Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.
Яндекс.Метрика

FPV. С чего начать?

Опубликовано 01.04.2012

В этой статье я постараюсь помочь тем, кто хочет получить новое ощущение от полетов на радиоуправляемых самолетах - это FPV (вид от первого лица), но не знает с чего начать и что необходимо для этого купить. Я попытаюсь подсказать, что нужно искать и на что обратить внимание при выборе основных комплектующих. Это руководство разделено на две части "Базовый FPV сетап" и "Продвинутый набор FPV'шника". Первая часть углубляется в базовые знания, а вторая часть является более "продвинутой", показывая способы повышения опыта FPV.

c

Введение.

Летать в FPV не так легко, как может показаться сначала. Не пытайтесь совершить первый полет полностью погрузившись в FPV. Лучше всего несколько полетов совершить от третьего лица (визуально) с установленной на самолете (и на земле) FPV аппаратурой, таким образом вы потом сможете посмотреть запись и привыкнуть к FPV виду, или же ваш друг будет управлять моделью визуально, а вы в это время будете смотреть видео, транслируемое с борта модели. Очень важно привыкнуть к навигации в воздухе, что гораздо сложнее, чем кажется. Перед FPV полетом необходимо отметить для себя ориентиры, которые вы всегда сможете разглядеть с воздуха. Ведь потеря ориентации в воздухе определенно может привести к аварии или потере самолета. Друг (наблюдатель), который может визуально следить за самолетом для вас и взять на себя управление будет очень полезен при первых полетах.

Кроме этого, для достижения успеха необходимо:
- иметь навык визуального управления радиоуправляемой моделью (авиа, авто);
- понимание назначения радиоэлектронных устройств в RC хобби;
- умение паять;
- свободное время;
- терпение;
- деньги!

Если вы всем этим обладаете, то все у вас обязательно получится.

Какой самолет подойдет для FPV?
Вообще для FPV подойдет любой носитель и это не обязательно должен быть самолет. Радиоуправляемая машинка, катер, вертолет, мультироторная система - все это тоже вполне подойдет для FPV. Но так как большинство людей хотят именно FPV полетов, я буду рассматривать в качестве носителя именно самолет. Так какой же самолет лучше всего подойдет для новичка в FPV? Это сложный вопрос, поскольку это зависит от вкуса. Но прежде всего самолет для FPV должны быть:
- стабильным;
- легко управляемым;
- способным нести значительную весовую (полезную) нагрузку;
- обладать просторным внутри фюзеляжем.
Есть много различных самолетов хорошо подходящих для FPV полетов, и разные люди с разными предпочтениями. Если бы мне пришлось рекомендовать самолет, то это был бы Multiplex Easy Star. Он соответствует всем вышеперечисленным пунктам, он выдерживает падения, на нем до сих пор летают многие пилоты. По этим причинам это, безусловно, наиболее часто используемый в FPV самолет. Easy Star также является идеальным для новичка в RC хобби.

 

Multiplex Easy Star
 
 Базовый FPV сетап.
 
Чтобы начать путешествие в мир FPV нужны по крайней мере, эти 4 пункта:

- видео передатчик - для передачи изображения на землю;
- видео ресивер - чтобы получить изображение на земле;
- камера - для передачи видео через видео передатчик;
- телевизор/очки - для отображения транслируемого видео.
Это основная установка, которая необходима чтобы летать FPV. Я рекомендую начать с простого и лишь освоив азы, переходить к более дорогому и продвинутому FPV сетапу.

Видео передатчик.
На данный момент существует 4 различных частотных диапазона на которых работают видео-передатчики: 900MHz, 1.3GHz, 2.4GHz и5.8GHz.
Перед тем, как покупать видео-передатчик вы должны быть уверены что частота используемая передатчиком разрешена в вашей стране для свободного использования. Мощность излучения так же не должна противоречить закону об использовании радиочастот. В большинстве стран вы имеете право передавать до 10 мВт видео на 2,4 ГГц без лицензии. Кроме того, необходимо учитывать, что нельзя использовать аппаратуру управления и видеопередающую аппаратуру на одном диапазоне (видеопередатчик на 2.4 ГГц сможет заглушить напрочь радиоприемник управления на 2.4 ГГц, итог - крушение).

Вот список плюсов и минусов различных частот.
900 МГц -1,3 ГГц:
+ Меньшее влияние препятствий на распространение волны;
+ менее загруженный диапазон;
+ можно использовать RC управление на 2.4 ГГц;
- может помешать GPS сигналу;
- трудно найти антенны;
- не очень большой выбор видео передатчиков / приемников.

2,4 ГГц:
+ широкий выбор антенн;
+ большой выбор передатчиков / приемников;
+ не так сильно влияет на GPS сигнал;
- волна плохо распространяется через препятствия;
- загруженный диапазон;
- нельзя использовать аппаратуру управления на 2.4 ГГц.

5.8 ГГц:
+ широкий выбор антенн;
+ не так сильно влияет на GPS сигнал;
+ можно использовать RC управление на 2.4 ГГц;
- распространение волны еще больше зависит от препятствий;
- загруженный диапазон;
- не очень большой выбор видео передатчиков / приемников.


 1.3 ГГц 300 мВт видео передатчик

 1.3 ГГц 300 мВт видео передатчик.

 

Итак, с частотой мы определились. А как же с мощностью видео передатчика? "Не существует такого понятия, как - много мощности" - или существует? Попытаемся в этом разобраться.

Передатчик высокой мощности будет:
+ иметь большую дальность распространения видеосигнала;
- большим;
- тяжелым;
- выделять больше тепла, и может потребоваться радиатор (дополнительный вес);
- потреблять больше тока;
- менее эффективен.

Распространенным заблуждением является то, что удвоение мощности передатчика даст вам удвоенный диапазон распространения видеосигнала. Это не верно, удвоение мощности передатчика только даст вам в 1.4 раз больший диапазон (квадратный корень из 2 или 3 дБ). Лучший выбор по моему мнению является использование меньшего передатчика и направленной антенны (более подробно об антеннах позже) на приемнике, чтобы получить большую дальность, но при этом не летать вокруг себя.
~ 300 мВт 1,3 ГГц / 900 МГц передатчик или ~ 500 мВт 2,4 ГГц / 5,8 ГГц передатчик плюс ~ 9dBi патч антенна для приемника легко дает около 2-4 км. четкого видео - неплохой выбор для новичка.

Видео приемник.
В выборе видео приемника нет ничего сложного. Если ваш передатчик работает в диапазоне 900 МГц, то и приемник необходимо выбирать из этого диапазона. Есть видеоприемники с двумя композитными видео выходами. Второй выход можно подключить к видеорегистратору и записывать видео. Либо использовать специальный видеосплиттер.

Камера.
Любая камера, которая имеет композитный выход будет работать, но есть некоторые качества по которым необходимо выбирать для использования в FPV. Наиболее важным из них является быстрая регулировка яркости, это потому, что яркость меняется так часто и так быстро во время полета FPV. Если вы пользуетесь камерой, которая медленно регулирует яркость, то в конечном итоге видео картинка в течение почти всего полета будет бесполезна (плохо разборчива), и это может привести к крушению.
Другие качества по которым выбирают камеру для FPV - размеры и вес. Еще один "сложный" критерий для выбора - качество изображения. Почему сложный? Потому что "красота в глазах смотрящего". Разные люди ценят разные вещи, когда речь заходит о "качестве изображения".


 Камера для FPV

 

Одни любят яркие цвета, другие ценят высокое разрешение и так далее. Вот почему я не могу сказать, "Купи эту камеру, она лучшая". Вам нужно сравнить разные камеры самому, чтобы найти ту, которая понравится вам больше всего. Самой простой способ - посмотреть записи полетов разных FPV пилотов. Прежде чем купить камеру необходимо все же знать:
Есть два различных типа датчиков, которые используются в камерах, CCD и CMOS. (Датчик та часть, которая "принимает" свет и преобразует его в цифровое изображение.) Эти два датчика работают по-разному и оба имеют свои сильные и слабые стороны. Категорически одна другую не превосходит. Я постараюсь обобщить плюсы и минусы для использования в FPV обоих этих типов:

CCD:
+ лучше изображение в условиях низкой освещенности;
+ низкий уровень шума;
+ больше пикселей;
- Страдает от вертикальных линии при воздействии яркого света.

CMOS:
+ каждый пиксель может корректировать яркость / контрастность;
+ меньшее энергопотребление (до 100 раз меньше!);
- видео сильно искажается от вибраций.

Современные CMOS датчики имеют преимущество по сравнению с ПЗС-матрицами в том, что они могут регулировать яркость / контрастность каждого пиксела. Это означает, что вы можете видеть, как землю так и небо в правильной экспозиции в одно и то же время! Здесь CCD проигрывает, в солнечный день вы увидите либо землю либо небо в правильной экспозиции, но никак не одновременно. CCD также страдает от вертикальных полос, которые появляются при наведении камеры на яркий свет.

Однако CCD имеет неоспоримое преимущество, когда речь идет об обработке вибраций. На CCD картина просто становится немного размытой с небольшими колебаниями, когда на CMOS картина получается "шаткой". Это может быть проблемой, особенно если вы хотите использовать вертолет для FPV.

Большинство подходящих камер можно найти в магазинах как security камеры. Например камера KX-171 camera которую я использую - это “480 tvl 0.2 lux, 1/3" SONY® super-HAD® CCD, 12VDC” камера.

Питание видеоаппаратуры.
При выборе видеокамеры и видеопередатчика необходимо обратить внимание на то от сколько вольт они питаются. Лучше, если камера и передатчик будут питаться от 12ти вольт, тогда не будет необходимость использовать регуляторы напряжения, которые добавят лишний вес. Все бортовое видео FPV оборудование я рекомендую запитать от отдельного 3S LiPo аккумулятора, чтобы избежать наводок на видео.

Дисплей / очки.
Теперь, когда вы выбрали видео передатчик и камеру вам нужно что-то, что будет отображать получаемое изображение. Самый дешевый вариант - использовать небольшой 7" TFT телевизор и монтировать его внутри коробки, чтобы блокировать солнечные лучи. Это дешево, но не очень практично (и не красиво). Другой, более дорогой альтернативой являются видео очки.


 


 

 "Продвинутый" набор FPV'шника.

 

Они гораздо более практичны и, на мой взгляд, дают гораздо сильное впечатление от FPV полетов. При выборе видео-очков, я рекомендую обратить внимание на пары с разрешением не менее 640 * 480 пикселей. Другой показатель - это FOV (поле зрения) угол в градусах. Чем выше это значение, тем лучше. Очки с лучшими FOV являются Fatshark RCV922 с 46 °. Если вы получаете шанс проверить очки , прежде чем купить их, возьмите и проверьте. Если изображение вас устраивает - покупайте.

Все готово!
Теперь у вас есть все необходимое, чтобы сделать Ваш первый FPV полет. Следующий этап будет охватывать более "продвинутые" вещи, которые вы можете получить двигаясь вниз по дороге в мир FPV. Я не буду слишком сильно углубляться об этом в этой статье, а лишь укажу вам верное направление. Даже если вы в дальнейшем откажетесь от FPV полетов, то я настоятельно рекомендую вам пробрести видеорегистратор, чтобы иметь возможность записывать и в дальнейшем просматривать свои полеты. Это поможет оценивать полет с точки зрения самолета. Я также рекомендую купить патч антенну - это дешевый способ увеличить дальность видео за счет отказа от приема 360 °. Но как долго вы планируете летать вокруг себя ;) ?

 

Запись.
Запись FPV полетов - хорошая идея, не только потому, что вы сможете делиться с другими своими полетами, но и для вас, чтобы иметь возможность вернуться и изучить их. Особенно в начале, когда вы учитесь ориентироваться в воздухе. Для того, чтобы вести запись нужен второй видеовыход у видео приемника или "композитный видео разветвитель". Создание простого Y соединения не рекомендуется, поскольку это значительно снижает качество видео изображения. Во-вторых, вам нужно что-то, чтобы захватывать видео, вот самые популярные способы:
- видеокамера с AV-входом;
- цифровые видеорегистраторы (DVR);
- ноутбук с адаптером захвата видео.
Все эти устройства хороши и их не так уж трудно найти. Я использую DVR SanDisk V-Mate, который ведет запись на SD-карту. Это не самый лучший вариант, но это работает. Я рекомендую взять что-нибудь получше. Вот очень хороший список с регистраторами. Можно установить дешевый миниатюрный видеорегистратор прямо на модель.

 

Патч антенна.

Это простой, быстрый и дешевый способ получить дополнительную дальность полетов, если вы планируете летать вперед, а не на 360° вокруг себя. 9dBi патч антенна даст вам примерно в 2-3 раза большую дальность чем всенаправленная антенна.

 

 

Pan / Tilt.
Для дальнейшего повышения опыта в FPV я рекомендую изготовить самостоятельно  или купить систему pan / tilt (панорамирования / наклона). Эта система состоит из двух сервоприводов один из которых вращает камеру, а второй отвечает за ее наклон. Для начала достаточно одной сервомашинки для вращения, так как это является наиболее полезной осью. Управлять вращением камеры можно с помощью свободного канала аппаратуры управления, например 4ым каналом если для управления самолетом задействовано всего три канала. Можно также приобрести Headtracker и управлять камерой вращением головы.

Headtracker.
Это устройство, которое преобразует ваши движения головой в серво движения. На сегодняшний день существует несколько различных марок headtracker'ов, которые фиксируются на голове и просто подключается к порту тренера передатчика управления. С помощью акселерометра и датчиков магнитного поля они обнаруживают движения головы и отправляют PPM сигнал через передатчик;

 

 Мой DIY Headtracker, кепко-трэкер.

 

OSD
Сокращение On Screen Display. Задача этого модуля накладывать текст / графику на видео картину и передавать вам информацию в реальном времени с борта самолета. 

OSDЯ  рекомендую  из всех "продвинутых" фишек FPV приобрести первой именно модуль OSD. Они довольно дорогие, но они того стоят. Если вы можете себе  позволить, то лучше приобрести OSD с GPS приемником. Тогда вы сможете узнать свою скорость, высоту, расстояние до дома, направление на точку старта, а некоторые  OSD обладают функцией "возвращение домой", которая активирует автопилот и возвращает модель к точке старта в случае потери связи.

 

Diversity.

Диверсити - это устройство, к которому подключаются два видео приемника и которое автоматически выбирает тот приемник, который имеет лучшее качество  видео сигнала и направляет его к видео выходу. Это означает, что вы можете:
- избавиться от "мертвой" области, которую вы получаете от одного приемника;
- использовать две патч антенны для получения более широкой диаграммы направленности;
- использовать патч антенну для дальних полетов и  всенаправленную для близких полетов вокруг себя;
- установить два видеопередатчика, работающих на разных частотах.

Если вы планируете летать на высоких скоростях близко к земле, то диверсити -  это отличный способ получить качественное изображение. В настоящее время стоимость хороших diversity контроллеров довольно высока, но мы надеемся, что с ростом количества производителей цена будет снижаться. 

Следящая антенна.
К некоторым OSD  можно докупить модуль с антенным трекером, который с помощью двух сервоприводов постоянно направляет патч антенну с  высоким коэффициентом усиления на самолет. Трекер использует координаты GPS данных, которые отображаются на экране и в соответствии с этими данными направляет антенну на самолет. Это довольно дорогостоящая система  на данный момент.

Системы дальнего действия (Long Range Systems).
Существующая аппаратура управления, работающая на частотах  433MHz и 869MHz позволяет управлять моделью на расстояние свыше 50 км. Подобная система представлена в виде передающего модуля, который можно установить в большинство распространенных пультов радиоуправления. Эти системы стоят также очень дорого, но зато они очень эффективны.  

 Оригинал статьи можно прочитать на rcexplorer.se

comments powered by Disqus

Опубликовать в социальных сетях