Як FPV працює? Дистанційне управління. Передача відео.

FPV-girl

Продовжуємо розбиратись із основами основ :)

Управління та передача відео

На відміну від звичайних радіокерованих літальних апаратів, у випадку з FPV присутні два канали передачі даних:

  • Канал контролю польоту – передає дані управління літальним апаратом за допомогою пульта дистанційного управління. Його ще називають просто: радіо, апаратура та позначють RC чи Rtx (Remote Control Transmitter)
  • Канал передачі відео з літального апарату – передає на відео-окуляри (чи наземну станцію) до яких під’єднано відео-ресівер (приймач, Vrx), матеріал, відзнятий камерою, що розташована на борті.

FPV_scheme_of_work

Передавач, приймач та антени

Всі елементи FPV є важливими, однак особливу увагу слід приділити вибору системи управління і передавання даних. Загалом і для управління і для відео нам необхідними будуть три такі елементи:

  • Передавач (RC трансміттер): один – для передачі сигналу управління від нас до літального апарату (Rtx), інший – для передачі відео-сигналу із літачка до нас (Vtx)
  • Приймач (RC ресівер): один – для прийому відео з борта літального апарату (Vrx), інший – для прийому сигналу управління, що передається передавачем. Перший кріпиться на наших відео-окулярах, другий – безпосередньо на літальному апараті
  • Антена – як для передавачів так і для приймачів. І ті і ті мають мати правильні антени, що підходять з точки зору частот, типів конекторів (SMA, RP-SMA, та ін.) та типу використання (довгий чи короткий діапазон)

Для FPV-систем початкового рівня (2,4 GHz), наш Rtx є заодно й “джойстиком” – контроллером польоту для управління летючкою. Зазвичай RC трансміттери продаються в комплекті з відповідними RC ресіверами. Наприклад:

Але, при бажанні, можна купити інший ресівер – головне, щоб він був сумісний з передавачем. Ресівери, які продаються з передавачами йдуть в комплекті з антеною.

receiver+transmitter

Типова FPV архітектура виглядає так:

  • RC передавач (Rtx) передає дані управління на RC приймач, що розташований на борту літального апарату
  • Відео передавач (Vtx) передає дані з борта відео-ресівер (Vrx) – окуляри чи наземну станцію
  • Для уникнення перешкод RC приймач та відео передавач (Vtx) розміщують на борту максимально далеко один від одного

FPV-architecture

Довгий діапазон дії

FPV початкового рівня передбачає передавачі та приймачі короткого діапазону дії. Але якщо ви хочете рухатись на великі відстані і мати можливість літати позаду об’єктів – необхідний інший тип обладнання.

Описана вище конфігурація (короткий діапазон) підходить для польотів на дистанцію 2-3 км. Якщо є потреба літати далі, чи не в полі зору (позаду великих об’єктів, в місті) – потрібно докупити ще трохи іграшок :)

Я так розумію, варіантів є багато, і з ними всіма розбиратись буде довго і нудно. Тому напишу лише про 1 варіант, який мені сподобався :)

При передачі відео:

Переходимо на частоту 2.4 ГГц:

  • Зовнішній відео ресівер
  • Відео передавач відповідної частоти
  • Батарея живлення для відео-ресівера
  • Антена з високим коефіцієнтом підсилення

long-range-FPV-video

На стороні дистанційного управління:

Оскільки 2,4 ГГц віддали під відео, то для радіоуправління будемо використовувати обладнання, що працює на частоті 433 МГц:

  • додатковий UHF 433 MHz модуль (передавач+приймач), що замінить функцію передачі даних управління замість інтегрованого в пульт управління 2,4 GHz Rtx (його потрібно буде деактивувати)
  • батарея живлення для UHF модуля
  • UHF-антена

long-range-FPV

Якщо додати ще трохи кабелів та спеціальний трипод для утримання всього обладнання – на виході отримуємо крутяцький набір для дальніх польотів :)

Ну а так приблизно виглядає щасливий власник всіх цих іграшок в реальному житті:

FPV-ground-station

FPV-камери

Для зйомки відео існує 2 варіанти:

  • Окрема камера для FPV і окрема камера для запису відео (переважно GoPro)
  • Єдина камера для FPV і для зйомки (GoPro) – якщо влаштовує обмеження – можливість знімати і дивитись в окулярах в тому-ж напрямку

Фух, об’ємна статєйка получилась. На сьогодні, мабуть, досить )

Вступ до FPV

ETS-OSD-PRO_1

Ну що, поки мікрокоптер в дорозі, будем розбиратись із матчастю, так би мовити. Почну з того, шо ж таке FPV.

FPV (First Person View) – це такий тип дистанційного управління (RC: remote control), при якому керування моделлю здійснюється “від першої особи” – з точки огляду пілота.

FPV передбачає прикріплення маленької відео камери та аналогового телевізійного передавача на літаючу модель, та здійснення польоту з допомогою відео-картинки, яка передається на землю в реальному часі.  Відео відображається на спеціальних окулярах чи портативному дисплеї.

При такому польоті пілот бачить довколишнє середовище з точки зору літального апарата, так що навіть немає потреби за тим же апаратом спостерігати.

Ось типова картинка в окулярах пілота:

osd

В результаті, літальний апарат може бути скерований далеко за межі видимого горизонту, довжина відльоту обмежується лише діапазоном дистанційного керування та відео-передавача.

Поширення FPV набув протягом 2000-х – початку 2010 років.

Наразі це один з напрямків радіомоделювання що найшвидше розвиваються. Він породив невелику, але швидко зростаючу галузь із забезпечення продуктами для FPV.

При цьому FPV й досі залишається переважно “Зроби сам”-хоббі, а значить інколи буває досить складно вникнути в тему, без технічних знань чи попереднього досвіду в радіомоделюванні.

Глянемо що получиться в мене – без досвіду і без технічного підґрунтя. В будь-якому випадку:

challenge-accepted-cat

 

Перша покупка

hubsan_x4

Оскільки досвіду в авіамоделізмі в мене немає абсолютно, квадрік, який я збираюсь зібрати, коштує дорого, а навчитись управляти літаючими пепяками якось треба, то я вирішив купити для навчання якусь простеньку-маленьку модельку.

Пошук показав, що для таких цілей оптимальний варіант – мікрокоптер Hubsan X4 від якихось там китайців (взагалі, я помітив, що в цій сфері вони рулять – більшість комплектуючих для радіокерування робиться в китаї. І якіість при цьому нічо так).

Замовлення зробив вчора в китайському онлайн-магазині, ціна питання 42 уйо (в нас, як завжди, в півтора рази дорожче). Доставка – безкоштовна.

Чекаю на забавку і читаю теорію. Мабуть до приїзду X4 замовляти комплектуючі ще не буду, а то вдруг виявиться що в мене авіамодельний кретинізм і я не зможу управляти летучками.

Hello world!

Перший пост.

Мабуть просто нехай тут буде суперове відео від Team Black Sheep, зняте за допомогою квадрокоптерів Discovery (до речі, досить реальний кандидат на те, щоб стати основою для мого апарату).

Думаю, саме воно стало останнім поштовхом для прийняття остаточного рішення щодо нового хоббі :)