Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц

Введение

Если вы когда-нибудь интересовались дронами или квадрокоптерами, то встречали аббревиатуру FPV. FPV (First Person View) — вид от первого лица как в компьютерных играх. С каждым днем цены на квадрокоптеры снижаются и дроны с функцией FPV становятся доступны даже в бюджетном сегменте БПЛА.

Летая на дроне с FPV можно буквально почувствовать себя птицей. Именно поэтому этот тренд быстро набирает популярность. Видя это производители увеличили выпуск дронов именно с возможностью FPV полета. Вид от первого лица дал большой толчок популярности дронов. С каждым днем растет число людей, кто уже летает или только собирается.

Цены на FPV дроны начинаются в районе 100 долларов. Такие беспилотники в основном нужны для ознакомления с полетами по FPV и понимания — какой дрон будет следующим. Однако существуют две разные технологии передачи FPV сигнала: цифровая (по Wi-Fi) и аналоговая на частотах 5.8ГГц и 2.4ГГц. Давайте рассмотрим их подробно.

Что такое fpv?

FPV в сфере дронов или беспилотного хобби — это трансляция видео в режиме реального времени с камеры дрона на монитор, очки или шлем пилота. Другими словами эта технология позволяет видеть то, что «видит» дрон в момент полета.

Для осуществления такого полёта на дрон устанавливается камера, видеопередатчик и антенна. Есть сборки 3 в 1 (AIO — All In One), которые в хобби зачастую использующиеся на микро дронах типа Tiny Whoop. В таком случае для реализации FPV полёта пилоту требуется либо пульт с монитором и приемником, либо очки со встроенным приемником.

*Пример FPV AIO камеры.

Какая от этого польза? Первое — ощутить в какой-то степени свободу полета. Второе — FPV позволяет управлять дроном на больших расстояниях.

С FPV вы точно видите, где в данный момент времени находится дрон и ориентируетесь по окружающей его местности. После того, как, мы выяснили, что такое FPV в беспилотном хобби, давайте разберемся с самыми популярными способами передачи видеопотока.

Fpv по wi-fi на 2.4ггц (цифровое)

*Слева на право: Один из вариантов держателей смартфона (устанавливается на пульте управления бюджетных БЛА); Один из вариантов исполнения бюджетной FPV Wi-Fi камеры с встроенным видеопередатчиком и антенной.

Самая популярная технология посредством которой реализуется FPV полёт. Устанавливается в основном на бюджетные дроны. Почти каждый квадрокоптер ценой меньше ста долларов, будет именно с FPV по Wi-Fi. Первая причина популярности это дешевый Wi-Fi передатчик который подключен к камере дрона, вторая — в комплектации отсутствует монитор, его роль будет выполнять смартфон или планшет. В случае с аналоговым оборудованием, беспилотник укомплектовывается дополнительно пультом с монитором или очками.

Поэтому FPV по Wi-Fi самый простой и удобный способ полёта от первого лица на сегодняшний день. После включения дрона, вам нужно подключить гаджет к Wi-Fi точке и зайти в приложение. Минусы цифровой технологии это расстояние передачи сигнала, ограниченное возможностями Wi-Fi, большое количество  источников интерференции в диапазоне 2.

4ГГц и самый большой минус это задержка картинки, чем дальше дрон находится от пилота, тем больше значение задержки, которая в последствии сводит на нет весь дальнейший полёт от первого лица. Такой способ актуален исключительно для первого ознакомления с FPV и не более того.

Fpv по wi-fi на 5ггц (цифровое)

Трансляция по Wi-Fi на частоте 5ГГц пришла в бюджетную нишу не так давно, что позволило значительно улучшить качество видеопотока и расстояние удаления. Поэтому при выборе бюджетного дрона с FPV будет лучшим, если Wi-Fi видеопередатчик модели работает на частоте 5ГГц.

К сведению: Для привлечения внимания пользователя разработчики часто используют вместо обозначения ГГц/GHz, просто «G» (например 5G или 2.4G). На деле это не имеет ничего общего с пятым поколением мобильной связи, а просто указывает, что контроль дрона/передача видеопотока осуществляется на частоте 5ГГц (или 2.4ГГц соответственно).

Аналоговое fpv на 2.4ггц

Из описанных в этой статье вариантов аналоговый диапазон 2.4ГГц наименее популярный. Причина кроется в низком качестве частоты для осуществления приема FPV сигнала. Видео картинка на этой частоте более подвержена размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих на частоте 2.4ГГц.

Аналоговое fpv на 5.8ггц

FPV на 5.8ГГц выбор профессионалов и любителей. Плюсы. Хороший баланс между пропускной способностью и дальностью. Задержка картинки настолько мала, что незаметна человеческому глазу. На данный момент является одним из лучших диапазонов для осуществления FPV полетов. По умолчанию устанавливается на гоночные дроны, так как задержка передаваемой картинки оптимальна для скоростных полетов.

Минус только один — цена. Из-за дополнительного монитора или очков, цена заметно выше. За мощный передатчик тоже придется доплачивать.

Новичкам советуем начинать с бюджетных FPV очков с аналоговой технологией 5.8 ГГц.

К сведению

Как известно технологии не стоят на месте и в профессиональное беспилотное хобби постепенно входит полёт от первого лица построенный на цифровой более мощной начинке, которая далека от Wi-Fi технологии, и на порядок обходит по качеству трансляции (HD качество при сверхнизкой задержке)

аналоговое FPV. Первыми, кто предложил в хобби такое цифровое FPV, способное поспорить с аналоговым, стали DJI Innovations со своим FPV комплектом DJI Digital FPV system. Минус такой технологии, как всегда только один — цена.

Смотрите про коптеры:  Изитроник опель, 📦 доска объявлений Юла - покупай новое и бу играючи 💯

Как держать стики

Это холиварная тема, масштабов пробелы vs табы. Для того, что, бы понять как лучше, стоит пробовать.Так как я провожу не мало времени перед телеком с PS4, я сразу же схватился за стики так:

Но со временем понял, что они немного отличаются, ход более жесткий (он кстати настраивается подкручиванием пружинок) и мне гораздо удобней использовать такую хватку:

Какую аппаратуру выбрать?

Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц
(Taranis Q X7S)

Честно сказать, так как я не эксперт, а аппаратуры очень много, всевозможное обилие разных фишек и различия протоколов передачи данных, могут завести в дикий тупик. Не говоря уже о маркетинговых ходах и конкуренция между производителями. Поэтому я исходил из базовых вещей, которые смог понять, плюс рекомендаций сообщества.

Буквально все, кого я читал и смотрел, рекомендуют Taranis Q X7. Это отличная аппаратура, которая относительно не дорогая и обладает всем, что может понадобиться новичку. А самое главное, она хорошо известна радиолюбителям. Про нее много информации в интернете и вам наверняка кто-то поможет, если будут какие-то проблемы.

Квадрокоптер, зачем?

Наверняка вам уже знакомо, что такое квадрокоптер и возможно он даже у вас есть. Но сегодня я постараюсь рассказать про квадрокоптеры которые люди собирают самостоятельно. Зачем они это делают, спросите вы? Например для меня это отдушина от сдвиганья кнопки на пиксель влево, на пиксель вправо, пока дизайнера не отпустит.

«Обычные», потребительские квадрокоптеры, лишены веселья. Сейчас конечно уже появляются разные конфигурации, но если взять самые популярные, например — DJI Mavic, то вопросов к качеству и выполняемым им задачам нет. Но это не то. У себя между ног, пролелеть не получится, cделать мертвую петлю или хотя бы бочку не выйдет, лететь со скоростью 120км , не знаю, может? Думаю нет. Я уже не говорю про дальность и FPV.

В общем, ограничений много и хочется собрать квадрокоптер который будет доставлять вам удовольствие. Возможно вы хотите учавствовать в гонках, снимать более динамические кадры или просто нанюхаться флюса пока припаиваете моторы. В любом случае, чувство полета птицы и веселья гарантированно только со своим, собранным своими руками квадрокоптером.

Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Предлагаю вашему вниманию ряд видео, разного жанра:

MinChan FPV готовится к гонке (это не ускоренное видео)

Фристаил

Cinematic FPV съемка

Классные каналы

Joshua Bardwell — от того как паять, до как летать и настраивать коптер. Много технической инфы.Rotor Riot — канал команды Rotor Riot.Mr Steele — фристаилJohnny FPV — FPV сьемка

Русскоязычные каналы:Mustfly — FPV фристайл и гонки, в том числе и на маленьких «комнатных» микро квадрокоптерах. Канал ведет команда FPV энтузиастов из Москвы.Сергей Белаш — настоящие FPV приключения, множество интересных мест в России и мире, природа и заброшки с необычного ракурса.

Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv

По сути, в устройстве квадрокоптера нет ничего сложного. Он состоит из таких основных элементов:

• Рама

• Моторы

• Пропеллеры

• Регуляторы скорости

• Полетный контроллер

• Аккумулятор

• Приёмник радиоуправления (и его антенна)

Есть такое направление полётов, когда пилот видит то, что “видит” его квадрокоптер. Такая штука в RC-хобби называется FPV (First-person view). Она требует некоторых своих независимых компонентов, а именно:

• Камеры

• Передатичка видеосигнала

• Приёмника видеосигнала

• Видео-очков/виде-шлема или монитора

Давайте детально рассмотрим анатомию гоночного квадрокоптера. Чтобы ты смог лучше ориентироваться, я сделал небольшую схему, где постарался отделить основные компоненты квадрика. Их мы сегодня и рассмотрим.

0. Рама

Основа всего. Поэтому я и отметил данный пункт цифрой «0».

В гоночных квадрокоптерах используются рамы 280-130 размера.

Что такое «размер рамы»? Это расстояние в миллиметрах между осями двух противоположных моторов. Соответственно, рама 250 размера будет иметь диагональное расстояние между осями моторов в 250мм.

Сейчас особо популярны так называемые «мелколёты» — квадрики на раме 180 размера и меньше. Такие квадрики очень лёгкие, и, как следствие, нужно намного меньше мощности для поднятия их в воздух. В следствие чего уменьшается вес моторов и аккумулятора.

Материалы рамы:

В гоночном коптеростроении фигурируют четыре основных материала: карбон, стекловолокно, алюминий и нейлон.

Рамы, в основном делают из первых двух: карбона или стекловолокна. Основное отличие между ними в прочности и, соответственно, цене — карбоновые рамы прочнее и дороже. Есть также комбинированные рамы, где некоторые детали выполнены выполнены из более прочного карбона, а всё остальное — стекловолокно.

Вторые два материала (алюминий и нейлон) используются для изготовления проставок и стоек для рамы. Разница, очевидно, в весе — нейлон намного легче. Однако нейлон может погнуться или вовсе сломаться.

Наиболее популярные рамы на данный момент:

Lumenier QAV280/QAV250/QAV210/QAV180, ImpulseRC Alien 5″, ZMR250, Lantian LT-130, а также их всевозможные китайские реплики и модификации.

1. Моторы

В хобби радиоуправляемых моделей на электрической тяге используются бесколлекторные (БК) электродвигатели. Гоночные квадрики — не исключение.

Основное отличие БК-моторов от коллекторных в отсутствии щёток, поэтому их ещё иногда называют «бесщёточными».

Просто так их крутиться не заставишь — нет понятия «плюс» и «минус». На выходе три провода, а для управления таким двигателем нужен контроллер, который называется «ESC».

Смотрите про коптеры:  Лучшие дроны для дальних полетов 2020 года - статьи CopterTime

Принцип работы БК-моторов — попеременное включение обмоток двигателя, что создаёт магнитную силу и притягивает к обмоткам постоянные магниты, расположенные на внешнем корпусе двигателя, тем самым вращая его.

Основные характеристики моторов:

• Напряжение питания. Указывается в «баночном эквиваленте» — количестве банок LiPo-аккумулятора, которые сможет «переварить» мотор. Одна банка — 3.7 вольт.

• KV-число. Количество оборотов на вольт. Чем выше этот параметр у моторов — тем более резким получится квадрокоптер. Типичные числа для гоночных квадрокоптеров — 2000-2400KV.

• Максимальный ток.

На гоночных квадрокоптерах используют моторы типоразмеров 1806-2206. Такие маленькие моторчики (размер всего 27*14мм, вес — 26 грамм) способны выдавать колоссальную мощность в 500 Вт и тягу до 1100 грамм на один мотор. Обороты тоже не менее колоссальны: 32000 об/м.

Наиболее популярные моторы:

DYS BE1806 2300KV, Emax RS2205 2300KV (Racing Edition), Cobra CM-2204/28 23KV, Lumenier RX2206 2350KV.

2. Регуляторы скорости (ESC)

Немного отступим от нумерации, потому что этот пункт связан с моторами намного теснее, чем  пункт про пропеллеры.

Регулятор скорости (ESC, Electronic Speed Controller) — устройство, регулирующее обороты и, как следствие, мощность двигателя. Представляет из себя плату с силовыми транзисторами, микроконтроллером и его обвязкой.

Основной задачей ESC является коммутация подаваемого напряжения таким образом, чтобы заставить ротор вращаться. Регулятору нужно определить положение ротора (благодаря эффекту Холла) и переключать напряжение на обмотках двигателя таким образом, чтобы ротор вращался. Это полноценный микрокомпьютер.

Основными характеристиками ESC есть:

• Максимальный коммутируемый ток.

• Максимальное напряжение (в «баночном» эквиваленте)

• Тип процессора и его частота

• Наличие и характеристика BEC-а

• Прошивка регулятора.

Если с первыми двумя пунктами всё понятно, то с процессором, BEC-ом и прошивкой не всё так однозначно. Давайте разбираться.

Первые регуляторы скорости управлялись чипами компании ATMEL: как правило, ATMega8. Современные же, «топовые», регуляторы начали делать на базе процессоров SiLabs: они попросту быстрее, что на таких оборотах несомненно идёт на пользу — регулятор способен быстрее коммутировать нагрузку и реагировать на изменение обстановки.

BEC — встроенный стабилизатор напряжения для питания бортового оборудования квадрокоптера (например, полётного контроллера). Имеет напряжение 5V и ток до 2A. Топовые регуляторы, как правило, им не оснащаются. Сам же регулятор питается сам от себя.

Прошивка ESC — программа, управляющая всеми функциями регулятора. Помимо того, что она должна быстро реагировать на изменение сигнала от полетного контроллера, молниеносно меняя скорость вращения двигателя, современные прошивки обладают рядом интересных возможностей:

• Активное торможение. Если просто уменьшить ток, подаваемый на моторчик, он по инерции некоторое время ещё будет крутиться на прежней скорости, постепенно сбрасывая её до заданной. На гоночных квадриках с молниеносной реакцией это не нужно. Поэтому контроллер попросту притормаживает ротор, некоторое время подавая ток только на одну обмотку. Электромагнитная сила притягивает постоянные магниты ротора, и он сбрасывает обороты намного быстрее.

• Изменение направления вращения двигателя «на лету». Таким образом можно летать вверх ногами. А почему бы и нет? Используется для 3D-пилотажа.

• Поддержка протокола Oneshot125. Это когда полётный контроллер не посылает PWM-сигнал постоянно, а посылает команду управления ESC только тогда, когда нужно изменить обороты двигателя.

Наиболее популярные прошивки: BLHeli и SimonK Firmware.

Наиболее популярные регуляторы скорости: KISS 12A/20A (BLHeli), DYS BL20A (BLHeli)/DYS SN20A (SimonK), FVT LittleBee.

3. Пропеллеры

То, что создаёт подъёмную силу. То, благодаря чему квадрокоптер и летает.

Изготавливают их из нейлона, из композита (стекловолокно и пластик) и из карбона. Последние самые прочные, но не самые лучшие по лётным характеристикам (большой вес и проблемы с балансировкой).

Пропеллеры — расходный материал. Практически каждое падение заканчивается сломанным пропеллером. Часто, даже не одним.

Имеют три основные характеристики: материал, размер и угол атаки. Если с материалом всё понятно, то с размером и углом атаки не очень.

Размер: длина от края до края пропеллера в дюймах. Угол атаки — угол, под которым плоскость лопастей пропеллера наклонена относительно поверхности.

Записываются эти характеристики так: 5×4.5 (проп размером 5 дюймов и углом атаки 4.5), или так: 6030 (проп размером 6 дюймов и углом атаки 3).

Больше размер — больше тяга, но также больше нагрузка на двигатель. Соответственно, чем больше пропеллер, тем более мощный двигатель нужен. Больше угол атаки — больший объём воздуха выталкивает пропеллер, но опять-таки, больше нагрузка. Переборщите с нагрузкой — сгорит сначала двигатель, а потом и регулятор.

Также большие пропеллеры несовместимы с большими оборотами — пропеллер более 7 дюймов на моторе 2300KV просто сломается.

В гоночных квадрокоптерах используются пропеллеры 4030, 4045, 5030, 5045, 6030 и даже 6045. Из производителей стоит отметить Gemfan и HQProps.

Например, мотор Cobra CM-2204/28 2300KV с пропеллером 6х4.5 (6045) на аккумуляторе 4S (14.8в) на максимальных оборотах выдаёт мощность 480Вт, тягу более 1 кг и «жрёт» 30А.

Также сейчас популярны пропеллеры типа «Bullnose» — со срезанными окончаниями. Это уменьшает вихревые потоки и увеличивает эффективность.

На сегодня всё. Спасибо большое всем, кто дочитал пост до конца.

Если у вас есть какие-то вопросы — смело задавайте их в комментариях, я постараюсь на них ответить.

Смотрите про коптеры:  Как сделать кораблик для рыбалки своими руками, чертежи и способы изготовления

Также буду рад любой критике поста и прислушаюсь ко всем советам.

С уважением.

Полезные ссылки

How to FPV? FASTEST WAY | First Purchase? | (Part 1)How To 10 FPV Freestyle Tricks | LEARN THESE FIRST65 Tech Tips For FPV Pilots | YOU DON’T KNOW #40 I GUARANTEE ITПро симуляторы на русском

Причина номер два

После того как вы полетаете на симуляторе, может оказаться, что вам не нравится. Но вы влипли только на аппаратуру и симулятор. По возможности можно продать или вернуть.Квадрокоптеры собираются с очень разными бюджетами, но все равно полный набор всего необходимого, включая такие вещи как зарядка и может быть даже паяльник, складываются в хорошую сумму.

Причина номер раз

Так как режим полета ACRO или 3D отличается от режима в котором летают такие потребительские квадрокоптеры как DJI Mavic, следует начать с обучения полету. Сделать это можно в симуляторе. Без этого шага вы гарантированно влетите во что-то или в худшем случае в кого-то. Падений будет много и это больно. Пускай первая сотня аварий произойдет в контролируемых условиях и без затрат на ремонт.

С чего начать?

Я в этом деле новичок и наверное часа в воздухе не пробыл. Но у меня есть квадрокоптер и он летает. Я расскажу как лучше начать исходя из своего опыта и того как советуют это сделать буквально все. Где-то может быть я не буду мега технически детальным и правым, но это и не надо. Думаю информация в любом случае актуальней быть не может. Ведь я новичок, который смог и пишу для новичков 🙂

Вы можете начать со сборки квадрокоптера, но я последовал советам и начал с покупки аппаратуры. Причины как минимум две.

Составляющие аппаратуры на которые стоит обратить внимание

Выбор аппаратуры это дело вкуса, может быть вам не нравится Taranis. Поэтому для себя я выделил несколько критериев, которые помогут вам определиться.

Первое это прошивка. Существует open source проект, который называется OpenTX.

OpenTX — это своего рода Android для аппаратуры. Проект развивается и пожалуй самый популярный. Так как я новичок, я еще не осознал насколько это мощный инструмент, но знаю, что есть поддержка LUA скриптов, а значит возможности практически безграничны.

Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц
(один из экранов OpenTX)

Стоит обратить внимание на переключатели и стики. Количество переключателей — дело сугубо индивидуальное, так как переключателей для квадрокоптера много не нужно. В моем случае я использую всего два. Один для арминга (аля включение двигателей) и включение FPV модуля.

Стики, вещь более деликатная. Основное отличие которое может быть, это внутреннее устройство.

«Простые» стики используют потенциометры для определения положения стика. Более продвинутые стики используют датчики на основе эффекта Холла. Такие стики более точные и плавные в ходе. В случае с Taranis Q X7, стики можно купить отдельно и заменить. Но есть версия Q X7, в которой уже стоят такие стики.

И как по мне самое главное, это возможность установки радио модуля. В каждой аппаратуре есть свой радио модуль, но как правило брендированный и работает только с приемниками того же бренда. Так же такие модуля не отличаются мощностью, а следовательно дальностью.

Поэтому обращайте внимание на протоколы с которыми умеет работать аппаратура и возможность вставки своего модуля.Это не означает, что без внешнего радио модуля не обойтись, то, что предоставляет аппаратура вполне, хватает для полетать в поле. Но если вы хотите летать в «космосе», на какой-то заброшенной стройке, или на дальние расстояния, то без этого никуда. Впрочем, многие гонщики ставят внешний модуль, только ради стабильности связи.

Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц
(Taranis с TBS Crossfire модулем)

Типы fpv: цифра и аналог

Как уже упоминалось выше передача видеопотока по воздуху реализуется посредством передатчика и приёмника, которые в свою очередь могут работать в различных диапазонах радиочастот — 900 МГц, 1.2 ГГц, 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц. В любительской нише самыми часто используемыми диапазонами являются 2.4ГГц и 5.8ГГц.

Вывод

В итоге получается:

  1. Аналоговое FPV на 2.4ГГц устаревшая технология, практически не используется
  2. Wi-Fi FPV на 2.4ГГц новая бюджетная технология, но картинка транслируется с существенной задержкой
  3. Wi-Fi FPV на 5ГГц (5G Wi-Fi) новая бюджетная технология, картинка транслируется с меньшей задержкой по сравнению с Wi-Fi FPV 2.4ГГц, в лучшем качестве и большей дальностью. Лучший вариант для коптеров начального уровня (для игрушек).
  4. Аналоговое FPV на 5.8ГГц лучшая из трех, выбор профессионалов и любителей.

Заключение

Надеюсь вы узнали, что-то новое. FPV еще только развивается и самое время попробовать это хобби. В следующих статьях мы детально рассмотрим строение квадрокоптера, где покупать (не в целях рекламы, просто это может быть квестом), где летать и прочие важные вопросы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector