Наземная станция fpv своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Камера, установленная на борту квадрокоптера, может использоваться для решения многих задач, которые условно можно разделяются на две группы:

Технологию можно применять, как для развлечений, так и для решений задач в профессиональной сфере, например для отображения информации об окружающем поле и обеспечению ориентиров для обхода препятствий при, распылением удобрений и средств защиты растений в сельском хозяйстве, применение органами правопорядка и спасательных служб, в тех местах, где появление человека связанно с высоким риском для жизни, возможность осмотреть объект, прежде чем предпринимать меры при возникновении чрезвычайной ситуации и тд.

Устройство системы FPV¶

Система FPV многокомпонентная и реализована по средству нескольких технологий. Первая представляет собой захват изображения, вторая – обработку полученных данных, и их дополнение информацией, полученной с датчиков (скорость полета, высота, состояние аккумуляторной батареи, расстояние до препятствия и тд.) для реализации сопряженной технологии OSD, третье – беспроводная передача и прием сигнала для вывода картинки и основной информации на экран.

Бортовые видеокамеры¶

Камеры установленные на квадрокоптер могут быть различными, как по габаритам, там и по основным характеристикам. Часто используют микрокамеры с наклонно-поворотным механизмом и камеры, установленные на стабилизирующий подвес. Основными показателями для FPV камер являются разрешающая способность и время задержки матрицы.

Системы передачи и приема видеосигнала¶

Передача видеопотока выполняется по средству передатчика и приемника. Основными характеристиками являются мощность передатчика, которая на прямую влияет на максимальную дальность его сигналов, и несущая частота. Большинство передатчиков работают в диапазонах 900 МГц (0.9 ГГц), 1,2 ГГц, 2,4 ГГц, 5,8 ГГц и по технологии передачи данных Wi-Fi. Ниже будут рассмотрены основные типы передачи видеосигналов.

2,4 ГГц (аналоговое)

Среди частот подключения 2,4 ГГц наименее популярный диапазон. Главными причинами непопулярности является высокая чувствительность аналогового сигнала к помехам, подвержена размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих в данном диапазоне. Как например WiFi-устройства, Bluetooth, пульты дистанционного управления, тд. Как следствие сигнал будет неустойчивым, а передаваемое изображение, некачественным.

Wi-Fi на 2,4 ГГц (цифровое)

Наиболее универсальная технология передачи данных, в которой реализуются полеты в FPV режиме. Первой причиной является низкая стоимость Wi-Fi передатчика, которым оснащается камера беспилотника, а второе отсутствие дополнительного устройства для трансляции видеоизображения, а его роль успешно выполняет смартфон или планшет. Перед началом пилотирования устанавливается специальное приложение на гаджет и подключается к Wi-Fi точке коптера. Но есть и свои минусы:

радиус передачи сигнала ограничен Wi-Fi зоной;
задержка изображения и значение которой увеличивается с удаление коптера от пульта дистанционного управления.

5,8 ГГц (аналоговое)

Данный диапазон лучшего всего подходит для FPV-пилотирования. Частота передает видеоизображение с хорошей пропускной способностью на достаточно дальние расстояние. Задержка передачи данных практически не заметна и оптимальна для скоростных полётов. Однако различные препятствия, стены и тд., оказывают существенное влияние на дальность, как следствие дальность надежной работы видеоканала на частоте 5,8 ГГц снижается и применяется преимущественно на небольших коптерах.

В зависимости от несущей частоты, сигнал принимается приемником, частота которого должна соответствовать частоте передатчика. В последствии преобразованный видеосигнал передается на экран монитора, очков. Стоить понимать, что приёмников большой дальности нет, поскольку диапазон сигнала зависит от мощности передатчика и антенны.

Телеметрия или OSD

OSD может быть, как встроенным в оборудование квадрокоптера, так и представлять собой отдельную внешнюю плату, которая дает возможность контролировать различные параметры коптера в режиме реального времени. Применение OSD для полётов в FPV не обязательно, однако служит полезным инструментом, следить за состоянием коптера и избегать различных проблем в процессе полёта. Ниже приведена основная информация, которую получает OSD.

