Mini quadkopter építési, repülési, versenyzési tapasztalataim, tippek, tanácsok

Zsolesz FPV

Zsolesz FPV

Mi teszi az FPV-t?

A videó felvevő, adó-vevő és megjelenítő rendszerekről

2015. május 21. - ZsoleszFPV

Az eddigiek során végignéztük, mi kell egy miniquad multikopter megépítéséhez. Ettől ez azonban még nem egy FPV racer. Az FPV (first-person-view), jelentése belső nézet. Ez azt a fajta repülést jelenti, amikor a gépünket nem kívülről figyelve (line of sight, LOS) irányítjuk, hanem a videojátékokhoz hasonlóan egy a gépről továbbított élőkép segítségével repülünk.

A fentiekből adódik, hogy szükségünk lesz egy videoközvetítő rendszerre, amely lehetővé teszi az élőkép alapján történő belsőnézetes irányítást. Fel kell, hogy szereljük tehát a quadunkat egy FPV rendszerrel, amelynek fő komponensei:

  • Képérzékelő egység (kamera)
  • Videojel továbbító adóegység
  • Videojel vevő egység
  • Adó és vevő antenna
  • Képmegjelenítő egység

További opcionális komponensek:

  • OSD kijelző egység
  • Feszültség szűrő/szabályozó egység
  • Képrögzítő rendszer

typical-fpv-block.jpg

Mórickaábra az FPV rendszer főbb komponenseiről

Repülő szemünk, a kamera

A miniquadok döntő többségénél a kép érzékelésére kisméretű, a biztonságtechnikában használatos kamerákat használnak. Ezek lehetnek CMOS, illetve CCD rendszerűek. A CMOS kamera kicsit olcsóbb, kisebb és könnyebb, cserébe a CCD jobb, tisztább és stabilabb képminőséget tud nyújtani. Felbontásuk 380-800 VTL között mozog. A legelterjedtebb jelenleg a Sony 1/3" CCD 600 VTL típusa.

Az alkalmazott objektív általában 2,8 mm ,vagy 3,6 mm. Az előbb 112 fokos látószöget eredményez, ami segít a manőverezésben, míg az utóbbinál 90 fok a látószög, de szinte egyáltalán nincs torzítás (halszem effektus). A választás egyéni ízlés kérdése, de a legtöbb esetben a lencse cserélhető és egy pár dolláros tételről beszélünk.

A kamerák általában 5V, de inkább 12V feszültséget igényelnek. Utóbbi praktikus, mert közvetlenül a fő akkumulátorról táplálható (3S LiPo esetén). Léteznek PAL és NTSC kamerák, európaiként javaslom maradjunk a PAL rendszernél.

Megkülönböztetünk még IR Block és IR Sensitive verziókat. Az előbbi színhűbb, de gyenge fénynél nem működik túl jól, míg az utóbbi kvázi éjszakai repülésre is használható, de nem olyan tökéletesek a színei. A kamerák kaphatók burkolat, illetve ház nélkül, ilyenkor lényegében szinte egy kis áramköri lapot kapunk, egy optikával. A legtöbb ma kapható váz olyan modullal rendelkezik, ami kimondottan ilyen kamerák beépítésére alkalmas. A burkolattal rendelkező egységek sokkal jobban ellenállhatnak a külső behatásnak, cserébe nehezebbek és beszerelésük trükkösebb lehet.

15165812.jpg neewer-hd-700tvl-mini-cctv-security-video-fpv-color-camera-with-13-sony-ntsc-36mm-mtv-board-lens-0-2.jpg

Balra a tok nélküli, jobbra a tokba szerelt változat

Első gondolatra felmerülhet, hogy miért ne használjunk GoPro vagy Möbius kamerát, amellyel egyből rögzíthetjük is a képet. Ezek a kamerák valóban kiváló képminőséget biztosítanak, de van egy komoly gondjuk, ez pedig a "lag", azaz késleltetés. A róluk érkező videojel ugyanis némi késéssel érkezik meg hozzánk, ami jelentősen meg tudja nehezíteni a pontos irányítást. A másik fontos jellemző, hogy ezek a kamerák általában elég drágák és különösen az elején nem biztos, hogy ezekkel akarunk állandóan lezuhanni.

A legtöbb pilóta ezért repüléshez a kicsi, de valós-idejű kamerát használja, viszont általában elhelyez a gépén egy második, komolyabb (GoPro, Möbius) kamerát a képrögzítés céljára.

Videojeladó és -vevő

A kamera által rögzített jelünk földre juttatásához egy videojeladó (VTx) és egy vevő (VRx) párosra lesz szükségünk. Előbbi természetesen magára a miniquadra kerül felszerelésre, míg utóbbi a földön, nálunk van.

A ma alkalmazott rendszerek nagy része 5,8 GHz frekvencián működik, így nem kell tartani az irányításra használt  2,4 GHz-es frekvenciával való interferenciától.

Vevőből és adóból is számtalan féle létezik. Olcsó kínai gyártmányoktól a márkásabb termékekig. A legelterjedtebbek a Bosscam és a FatShark/Immerson RC rendszerei. Teljesítményük tipikusan 200-600 mW között van, így akár 1 km távolságból is irányíthatjuk a gépünket (az más dolog, hogy ez nem feltétlenül javasolt, de ennek egyéb okai vannak).

A legfontosabb, hogy az adó kompatibilis legyen a vevővel. Általában minden egység több csatornán tud működni, amelyek DIP switch-ekkel választhatók ki. Vásárlás előtt fontos leellenőrizni, hogy hány darab és melyik csatornát támogatja az adó, ill. a vevő, nehogy a beüzemeléskor derüljön ki, hogy nem tudjuk őket összehangolni. Ha mindkettőt újonnan vesszük, talán érdemes párban vásárolni őket, akkor tutira nem lesz gond.

Kivéve, ha olyan megjelenítő egységet választunk, amely beépített vevőegységgel rendelkezik. (Erről lejjebb).

Itt érdemes még kitérni az antennára. Minden adó és vevő gyárilag antennával érkezik, tipikusan 5.8 GHz dipole antennával. Ezek egész jó jelátvitelt biztosítanak alapból, de mozgás közben időnként ki-ki esik a jel, ami nem feltétlenül szerencsés. Ezért terjednek egyre inkább a "cloverleaf" lóhere formájú antennák és a legjobb átvitelt kétség kívül a RHCP (right-hand circular polarity) antennák biztosítják, amennyiben az adót és a vevőt is ezekkel szereljük fel.

Az antennák csatlakoztatásánál mosz csak annyit, hogy SMA és RP-SMA csatlakozásokra nagyon oda kell figyelni, mert a különböző gyártók finoman szólva sem egységesen használják ezeket a fogalmakat.

Megjelenítők

Ha már sikeresen lejuttatuk a jelünket a földre, már csak ezt kell eldönteni, hogy miként szeretnénk ezt megjeleníteni. Kétségtelen, hogy a legcoolabb megjelenítési a forma az FPV videoszemüveg, melynek koronázatlan királya jelenleg a Fat Shark. Ezek a rendszerek az egyszerűbbtől egészen a HD, sőt 3D képességig terjednek és akár olyan funkciókkal is felruházhatók, mint a "head tracking", azaz fejmozgás követés, mely során a kopterre szerelt kamera - a megfelelő kiegészítő elektronika segítségével - követni tudja a fejünk elfordítását, mozgását.

A FatShark cuccok esetében a vevőegység be van építve a szemüvegbe és modelltől függően egy, vagy akár két antennával érkezik. Kapunk hozzá csini kis tokot, akksit és töltőt is. A vevő kompatibilitása a gyártó által csak az FatShark, ill. Immersion RC adókkal garantált, de a valóságban más adókkal is működik, ha egyezik a csatornakiosztás.

fat-shark-attitude-v2-bundle-fpv-starter-set-094fsv3300_b_1.JPGKomplett Fat Shark szett, kamerával, adóval és a szemüveggel 

Cserébe azonban mélyen (mondom tényleg mélyen) a zsebünkbe kell nyúlni még a legegyszerűbb FatShark cucc esetében is. Simán többe kerülhet, mint maga a miniquad.

A másik megoldás a kis méretű (7-8") LCD monitor alkalmazása. Ezek általában már jobb áron megvehetők (70-80 USD). Ezekből is létezik olyan megoldás, amely vevőegységgel együtt érkezik. Itt valamilyen módon (általában külön akksi, vagy hálózati táp) gondoskodnunk kell a tápellátásról. A monitort cserébe kedvünk szerint szerelhetjük állványra, vagy egy kiegészítővel akár magára az adóvevőre is. Amire a monitornál érdemes ügyelni:

  1. Megfelelő fényerővel rendelkező modellt válasszunk, hiszen nagy eséllyel szép, napos időben szabadban fogjuk használni.
  2. Olyan monitor kell, amely a videojel gyengülése, vagy elvesztése esetén nem megy egyből "kék képernyő" üzemmódba, hogy onnan majd szép lassan visszakapcsoljon, ha újra elég erős lesz a jel, mert addigra jó eséllyel már a fennakadtunk egy faágra a gépünkkel.

Kombinálhatjuk a dolgot még valamilyen képrögzítő rendszerrel is, ha a repülésről felvételt is szeretnénk készíteni később elemzés céljára.

Egyéni ízléstől na és persze pénztárcától függően végtelen variáció lehet a "Ground Stataion" kialakítására.

fpv-mfb-01.jpg

Egyéb kiegészítők

A képátviteli rendszerünket fel lehet még turbózni egy OSD kijelzővel is. Ezt a modult a kamera és a VTx közé illesztjük be és így képes a kamera képére rákeverni hasznos információkat, amelyeket így közvetlenül a képernyőn látni fogunk. Ezek közé elsősorban a repülési idő, illetve a repülő-akksi feszültsége tartozik. De telemetriával felszerelt rendszereknél RSSI és más adatok is megjeleníthetők.

A rendszerünk kialakításától függően előfordulhat, hogy a videojelünket folyamatosan zavarják más komponensektől érkező elektronikus zavarok. Ilyen esetekben érdemes egy egyszerű szűrőegység beépítése a tápellátásba, amely kiszűri ezeket. Ha azonban 4S akksi használatát is tervezzük, akkor célszerű az FPV rendszerünket egyből egy feszültségszabályozó modul segítségével táplálni, amely az akksi feszültségét fixen 12 V-ra osztja le és egyúttal elvégzi a szűrést is.

Ezzel az írással végére értem annak a sorozatnak, amely a miniquad építéséhez szükséges fő elemekről beszerzett információimat összegzi. A következőkben indul az igazi móka, azaz leírom, hogy hogyan is építem meg a saját miniquadomat.

 

A bejegyzés trackback címe:

https://zsoleszfpv.blog.hu/api/trackback/id/tr767478126

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása