスンのものですね

 電力=電流2  X抵抗

=202X0.05=400X0.05

=20

この計算で電力が20Wだとわかりましす。

次に時間をかけて仕事量を求めるのじゃ

 電力X時間(h)=20Wx2h

2時間を秒で表すと、7200秒となりますので、

20Wx7200s=144,000W.sとなります。

この仕事量をカロリー換算する!

144,000÷4.184=34.417=34.4Kcal

という事は、0.05Ωの抵抗を持つ配線に20Aを2時間かけつづけると、1リットルの水を34℃も上昇させるエネルギーの損失だということですね!! 

そうじゃ。だから、ドローンの熱を抑えるためにはどうすればいい?

配線には負荷をかけないようにする事ですね。

内部抵抗 

ここでは、バッテリーの内部の抵抗の説明じゃ

電気回路の電力損失において、配線の負荷の説明はしましたが、バッテリー内部にも負荷があります。 公称電圧1.5Vで、配線抵抗が0.1Ωの導線をつないだ回路は、理想的には、15Aが流れるはずです。

1.5V=15Ax0.1Ω

しかし、現実には0.2Aしか流れませんでした。その場合バッテリーの内部抵抗が7.4Ωあると考えます。

1.5V=0.2Ax7.5Ω

これが内部抵抗の考え方じゃ。内部抵抗が小さければ小さい程、より多くの電流が出力できるのじゃ。よって、内部抵抗は、電源の出力能力を表すものと言える

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検定問題 

 ドローンの教科書 上級テキスト 無人航空従事者試験2級対応問題より

問1 公称電圧が20Vのバッテリーから10Aの電流を取り出した時、内部抵抗によって下降する電圧としてもっとも近いものを選びなさい

① 0.2V

② 2V

③ 10V

④ 情報が足らず計算できない

 ドローンの教科書 上級テキスト 無人航空従事者試験2級対応問題より

問2 次のうち最も電流出力能力が高い電源を選びなさい

① 公称電圧が5Vで内部抵抗値が0.1Ωの電源

② 公称電圧が5Vで内部抵抗値が0.2Ωの電源

③ 公称電圧が10Vで内部抵抗値が0.2Ωの電源

④ 公称電圧が20Vで内部抵抗値が0.4Ωの電源

まとめ

人と同じですね。いろいろな壁にぶつかり、少しずつ絶望していく……

くだらない事言ってないで、壁をブチ破らんかい!!

※参考 ドローン検定協会公式BOOK ドローンの教科書上級テキスト

Q1:② Q2:①

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