Основная информация OSD выводимая на дисплей пилота:

Высота полёта;
Скорость полёта;
Направление полёта;
Напряжение аккумуляторов;
Датчик тока (потребление тока от АКБ);
Предупреждения (сигнализирующее о низком заряде АКБ и тд.);
Линия горизонта (помогает выравнивать коптер, опираясь на положении линии).

Способы просмотра изображения с камеры¶

Прием видеоизображения по Wi-Fi на телефон. В этом варианте телефон обычно крепится к пульту дистанционного управления, для удобности просмотра и управления.
FPV-очки и FPV-шлем. Устройства, на которые передается видеопоток в реальном времени и отображается на встроенном экране. Создается реалистичное погружение в полёт, не сравнимое с визуальным управлением коптера. Используются в гоночных дронах.
Монитор. Простой небольшой экран с козырьком для защиты от боковых солнечных лучей. Монитор либо монтируется на пульт дистанционного управления, либо выступает в роли отдельного устройства. Не используются в гоночных дронах.

Безопасность при FPV-пилотировании¶

Следовать основным правилам техники безопасности визуального пилотирования

предполетная подготовка коптера;
обеспечение безопасности при подготовке к вылету;
подготовка зоны полётов (при FPV-пилотировании подбирается просторная зона);
чек-лист;
обеспечение безопасности перед взлетом;
обеспечение безопасности во время полёта.

Просторная зона для пилотирования

Полеты в режиме FPV, связанны с высоким риском потери представление о том, где находится ваш коптер и столкновении с другими объектами, так как ваше внимание сконцентрировано на экране (телефона, очков), а не на окружающем пространстве. Поэтому для полётов в FPV режиме необходимо подбирать просторные и открытые площадки вдали от зданий, линий электропередач, вышек сотовой связи, мест скопления людей, железнодорожных и автомобильных дорог, любых источников сигнала или электромагнитного излучения.

Из-за разных линз камер, а особенно если она имеет эффект рыбьего глаза, при полётах в FPV все воспринимается иначе, чем при визуальном пилотировании, необходимо привыкнуть к размерам коптера и дистанции до объекта. Может казаться, что объект еще далеко, но на самом деле он расположен близко и наоборот. Поэтому при полётах в FPV режиме летай осторожно и при низкой скорости, чтобы привыкнуть к ощущению расстояния.

Высокую опасность представляют полёты на пределы видимости, так как видеоизображение, передаваемое с камеры коптера, ограничивает представление о реальности и может давать неверное ощущение высоты, скорости, направления и тп. Так же увеличиваются риски столкнуться с объектами, не различимыми на экране, например провода. Не летайте за пределами видимости, если не уверены в полной безопасности окружения.

При полётах на высокой скорости на вашем пути могут возникнуть неожиданные препятствия, повышается риск столкновения с ними, по причине того, что вы можете не успеть остановиться. Поэтому при первых полётах, лучше держаться не высокой скорости. Так же при резком торможении необходимо помнить о тормозном пути коптера, и производить торможение заранее, не провоцируя возникновение аварии.

Пилотирование FPV-дронов можно назвать, пожалуй, самым захватывающим среди всех высокотехнологичных увлечений, ведь только квадрокоптер с установленной на него камерой способен подарить своему владельцу ни с чем не сравнимое чувство полета на огромной скорости. И вопреки расхожему заблуждению, приобщиться к данному хобби способен абсолютно каждый! Причем для этого вовсе не обязательно быть опытным радиолюбителем или тратить баснословные суммы на готовые комплекты оборудования от известных брендов.

Наш сегодняшний материал является первой из двух публикаций, ориентированных на тех, кто собирается заняться пилотированием FPV-дронов, но не знает, с чего начать. В данной статье мы подберем оптимальные для новичка аппаратуру и шлем, а заодно познакомимся с базовой терминологией.

Пилотирование FPV-дронов: как войти в тему?

Преимущество такого подхода состоит в том, что вам не нужно подбирать оборудование самостоятельно, переживать о его совместимости или заниматься настройкой, ведь производитель уже сам обо всем позаботился. Ну а главный недостаток кроется в дороговизне RTF-комплектов. Так, например, за набор от известного производителя любительских и профессиональных квадрокоптеров DJI под названием DJI FPV Combo, куда входит все вышеперечисленное, вам придется отдать 135–140 тысяч рублей. Справедливости ради отметим, что, благодаря высокому качеству и надежности, этот комплект сполна отбивает свою цену. Однако для первых шагов при полном отсутствии опыта пилотирования подобная сумма слишком велика.

Разумеется, есть и куда более бюджетные решения — вроде популярного Cetus FPV Kit от BetaFPV за 16–17 тысяч рублей, однако с такой игрушкой особо не разгуляешься. Квадрокоптер, входящий в данный комплект, настолько мал и легок, что годится лишь для полетов по квартире или в пределах дачного участка в безветренную погоду. Ну а о том, чтобы записывать эффектные видео с высоты птичьего полета, и вовсе не может быть и речи: экшн-камеру такая малютка поднять не в состоянии, а встроенная курсовая выдает весьма посредственную картинку.

Сперва давайте составим список покупок. Чтобы приобщиться к удивительному миру FPV-дронов, нам понадобятся:

аппаратура управления квадрокоптером (проще говоря, пульт ДУ, однако бывалые пилоты называют данный девайс именно аппаратурой);
FPV-шлем, который будет принимать видеосигнал с курсовой камеры дрона и позволит наслаждаться непередаваемым ощущением полета от первого лица;
собственно сам дрон и аксессуары к нему (передатчик, аккумулятор, зарядное устройство);
экшн-камера для съемки потрясающих видео с самых необычных ракурсов.

Выбор дрона и экшн-камеры — комплексная тема, которой будет посвящен отдельный материал, сегодня же мы поговорим об аппаратуре и FPV-шлеме. Но сперва… давайте научимся летать на квадрокоптере!

Учимся летать на FPV-дронах в программе-симуляторе

Для начала вам придется приобрести бамперы, которые не входят в комплект, но помогут продлить время жизни пропеллеров, а это еще 2 тысячи сверху. Однако 100-процентной защиты они не гарантируют, поэтому периодически вам все же придется покупать новые винты (комплекты из 4 штук предлагают по 1 тысяче рублей). Если вам не повезет и вы разобьете видеокамеру, то за новую придется отдать 12–13 тысяч. Ну а если ваш дрон соскучится по родине и улетит в Китай, как любят шутить пилоты квадрокоптеров, готовьтесь потратить сразу 70 тысяч рублей. Да, безусловно, DJI — это уже премиум-сегмент, и мы категорически не рекомендуем начинать с продукции данного бренда. Но согласитесь, что выкинуть в мусор даже 15–20 тысяч рублей (а дешевле достойный дрон найти сложно) будет, мягко говоря, обидно, независимо от уровня вашего дохода.

В отличие от казуальных авиа- и гоночных симуляторов, которые дают лишь общее представление о том, с чем вам придется столкнуться в реальной жизни, VelociDrone действительно позволяет научиться летать на достаточно высоком уровне, не вставая из-за компьютера. А все благодаря широкому перечню возможностей, среди которых следует выделить:

использование одной из наиболее реалистичных физических моделей дронов среди подобного софта;
тонкую настройку ТТХ квадрокоптера, благодаря чему вы сможете создать виртуальную копию вашего собственного аппарата и оттачивать навыки ничем не рискуя;
обширный каталог реально существующих FPV-дронов, что не только упрощает процесс настройки, но и позволяет взять новый квадрокоптер на своеобразный тест-драйв перед покупкой;
возможность использовать в качестве контроллера ваш собственный пульт ДУ;
поддержку обычных геймпадов;
внушительный набор карт с возможностью создания собственных;
мультиплеер на 7 пилотов;
низкие системные требования (чтобы тренироваться в симуляторе, хватит ПК или ноутбука с процессором уровня Intel I3 1,7 ГГц и видеокартой Intel HD 4000).

VelociDrone доступен для операционных систем macOS (начиная с El Capitan), Windows 7 и Windows 10. Стоимость лицензии составляет 16,99 фунта стерлингов, то есть примерно 23,5 доллара США или около 1800 рублей. С учетом цен на качественные пропеллеры и сами дроны, это весьма выгодное предложение.

Что же касается длительности тренировок, опытные пилоты рекомендуют перед первым вылетом посвятить симулятору не менее 10 часов, используя при этом реальную аппаратуру управления. Это необходимый минимум, для того чтобы привыкнуть к особенностям аэродинамики квадрокоптеров.

Лучшая аппаратура управления FPV-дроном для новичка

Аппаратуру управления дроном по праву можно назвать сердцем и мозгом всего комплекта, поэтому экономить на ней решительно не стоит: приобщившись к хобби, в какой-то момент вы станете менять квадрокоптеры как перчатки, однако единожды выбранная аппаратура будет служить вам верой и правдой годами.

Это не значит, что нужно сразу покупать топовую модель, но и брать самый дешевый пульт не имеет смысла: во-первых, вы быстро перерастете бюджетный девайс и вам перестанет хватать его возможностей, а во-вторых, дешевые устройства не могут похвастаться достойным качеством.

Из всего многообразия аппаратур управления, доступных на сегодняшний день, этакой золотой серединой можно назвать RadioMaster TX16S.

Вариант — не самый дешевый (около 15 тысяч рублей), однако именно это устройство является наиболее сбалансированным по цене, качеству и функционалу. За эти деньги вы получаете:

долговечные магнитные стики на датчиках Холла, отличающиеся высокой точностью, надежностью и устойчивостью к загрязнениям;
цветной сенсорный IPS-дисплей с разрешением 480 × 272 пикселей, наличие которого позволяет настраивать аппаратуру без подключения к ПК или ноутбуку;
прошивку с открытым исходным кодом OpenTX, активно поддерживаемую сообществом и хорошо задокументированную;
поддержку практически всех существующих протоколов, что обеспечивает совместимость с любыми моделями квадрокоптеров;
интерфейс USB Type-C, благодаря чему вы сможете подключать аппаратуру к ПК для перепрошивки или тренировок в VelociDrone без переходников;
разъем под JR-радиомодуль для управления квадрокоптером на дальних дистанциях.

RadioMaster TX16S может питаться от пары аккумуляторов 18650 на 3,7 вольта или же от аккумуляторов для радиоуправляемых моделей 2S на 7,4 вольта, что также можно рассматривать как преимущество: вы сможете выбрать наиболее подходящий вариант и без проблем заменить батареи при необходимости.

Обратите внимание на то, что данная аппаратура доступна в двух модификациях: Mode 1 ( стик газа , управляющий скоростью дрона, расположен справа) и Mode 2 (стик газа расположен слева). Какой именно выбрать, зависит сугубо от ваших предпочтений. Как правило, удобнее, если тангажем (наклонами вперед-назад) и креном (наклоны влево-вправо) дрона управляет ведущая рука. То есть правше подойдет Mode 2, а левше — Mode 1.

Сбалансированный шлем для FPV-полетов

Для визуального контроля за полетом квадрокоптера существуют две разновидности оборудования: FPV-шлемы и FPV-очки. Последние отличаются компактностью, лучшим качеством картинки и обеспечивают больший уровень погружения, однако и стоят значительно дороже. Кроме того, их покупка имеет смысл лишь в том случае, если видеосистема вашего квадрокоптера способна генерировать соответствующую картинку.

Здесь стоит немного забежать вперед и раскрыть некоторые подробности будущего материала. Покупая FPV-дрон для развлечения и съемок, можно пойти двумя путями: приобрести навороченную модель с продвинутой курсовой 4K-камерой или же взять квадрокоптер попроще с аналоговым видеомодулем / цифровой камерой начального уровня. Поскольку для записи эффектных роликов лучше всего использовать смонтированную на корпус квадрокоптера экшн-камеру (это позволит добиться максимального качества видео), именно второй вариант оказывается наиболее выгодным, позволяя также сэкономить на FPV-шлеме.

Как ни странно, ассортимент устройств в среднебюджетном сегменте не особо велик. Пожалуй, наиболее удачным решением для новичка среди представленных на рынке можно назвать совместный проект Eachine и Skyzone под названием Cobra, куда вошли три модели шлемов с индексами S, X и X V2.

По сравнению с конкурирующими решениями эти FPV-шлемы обладают несколькими весьма важными преимуществами. Каждый из них оснащен приемником RapidMix, способным объединять видеосигнал с двух антенн в один поток, что позволяет эффективно фильтровать радиопомехи и обеспечивает лучшее качество картинки. Сам радиомодуль является съемным, так что его без проблем можно заменить.

Несомненным плюсом линейки Cobra является конструкция корпуса, позволяющая использовать шлем вместе с корригирующими очками, что придется по вкусу людям, страдающим близорукостью или дальнозоркостью. Из приятных мелочей также следует выделить питание от стандартного аккумулятора 18650 на 3,7 вольта или от батарей для радиоуправляемых моделей 2-6S.

Различие между Cobra S и X заключается в поддерживаемых разрешениях видео. Младшая модель воспроизводит и записывает видеосигнал в разрешении 840 × 480 пикселей с соотношением сторон 4:3, тогда как более дорогая модификация получила HD-экран с разрешением 1280 × 720 пикселей и поддержку формата 16:9.

Здесь стоит учесть, что при прочих равных дрон с цифровой HD-камерой обойдется вам примерно на 30–50% дороже аппарата с аналоговой. Если вы не готовы отдать 35–40 тысяч рублей вместо 20 тысяч лишь ради лучшего погружения в процесс пилотирования, то можете смело брать Cobra S: это позволит вам сэкономить еще около 5 тысяч рублей на самом шлеме. Но если вы желаете получить максимальное удовольствие от полета, то и шлем придется прикупить соответствующий.

Чтобы пользоваться встроенным в шлем видеорекордером, вам также понадобится приобрести качественную microSD-карточку объемом до 128 ГБ, соответствующую классу производительности V30. Данный индекс означает, что в любых, даже самых неблагоприятных условиях эксплуатации пропускная способность карты памяти не должна опускаться ниже показателя 30 МБ/с. И это действительно очень важный момент.

Дело в том, что DVR в FPV-шлеме не может кэшировать большие объемы данных и должен сразу же записывать видеопоток, транслируемый с дрона в режиме реального времени, на карточку. Если последняя не способна обрабатывать видеоданные с требуемой скоростью, это вызовет рассыпание картинки, пропуск кадров или же выпадение целых фрагментов ролика.

Ситуацию усугубляет и тот факт, что транслируемое с курсовой камеры видео почти не поддается сжатию из-за высокой динамики сцены, поэтому битрейт остается большим даже несмотря на сравнительно малое разрешение. В таких условиях возможностей более дешевой карточки класса С10 с устойчивой скоростью записи 10 МБ/с часто бывает недостаточно, причем несоответствие производительности флеш-карты минимальным требованиям способно обернуться остановкой записи и повреждением видеофайла. А между тем видеозапись с курсовой камеры может оказаться единственной зацепкой, способной помочь вам отыскать потерявший управление квадрокоптер, так что экономия нескольких сотен рублей на флеш-карте способна обернуться утратой аппарата за несколько десятков тысяч рублей.

Избежать подобных неприятностей вам помогут высококачественные карты памяти SanDisk Extreme. Каждая из них отвечает спецификациям Video Speed Class 30 и обладает гарантированной пропускной способностью не менее 30 МБ/с, что обеспечивает бесперебойную запись видео и целостность файлов при использовании с FPV-шлемом независимо от степени сжатия видеопотока и динамики сцены. В то же время максимальная производительность карточек линейки достигает 100 МБ/с (или 160 МБ/с при работе с устройствами, поддерживающими фирменную технологию передачи данных SanDisk), благодаря чему вы сможете переносить сохраненные ролики на ПК буквально в считанные секунды.

Мы определились с ключевым оборудованием — аппаратурой управления и FPV-шлемом. Осталось лишь подобрать подходящий дрон — и можно отправляться в первый полет! Этой теме будет полностью посвящен наш следующий материал. Ну а пока он готовится к выпуску, вы можете приступить к овладению тонкостями пилотирования квадрокоптеров на симуляторе VelociDrone.

На любом дроне большим плюсом несомненно является возможность через видео отслеживать перемещение. Тем более если квадрокоптер имеет возможность улетать за несколько сот метров и более. Потому что на этом расстоянии невозможно определить положение дрона по отношению к себе. Однажды это стало уже для меня потерей MJX Bugs 3, но к моему счастью все же я его нашел, хоть и через 1.5 часа.

Первую попытку организовать FPV-систему решил на основе Wi-Fi. У меня была экшен камера DBPOWER EX5000 (с Wi-Fi) и планшет Explay Hit 3G.

Приложение FinalCam для управлением видео я скачал с Плей Маркета. Но как оказалось Bugs 3 с такой системой не хотел летать и после двух падений дрона я отказался от этой затеи. Ведь Wi-Fi и управление дроном работают на одной частоте — 2.4 Ггц, что видимо и вызывало сбои в квадрокоптере при полетах.

Вторая попытка оказалась удачнее. На Алиэкспресс присмотрел все необходимые компоненты для FPV-системы на частоте 5.8 Ггц.

Мой бюджет для этой системы был ограниченным и поэтому все выбирал по минимуму —

Монитор небольшой (4.3′) со встроенным приемником и аккумулятором — 5.8G 8CH Transmission FPV Monitor Display Screen. Правда у него нет антенны и поэтому пришлось её по-подбирать, потому-что соединение с ней было немножко специфическим. Нашел такую — ЗДЕСЬ плюс адаптер (переходник) под антенну — ЗДЕСЬ… чуть позже обратил внимание что встроенного аккумулятора хватает только на 15 минут работы. Пришлось заказать ещё такой повышенной емкости — 3.7V 680mAh Rechargeable Li-Po RC Battery К таким батареям нужно соответствующее зарядное устройство… с ним пока ещё думаю…
Передатчик выбрал немного на перспективу с увеличенной мощностью (600 МВт) — 5.8GHz 48CH TS5828 Transmitter
Камеру нашел небольшую — 600TVL mini FPV camera. Её размер просто поражают — 12.5 мм * 12.5 мм * 12 мм (L * W * H)
Ещё для своей экшен камеры DBPOWER EX5000 (у неё тоже есть выход ТВ и её тоже можно подключать к передатчику) нашел соединительный кабель — ЗДЕСЬ

Заказ оформил 11 мая, а уже 23 мая пришли передатчик и камера…

27 мая — доставили монитор, антенну и переходник. Монитор выглядит терпимо, на экран даже наклеена пленка для хранения, правда аккумулятор на нем оказался разряженный в ноль… Хоть батарея и 3.7В, но пока заряжаю зарядным от квадрокоптера. У него есть выход на 4,2 вольта — к нему и подключаю… з/устройством на 3.7В ещё не запасся…

Попробовал подключать… и неудачно. Компоненты FPV-системы все разные — вот здесь и выяснилось что надо покупать комплектом или иметь очень большие знания в этом вопросе. Монитор со встроенным приемником рассчитан на 8 каналов и определяет подключение к нужному в автоматическом режиме. На передатчике 48 каналов — устанавливал по сетке нужный вариант каналов и ни какого результата. Инструкция которая к передатчику прилагается от другого 32-канального передатчика, который отличается к тому же и размещением микросхем.

Это очень меня порадовало потому что стало понятно — монитор, передатчик и камера рабочие… а вот в экшен камере похоже ТВ-выход не работает и подключить её мне не удалось… но как оказалось — я ошибался и в конце-концов экшен камеру DBPOWER EX500 я все же подключил… инфа по этому вопросу в конце страницы…
30 мая — С утра по-раньше взялся снова за дела и попробовал переключателями каналов настроить качественную картинку и через некоторое время мне это практически удалось.

Удачные настройки переключателя каналов передатчика и монитора можно увидеть на фото ниже:

Первый тестовый полет был закончен досрочно. Bugs 3 отлетел метров на 250 и произошло кратковременное отключение моторов. Дальше решил не рисковать и вернул дрон на место посадки.
Видео:

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.

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”.

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.

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.

OSD Я 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.

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.

Читайте также: