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.
Whoop? что это?
Это маленький квадрокоптер с пластиковой рамой и абсолютно схожим набором компонентов. Единственное, что может отличаться — это коллекторные моторы. Но и бесколлекторные так же популярны и доступны.
Еще такие квадрокоптеры называют Tiny Whoop. Парни постарше — Cine Whoop. Они уже способны поднять на своем борту gopro.
(Такие испольpуются для близкой съемки и съемки в помещениях)
Из особенностей Whoop, мне нравится, что они меньше, безопасней и куда более живучие. Можно не бояться, пролетать во всякие щели и ветки деревьев. Главное не застрять где-то на верхушке.Это просто отличный вариант для тренировок и как средство борьбы со страхом пролетать узкие места. Многие гонщики даже делают мини трассы и тренируются на них.
Можно летать среди людей, а детские площадки становятся, просто мега классными треками (ну только когда они пустые, иначе его съедят). Whoop это как в том фильме, где главные герои уменьшились до размеров насекомых. Точно так же и тут. Можно пролетать под лавочками, а новый уровень опасности — мусорки.
Конечно, есть разница в тяге и она очень чувствуется, на видео в начале поста, я еще не очень освоился и часто плюхался на землю. Такие маленькие пропеллеры хуже справляются со всякими воздушными явлениями (propwash etc.). Но в целом ощущения очень похожи и удовольствие просто концентрированней.
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).
Аккумуляторы
Как я уже говорил выше, аккумуляторы для whoop должны быть маленькими и как правило это 1S — 2S.
S — это ячейка, номинальным вольтажем в ~3.7 вольта.
На экземпляре который я собираю, моторы делают 18 тысяч оборотов на вольт и для них вполне достаточно 1S.
У меня нет опыта с выбором аккумуляторов под whoop, но из того, что мне известно — существует два основных вида коннектора — PH и BT 2 который якобы лучше.
(PH)
(BT 2)
В комплекте шли 4ре BT 2 и собственно к самому квадрокоптеру припаян такой разьем.
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.
Доставка
Доставка бывает разная, и нужно смотреть конкретно по магазинам. Я очень нетерпеливый в плане ожидания ништяков, поэтому в основном это DHL.
Но самое главное это бабки — DHL или сам этот getfpv обходит таможню тем, что в чеке стоят цены поделенные на 100. Конечно, доставка не дешевая (30-60 баксов), но до меня долетает за ~4 дня прямо из США.
DHL не работает по выходным. Вы знаете, что посылочка уже в стране, а получить ее сможете только в понедельник. Аж бесит. Но их можно понять, вероятно, им придется нанять в два раза больше сотрудников для посменной работы. А учитывая, что DHL международная компания, это будет стоить значительно.
Делайте заказ на выходных или в понедельник. К концу неделе уже будете встречать свою посылочку.
Остается только одна маленькая проблема — аккумуляторы.
Дело в том, что они в некотором роде опасны и многие компании доставки/магазины отказываются перевозить такие товары самолетами. Скорей всего это ужесточилось после эпизодов с горящими на борту самолета самсунгами, но это не точно.
Одно из правил — аккумулятор должен быть заряжен/разряжен не более чем на 30%. А LIPO не очень любит такой уровень при длительном хранении. Заряд хранения примерно равен 50%. И разумеется никто доставая аккумулятор со склада не будет его разряжать.
Только один раз мне попался вот такой аккумулятор, у которого прямо на коробке было написано — “поставляется с 30%, зарядите как можно скорей!”
Эта проблема решается ноунейм сторонними перевозчиками, приходится делать заказ на локальную фирму (адрес) в США и они уже как-то получают это посылку и отправляют. Я с этим не возился и нашел аккумуляторы в наших магазинах. Выбора меньше, но хватает.
Завершая моменты про доставку добавлю — аккумуляторы, которые идут в комплекте — доставляются без проблем. Правда больших Lipo в комплектах — не видел. Но это актуально для того, что мы собираем в этой статье. Тем более таких аккумов у нас попросту нет.
Зарядка
Процесс зарядки точно такой же как и больших Lipo, только если у вас одна ячейка, то балансировать не надо. В этом же комплекте пришла зарядка, которую можно купить отдельно:
Плюсом и минусом зарядки является порт XT60. С одной стороны это удобно, можно взять Lipo побольше и от него заряжать аккумуляторы прямо в поле на покатушках. А с другой стороны не всегда под рукой есть заряженный аккумулятор.
Эта проблема решается покупкой переходника, а блок питания у меня уже был:
Только одна проблема, которую я пока не решил — вывод аккумулятора на вольтаж хранения. Данная зарядка умеет только заряжать, и все. Моя зарядка для аккумуляторов побольше не умеет работать с 1S, поэтому я просто стараюсь не разряжать их до потери пульса. Это конечно сокращает время полета в среднем до 2-3х минут.
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.
Мой первой whoop
(я еще не мега блогер, но может быть интересно, что я заказал и как это все выглядит в коробках)
Для себя я выбрал бандл без аппаратуры и очков, так как они у меня есть. С начала я думал собрать с нуля, но на глаза попался прикольный вариант “fpv crate” своего рода лутбокс от магазина, в который накидываются всякие ништяки со скидкой. В том месяце был Whoop несколько кастомных деталей, зарядка и самое главное, в комплекте были аккумуляторы.Аккумуляторы под Whoop должны быть маленькими и это 1S или 2S по питанию.
На такой whoop не поместится цифровое FPV, а очки у меня только под цифровое FPV. Мне пришлось докупить аналоговый приемник. Я не стал экономить и взял себе популярное решение под Fat Shark — rapidFIRE:
Обошелся он как весь этот бандл, но я взял на вырост, потом будут ловить им сигнал от дальнолетов.
У моих очков есть аналоговый вход и к ним отлично подключаются данный приемник через небольшой переходник:
Еще из дополнительного — приемник (управления) на квадрокоптер, так как в комплекте нечего не идет. У меня на аппаратуре стоит лонгрендж система Crossfire, собственно докупил nano версию приемника.
Сборка
(моторы не перестают удивлять своим размером)
Сборка данного экземпляра очень простая, буквально конструктор. Только нужно сделать скидку на хрупкий пластик и маленькие размеры. Достаточно легко сорвать резьбу или случайно, что-то сломать.
Пайки минимально, это вам не 5ть дюймов, где только на моторы от 9 до 18 критических мест пайки. Моторчики у вупа насколько маленькие, что просто коннектятся через разъем. Хотя конечно, и у квадрокоптеров побольше есть такая возможность. Наверное bullet connectors удобны при масштабах побольше.
(все внутренности)
В комплекте идет FC — flight controller (полетный контроллер) в который сразу встроенно 4 ESC (регуляторы скорости для бесколлекторных моторов). Обычно у квадрокоптеров ESC идет отдельно от полетного контроллера, а иногда даже 4ре отдельных ESC распределительная плата питания. Поскольку тут токи меньше, все впихивается на одну плату.
Единственное, что нужно припаять, так это приемник. Ну я справился, значит и вы справитесь 🙂
Круто, что VTX (камера и передатчик видео) был сразу припаян к полетному контроллеру. А сам полетный контроллер уже прошит Betaflight, настроен и готов к полету.
Подав питание через usb порт (он используется для подключения к компьютеру, прошивок и настроек), убедился, что все мигает как надо и подключился аппаратурой к приемнику.
Далее просто запихнул все на пластиковую раму
В комплекте шли уже всем давно привычные резиновые демферы под полетный контроллер (минимализирует вибрации)
Вторым по сложности было засунуть камеру в купол, и то тут на фотке не правильно, я потом переделывал, она тряслась во время полета.
А самое сложное — это пропеллеры. Только потому, что я ступил. На таких квадрокоптерах пропеллеры никак не прикручивают, а просто вдавливают на вал. Снимается это чудо крайне некомфортно. Но мне пришлось, так как оказывается направленности вращения, отличается от братишки постарше.
Возможно этот выбор не обусловлен нечем, а возможно так лучше для маленьких квадрокоптеров (вот нашел видео на тему). По идее я мог поменять направления, но не стал. Снимая пропеллеры я чуть не погнул моторы или даже не выломал их из рамы, крайне неприятно.
В итоге получился такой красавчик:
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.
Заключение
По началу мир вупов мне казался странным, но со временем я понял зачем люди покупают себе такие мелкие квадрокоптеры. Они компактней, можно летать на большем количестве локаций, а по ощущениями практически то же самое, только даже пролет под лавочкой воспринимается как крутое препятствие.
В статье нет информации про выбор очков и аппаратуры, про это можно почитать в моем прошлом посте или спрашивайте в комментариях.
Если вы полный новичок, то лучше будет купить готовый набор. А потом уже задумываться о собственном выборе каждой отдельно взятой детали.
FPV Квадрокоптер: Фильтрация в BetaflightОт земли к FPV Квадрокоптеру: Введение
Второй полет на новеньком вупе:
Вывод
В итоге получается:
- Аналоговое FPV на 2.4ГГц устаревшая технология, практически не используется
- Wi-Fi FPV на 2.4ГГц новая бюджетная технология, но картинка транслируется с существенной задержкой
- 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).
- Аналоговое FPV на 5.8ГГц лучшая из трех, выбор профессионалов и любителей.
