Solav » Увеличить дальность квадрокоптера

Что с дальностью fpv?

Всё прекрасно, правильные антенны на передатчике и приемнике (в шлеме) позволяют летать, используя мощность в 25мВт-50мВт, не беспокоясь о потере видео. Ограничивающий фактор – дальность аппаратуры управления – порядка 100 метров, реально поднимался на сотню метров и отлетал еще немного в сторону – управление было. Дальше не рискнул.

После установки Mobius и видео передатчика время полета сократилось до 9-10 минут.

Pit mode (режим)

Используется в основном на соревнованиях. При активации мощность видеопередатчика снижается до 0.5mW, с целью поменять канал и не мешать своим эфиром другим пилотам. Очень нужна функция. Вам придется держать очки или шлем близко к квадркоптеру. После смены канала, PIT режим отключается и мощность восстанавливается.

Аккумулятор

Аккумулятор 2S 2000 мА*ч, пришел примерно наполовину заряженным, т.е. в режиме хранения (это наиболее правильный способ длительного хранения литиевых аккумуляторов).

Естественно, рекомендую сразу брать несколько штук запасных.

Аппаратура управления

Обычная пластиковая китайская аппаратура управления на 2,4 ГГц. Ничем не лучше и не хуже других подобных железок. Два стика, триммеры, пара кнопок.

Удивил батарейный отсек. Изначально он рассчитан на установку 6 АА батареек, но аппаратуре требуется всего 4 АА, поэтому крайние секции заложены чем-то типа плотного поролона и не имеют контактных площадок.

Вес аппаратуры без аккумуляторов, всего 276 грамм. После обычных Футаб и Таранисов – это какая-то пушинка.

Давайте ее вскроем.

Не хотел отпаивать провода, поэтому разборка не совсем полная.

С одной стороны платы мозг и почти все детали, на обратной стороне смонтированы «стики» и радиомодуль.

Радиомодуль крупным планом.

На стиках хочу остановиться чуть подробнее. Левый стик – стик газа неподпружинен, но обычно (в больших, полноразмерных аппаратурах) он двигается с небольшим усилием, чувствуется трение (как правило это усилие можно регулировать), здесь же он двигается вообще без сопротивления, ничего страшного, просто непривычно.

Вот так выглядят стики после разборки – это два резистора с металлическим кожухом, подобные конструкции стоят во многих недорогих аппаратурах.

Блок питания и зарядник

Зарядное устройство рассчитано на заряд 2S LiPo аккумуляторов. Блок питания 10 вольт 0,8 А.

Вскроем и то и другое.

Откручиваем 4 винтика у зарядного устройства и 1 винтик у блока питания:

Я не сильно большой специалист (хотя с паяльником дружу), но в общем и целом пайка довольно аккуратная, без соплей, правда флюс не полностью отмыт.

Внутренности камеры

Про камеру везде крупно пишут, что она имеет 8 мегапикселей, про интерполяцию умалчивают, чуть позже посмотрим фото и видео с нее. Как уже упоминалось, в комплекте идет безымянная флешка на 4 гигабайта.

Камера минималистична, сверху разъем MicroUSB для подключения к компьютеру.

Если вставить карточку, то определяется как кардридер.

Если флешки нет, тогда как веб камера.

Сбоку слот для MicroSD карточки и переключатель режимов записи 720p или 1080p. Переключатель – единственный орган управления камерой, других нет! 🙂

Взвесим, уж больно легкой она кажется.

Всего-то 30 грамм. Секрет прост – нет ни экрана, ни аккумулятора.

Именно из-за отсутствия аккумулятора нужно быть внимательным! Перед отключением коптера нужно остановить запись видео, иначе файл будет битым. Ниже опишу способ восстановления битых файлов.

Открутим очередные 4 винтика

Удивительное рядом – на плате можно рассмотреть контакты для подключения питания (возможно и аккумулятора), 8 контактный разъем (возможно для экрана), кнопку «enter» и контактные площадки для кнопок Ok и Select. Судя по всему, используется какая-то универсальная плата для удешевления производства.

Внутренности коптера

Откручиваем кучу винтиков и видим это:

Полетный контроллер совмещенный с приемником и регуляторами коллекторных моторов.

С обратной стороны платы ничего интересного нет.

Моторчики у нас коллекторные, с редукторами

При необходимости замены, проблем не возникнет, мотор подключается при помощи разъема

На каждом луче стоит небольшая плата со светодиодами. Светодиоды на обеих сторонах платы, на лучах имеются соответствующие окошки.

При моем зрении -1,5 и небольшом астигматизме светодиоды хорошо видно метров с 50 в облачную погоду и теряются в 10 метрах на солнце.

Встроенный микрофон

На многих видеопередатчиках стали устанавливать микрофоны, они используются для того, чтобы слышать звук работы двигателей. Профессиональные пилоты говорят, что это помогает лучше контролировать квадрокоптер.

Для любителей и начинающих не считаю нужным тратить лишние деньги на микрофон.

Выходная мощность

Выходная мощность — это определение, сколько энергии излучает видеопередатчик в процессе работы. Большая мощность означает бОльшую дальность, но сопровождается «побочными эффектами» — создаются помехи другим пилотам, который будут летать с вами.

Большинство видеопередатчиков имеют мощность:

25mW — это идеальная мощность для полетов в помещении и для гонок. При хорошей настройке и правильной установке антенны, такая мощность будет достаточной для полетов на любой гоночной трассе FPV.

200mW — это золотая середина. На этой мощности значительно увеличивается дальность полета и вы сможете высоко взлетать и отлетать на значительные расстояния.

400mW — Довольно большая мощность, используется для дальних полетов.

600mW — это уже слишком много и создает помехи другим устройствам, не рекомендуется использовать такую мощность.

Все современные видеопередатчики имеют возможность регулировать выходную мощность сигнала, это позволяет удобно использовать дрон в помещении, выставив ему мощность в 25mW и на улице на дальние дистанции на 200 или 400mW. Стоит учитывать, что чем выше мощность, тем быстрее разряжается аккумулятор, так как возрастает электропотребление.

Читатели нашего сайта со всего мира, поэтому есть один нюанс насчет мощности видеопередатчиков — в Европе запрещено использовать мощность более 25mW, а в России как таковых надзорных органов нет, за исключением полетов около аэропортов и режимных объектов. В США требуется получить лицензию HAM.

Где используются частоты 1.3mhz, 900mhz и 433mhz?

Такие частоты используются для использования квадрокоптеров и самолетов дальнего радиуса действия и используются специальные устройства, например, TBS Crossfire. Благодаря использованию низких частот, значительно увеличивается диапазон, так как сигнал с длинными волнами хорошо проходит через препятствия, такие как деревья, постройки и так далее.

Видео, которое передается по такой частоте, значительно хуже по качестве, чем более в более высоких частота — это обусловленно тем, что такая частота несет в себе меньше данных.

Дальность управления квадрокоптером

На продление дальности полета квадрокоптеров влияет ряд факторов, среди которых:

• сила радиосигнала,
• емкость батареи,
• тип двигателя,
• полезная нагрузка,
• условия полета.

К примеру, время пилотирования дэвайса в условиях города значительно меньше, чем за городом. Кстати, новичкам рекомендуют получать навыки управления квадрокоптером на открытой местности, где отсутствуют препятствия в виде электрических опор, деревьев, других объектов.

Чтобы повысить возможности аккумулятора, специалисты советуют подключить дополнительные источники питания. Дальность полета зависит и от других параметров, например, стиля полета (маневрирование, выполнение флипов и переворотов, «зависание» в пространстве).

Важный момент: увеличив дальность радиосигнала, не забывайте об увеличение дальности видеосигнала. Установка видеопередатчиков поможет беспрепятственно получать видеопоток с дэвайса.

Для кого этот коптер?

Чтобы избежать хотя бы части комментариев типа «а вот ХХХ лучше» или «YYY летает быстрее чем этот», давайте рассмотрим: что такое коптер, из чего складывается его цена и для каких целей он приобретается.

Итак, итоговая цена складывается из:

Если мы гоняем, то стабилизированный подвес нам не нужен, если мы хотим снимать красивые видео со стабилизированной картинкой – тогда он просто необходим. Syma X8G где-то посередине.

Наш аппарат стоит чуть больше $100, поэтому не стоит ждать от него качества съемки как у GoPro (которая стоит около $400), у Syma X8G подвес без моторов, соответственно не стоит ждать видео как у Phantom’а.

Кому он подойдет? Тем, кто хочет, вложив относительно небольшие деньги, получить коптер с камерой, кому FPV полет не нужен.

Пара советов про выбор коптера:

Цена в интернет магазине на данный момент $121,99 есть купон

XUI706

с ним скидка до $115,99

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Другие способы

Некоторые производители беспилотных летательных аппаратов искусственно уменьшают дистанцию управляемого полета для соответствия требованиям стандартов отдельных стран. Например, один и тот же дрон, выпущенный для азиатского рынка, может преодолевать 5 км, а для европейского — только 3 км. Изменение настроек иногда позволяет снять эти ограничения.

Замена аппаратуры управления тоже может дать хороший результат. Пульты Futaba имеют множество настроек и качественные передатчики. Установка мощных антенн также поможет повысить уровень действия радиосвязи. Для них нужно дополнительное питание — придется купить еще и аккумуляторы.

У дронов бюджетных серий менять штатную 4-х канальную аппаратуру нет смысла. Пульт может стоить дороже, чем само устройство. Иногда квадрокоптер не в состоянии отлететь от пульта и на 30 м из-за того, что антенна в нем не соединена с платой. Поэтому если в инструкции сказано, что трансмиттер гарантирует связь до 200-х м, а на деле это 20 м, то вопрос обычно решается подсоединением антенны.

Еще немного о модернизации дрона

Пропеллеры AR.Drone 2 вращаются на стальных валах, которые в свою очередь закреплены в латунных втулках.

Короче, не поленитесь прикупить на ebay комплект нормальных подшипников для AR.Drone 2. Стоит всё удовольствие 600-800 руб, эффект ощутите сразу даже на слух. Вот одна из первых попавшихся ссылок

Прошу прощения, что мало иллюстраций в этом посте. Просто давно уже не летаю на AR.Drone 2…

На этом всё, спасибо за внимание! 🙂

История открытия

Антенна «волновой канал» была изобретена в 1926 году Синтаро Уда из Университета Тохоку, расположенного в городе Сендай в Японии, в работе принимал участие также Хидэцугу Яги, его коллега. Яги опубликовал первое описание антенны на английском языке, в связи с чем в западных странах она стала ассоциироваться с его именем.

Антенна получила широкое распространение во время Второй мировой войны в качестве антенны радаров ПВО благодаря её простоте и хорошей направленности. Японские военные впервые узнали об антенне после битвы при Сингапуре, когда к ним попали записки английского радиоинженера, упоминавшего «антенну яги». Японские офицеры разведки не поняли в этом контексте, что Яги — это фамилия создателя.

Несмотря на то, что антенна была изобретена в Японии, она оставалась неизвестной большинству японских разработчиков радаров в течение большой части военного периода, из-за противоречий между флотом и армией.

Антенну горизонтальной поляризации можно видеть под левым крылом самолётов, базирующихся на авианосцах, — Grumman F4F Wildcat, F6F Hellcat, TBF Avenger. Антенну вертикальной поляризации можно видеть на носовом обтекателе многих истребителей Второй мировой войны.

28 января 2023 года на главной странице Google появился дудл, посвященный 130-летию Хидэцугу Яги — до того это изобретение важно миру.

Как-то так надеюсь вопросов как только где купить такую качественную антенну больше нет )))) Купить и кстати для теле-радио аппаратуры её можно здесь.

Как возможно увеличить максимальную дальность квадрокоптеров ?

Конечно, производители работают над увеличением данных параметров, но к сожалению, этот процесс небыстрый. Поэтому на данный момент приходится покупателям самостоятельно решать некоторые вопросы, связанные с дальностью и повышением эффективности коптеров. Требуются

? Планируете покупку данной техники? Есть технические и эксплуатационные вопросы? Оставьте заявку или позвоните нам прямо сейчас!

Как летает?

По умолчанию у него ограничены расходы, т.е. в крайних положениях стиков коптер наклоняется очень мало и вяло. При ветре около 3х м/с против ветра почти ничего не может сделать. Жмем левую верхнюю кнопку на пульте около секунды для увеличения расходов. И вот коптер начинает вести себя гораздо шустрее.

Для новичков будет полезен Headless режим – включается долгим нажатием левой кнопки (примерно 2 секунды), отключение тем же способом. Подробнее например тут:

Как подключить видеопередатчик для квадрокоптера к fpv камере

В комплекте с камерой и видеопередатчиком всегда будут провода со специальными штекерами. Но есть важный момент, передатчик обычно ставят в задней части дрона, а значит нужно протянуть провода от камеры до него, но если вы не знали, то видеосигнал создает помехи полетному контроллеру и наоборот. Поэтому провода от камеры нужно скрутить спиралью и прикрепить к корпусу хомутами параллельно полетному контроллеру, вот такой схемой:

Такая схема позволит минимизировать появления помех от работы контроллера и передатчика.

Если же ваш видеопередатчик квадратного форм-фактора, то достаточно будет просто скрутить провода спиралью.

Как произвести замену антенны пульта управления

На видео выше производится модернизация квадрокоптера Syma для увеличения дальности полета путем замены штатной антенны-проводка на внешнюю с большим dBi.

А на этом видео установка внешней антенны на пульт FrSky Taranis.

Как видите, процедура очень простая, требует только аккуратности и умения паять, от типа пульта – практически не зависит. 

Если вы только начинаете свой путь в мир радиоуправления, то смотрите статью Какой пульт управления дроном выбрать.

Как работает fpv антенна?

Так как эта тема для новичков, мы не будем углубляться в механику работы радиоволн, да и это не обязательно знать, чтобы использовать радиоуправление на дроне.
Принцип работы основан на теории резонанса, волны протекают по антенне со скоростью света. Предположим, что мы подаем на антенну импульс 5В, вначале импульса будет 5В, в середине -5В, в конце снова 5В, наглядно можете посмотреть на этой гифке:

Как расположить антенну на fpv очках и шлеме?

Расположение и тип антенн на шлемах и очках тоже имеет значения для качества сигнала. Если у ваших очков или шлема один приемник без разнесения, то нужно использовать антенну с круговой поляризацией. Если внутри шлема/очков два приемника или есть разнесение, то нужно использовать на одном разъеме круговую, антенну, а на другом — патч антенну.

Лучшим решением будет использование наземной станции для антенн, так ничего не будет зависеть от движений вашей головы.

Как увеличить дальность полета квадрокоптера

Разработчики беспилотников активно работают в таком направлении, как увеличение дальности полета механизмов. Поэтому не исключено, что уже в ближайшее время на рынке появятся усовершенствованные модели, способные преодолевать относительно большие расстояния на одной подзарядке батареи.

Но и модели, имеющиеся в распоряжении, можно легко усовершенствовать, повысив их технические характеристики. Это можно сделать самостоятельно или обратившись в фирмы, предлагающие такого рода услуги.

Кроме установки устройств, влияющих на дальность сигнала, модернизация дрона предусматривает и другие шаги, к примеру:

• покупку нового пульта дистанционного управления,
• замену приемника на более дорогостоящий вариант,
• сброс лишнего веса и, как следствие, снижения уровня расхода батареи,
• использование легких элементов при комплектовании дронов,
• замену пропеллеров на более эффективные и другое.

Если в распоряжении – модель агрегата, способная работать в нескольких режимах, то время дрона в воздухе зависит от выбора того или иного режима. Достичь максимального параметра возможно, если перевести управление коптером в режим стабилизации – поддержания одинаковой скорости и высоты парения.

Качество антенн

Качество антенн достаточно сильно влияет на производительность сигнала, его качество. Наверняка в интернет-магазинах вы видели антенны за 30-40 долларов и рядом за 10 или меньше. Дешевые варианты обычно плохо откалиброваны и у них наименьшая чувствительность. У дорогих антенн наоборот, максимальная чувствительность и хорошая калибровка в завода.

Ниже видео тестирования антенн с результатами. Видео на английском, но можно включить субтитры с переводом на русский.

Механизм переключения каналов

Есть 4 механизма переключения между каналов:

• DIP (механическая крутилка);
• Кнопка с дисплеем;
• Инфракрасным пультом;
• Через OSD.

DIP уже устарел и используется только в старых видеопередатчиках.

Кнопка с дисплеем — сейчас самый популярный вариант, просто нажимаете в определенном порядке кнопку и на дисплее будет меняться канал, например, 2-B, 3-A и так далее. Нельзя использовать на соревнованиях, так как идет перебор всех каналов и вы можете перехватить канал другого пилота или он ваш канал.

Инфракрасный пульт — очень удобная штука и используется на соревнованиях, так как можно выбрать сразу нужный канал, без перебора.

OSD (SmartAudio, Tramp Telemetry) — канал тоже выбирается сразу без необходимости перебора. Выбор производится через меню на дисплее очков или шлема. Функция крутая и набирает популярность.

Мощная антенна на пульт управления

Следующее решение требует умения “ткнуть паяльником” и “разобрать пульт управления дроном”. Вместо штатной антенны устанавливается антенна от WiFi роутера с большим коэффициентом усиления (dBi).

Фактически, необходимо отпаять штатную антенну и на ее место впаять провод от разъема, а к нему можно крепить уже любую антенну.

Вот вариант использования самодельной Vee антенны вместе с внешним ВЧ блоком. 

Так как аппаратура радиоуправления авиамоделями и дронами работает на частоте 2.4 ГГц, то к ней прекрасно подходят антенны от WiFi, которые работают на той же частоте.

На квадрокоптере, для увеличения дальности полета, тоже не лишним будет заменить штатную антенну на имеющую большее усиление. 

Вот варианты готовых антенн и разъемов для них.

2.4GHz RP-SMA Male 16dBi
Купить: Cewaal Новый 2.4 ГГц
Купить: 2.4GHz 5dBi Wireless Wifi
Купить: Бесплатная доставка 2,4 ГГц
Купить: Mini RP-SMA to IPX
Купить: Удлинитель UFL на RP
Купить:

Напряжение

Некоторые видеопередатчики требуют определенный диапазон напряжения, поэтому при выборе учитывайте этот параметр. Например, многие видеопередатчики имеют большой диапазон входного напряжения — от 7 до 24V, поэтому можно не беспокоиться и использовать в качестве источника питания прямое соединение к аккумулятору LiPo 2-6S.

На плате разводки питания есть контакты с 5V, но на 5V работать видеопередатчик FPV не будет, так как это очень ресурсоемкий компонент, требующий большого напряжения.

Для микро-квадрокоптеров продаются специальные видеопередатчики с низким напряжением, менее 7V.

Настройка точки доступа и смартфона:

• Собственный IP-адрес точки доступа делаем, скажем 192.168.1.10, маску подсети 255.255.255.0
• Отключаем DHCP, если он там включен
• Делаем Wi-Fi сеть без пароля (незащищенная сеть) и с каким-нибудь простым названием, например, dronerc
• В настройках беспроводной сети нужно убедиться/установить режим работы g или b/g. Если в точке есть другие режимы типа a, n — можно их смело выключить.
• Пробуем подключить смартфон к нашей точке доуступа. Т.к. DHCP выключен, то смартфон не получит IP адрес автоматически. Поэтому в настройках WiFi подключения на смартфоне вбиваем статический IP адрес, маску, шлюз. Смартфон запомнит эти параметры и они будут действовать каждый раз когда мы будем подключаться к точке доступа.

• На смартфон устанавливаем любой telnet клиент. Для айфона я использовал программу Telnet Lite. В прогамме надо настроить подключение к узлу 192.168.1.1 и сохранить его.

Нужна ли антенна для работы квадрокоптера?

Сейчас некоторые подумают — что за глупый вопрос? Возник этот вопрос вот почему: опытные пилоты наверняка замечали, что если включить передатчики без антенн, они все равно будут ловить сигнал, но слабенький. Происходит это потому, что у передатчиков есть SMA или любой другой разъем, он металлический и начинает работать в качестве антенны.

О методологии и особенностях устройств эксперимента

В качестве основного элемента системы использовалась плата Intel Galileo. Плата основана на основе 32-битного центрального процессора Quark SoC x 1000 Intel с тактовой частотой 400 МГц. В качестве программного обеспечения использовалась версия Linux quark 3.19.

8 yocto-standard. Источник питания — аккумулятор 10400 мАч, способная обеспечить Galileo до 15 часов автономной работы. В плате Galileo через порт PCI Express была подключена беспроводная карта Intel Dual Band Wireless-AC 7260. Карта способна обеспечить скорость передачи данных до 867 Мбит/сек.

Первый этап эксперимента заключался в исследовании теоретических возможностей покрытия беспилотника. Расчет производили с помощью моделей распространения радиосигнала: «Free Space» и модель «Wireless Initiative New Radio» –WINNER D1.

С помощью этих моделей рассчитали предполагаемые максимальные дальности распространения для восходящего и нисходящего канала связи нескольких версий Wi-Fi. Кроме того произвели замеры производительности платы Galileo в качестве промежуточного узла сети Wi-Fi.

В основу эксперимента легли два режима работы беспроводных точек доступа. Первый — “Инфраструктурный” — реализуется в большинстве коммерческих сетей Wi-FI. В таком режиме точка доступа — это центральный узел связи, соединяющий устройства в сети и выступающей вроде шлюза в интернет. В таком режиме точка доступа берет на себя все задачи по управлению сетью.

Второй режим — это «Ad-Hoc». Он не менее распространен и представляет из себя ячеистую сеть, где ни одна из точек доступа не является центровой. Все узлы равноправны и каждый берет на себя задачи хоста либо маршрутизатора. Узлы Ad-Hoc могут перемещаться, образуя так называемую мобильную сеть (Mobile Ad-hoc NETwork — MANET).

Достоинство этого режима заключается в том, что соединение между узлами может быть динамически изменено при перемещении устройств. Но эффективная работа такой сети может сильно зависеть от алгоритмов маршрутизации, отвечающих за доставку пакет между узлами сети.

Для тестов в работу сети подключили два дополнительных устройства. В качестве узлов сети выступали два ноутбука с ОС Linux Ubuntu и Wi-Fi картой IEEE 802.11 a/b/g/n. На приемной стороне был установлен ноутбук с беспроводной картой Intel Centrino Advance-N 6230 и на другом конце ноутбук с картой Intel Dual Band 3160.

Центральной частью системы всегда оставалась плата Intel Galileo, работающая в режиме AP (инфраструктурный режим), либо в качестве одного из промежуточных узлов (Ad-Hoc) между передатчиком и приемником. В последнем устройстве был использован протокол маршрутизации BATMAN, отлично зарекомендовавший себя.

Получение метрик сети осуществлялось с помощью iPerf3. В этом эксперименте использовалась передача с постоянной скоростью между узлами сети со следующими параметрами: продолжительность передачи – 30 сек; скорость передачи: 1, 3, 5, 7, 9, 11 Мбит/сек; размер пакета: 512 и 1024 байта.

Измерения параметров реальной воздушной сети производились по следующей схеме:

Два оконечных устройства постепенно удалялись друг от друга вдоль оси Х. В точках измеряли пропускную способность сети с помощью сетевого анализатора iPerf3, и максимальный уровень сигнала с помощью анализатора спектра Rohde&Schwarz FSH3. Квадрокоптер зависал на высоте 10 и 20 метров, на которых и производились измерения. Так выглядел беспилотник:

Об установке антенн rc и fpv на летающих моделях – где лучше установить антенны на квадрокоптере

Патч антенна на 5.8 ггц своими руками – сделай сам

Подвес камеры

У подвеса есть три достоинства. Первое – он есть, второе – он очень легкий, и третье – в него помещается GoPro, так что коптеру не придется таскать довольно увесистый аквабокс от GoPro.

Посмотрим как устроена «амортизация» в подвесе, откручиваем очередные 4 винтика и видим резинку с ребрами, которые приминаются в зависимости от приложенного усилия. В общем лучше что-то, чем ничего.

При полете со штатной камерой он худо-бедно справляется с подавлением вибраций. Если ставить более тяжелую камеру — то из-за довольно мягких резинок, колебания камеры легко заметны на видео (не вибрации от моторов, а сам подвес с камерой качается).

Поддержка каналов

Все современные видеопередатчики поддерживают каналы, обычно их 40.

Что такое канал видеопередатчика? Это часть одной и той же частоты, но поделенная на равные промежутки этой частоты, чтобы была возможность использовать их другим пилотам, в итоге на гонках могут летать сразу 40 и более пилотов, при этом, каждый будет использовать частоту 5.8G, но у каждого будет свой «кусок» сигнала. Канал в большинстве видеопередатчиков отображается на маленьком экране.

Применение яги=уда

Антенны «волновой канал» широко применяются в качестве приёмных телевизионных, в качестве приёмных и передающих в системах беспроводной передачи данных, в радиолюбительской связи, в прочих системах связи, в радиолокации, ну и теперь ещё в радиоуправлении БЛА.

Широкому их распространению способствуют высокое усиление, хорошая направленность, компактность, простота, небольшая масса. Антенну применяют на диапазонах, начиная с коротких волн, в диапазонах метровых и дециметровых волн и на более высоких частотах.

Радиус действия

Как мы уже отмечали в основе эксперимента проводилось измерение дальности связи и расчет покрытия согласно моделям распространения радиоволн «Free Space» (свободного пространства) и модель WINNER D1. Формулу Фрииса используют, когда нужно вычислить длину радиосигнала между передатчиком и приемников при отсуствии между ними препятствий.

Эта модель применяется только при расчете полей в дальней зоне, расчет производится по формуле:

Модель WINNER D1 — это стохастическая модель. Она учитывает потери в беспроводном канале связи. Определяется по формуле:

В ней неопределенные буквенные переменные имеют следующие значения A = 21.5, B= 44.2, и C = 20.

При расчетах мощность передатчика для Uplink и Downlink была принята равной 20 дБм (100 мВт). Расчет дальности связи производился для разных версий стандартов IEEE 802.11. В таблице ниже приведены результаты расчетов для нисходящего канала (Downlink) и для восходящего (Uplink).

При расчетах было принято, что БПЛА находится на высоте 10 м.В реальном эксперименте оценивался уровень принимаемого сигнала. На рисунке ниже приводится уровень сигнала в зависимости от расстояния для инфраструктурного режима работы (слева) и режима Ad-hoc (справа) при работе дрона на высоте 10 метров.

Те же экспериментальные данные но для работы дрона на высоте 20 метров:

По результатам видно заметное различие между теоретическими и полученными на практике значениями. Они вызваны множеством дополнительных факторов. Однако в целом же уровень принимаемого сигнала значительно выше сигнала, полученного в Ad-hoc. На рисунках b и d изображено меньше измеренных контрольных точек, так как фиксировались только те измерения, которые были получены при работе беспилотника в качестве промежуточной точки между двумя оконечными устройствами.

Результаты, полученные при непосредственном подключении передатчика и приемника ноутбука, в расчет не брались. Другими словами, когда расстояние между конечными точками доступа было меньше 60 метров (для высоты дрона 10 метров) или 80 метров (для высоты 20 метров), квадрокоптер не выступал в качестве промежуточного устройства в режиме Ad-hoc.

Размер и вес

Размер определяется наличием свободного места в раме, как это написано выше и часто производители делают не очень компактные видеопередатчики, поэтому сравнивайте размеры с местом, которое есть в вашей раме.

Вес тоже имеет значение и чем он меньше, тем лучше. Сравните 2-3-4-5 похожих видеопередатчика и купите самый легкий.

Распаковка

Коптер пришел в довольно компактной коробке размером 35 х 35 х 17 см (судя по старым обзорам в сети, первые партии паковались в огромную прямоугольную коробку).

Коробка была обмотана тонким слоем чего-то вспененного и помещена в полиэтиленовый пакет, при доставке углы коробки несильно замяли, это не критично, содержимое осталось в целости и сохранности.

Внутри коробки комплектующие расположены с обеих сторон пенопласта

Расположение и установка антенн видеопередатчика 5.8 ghz квадрокоптера

Правильно установленная антенна видеопередатчика обеспечит оптимальный сигнал. Антенна видеопередатчика должна быть установлена ​​перпендикулярно направлению камеры. Таким образом, он всегда будет направлен вверх, когда дрон летит вперед.

Это касается и самолетов с неподвижным крылом. Это идеальный угол для установки антенн как с линейной, так и с круговой поляризацией. В идеале следует использовать антенну CP, такую ​​как Lumeneir AXII. Если использовать более дорогие варианты антенн, то будет обеспечена максимальная производительность.

Что касается размещения антенны VTX на дроне, ее следует располагать как можно дальше от рамы. В идеале антенна должна находиться в таком положении, чтобы между ней и антеннами на вашем шлеме или очках можно было провести воображаемую линию, при этом рама дрона не будет блокировать ее. Лучшее решение для этого — установить антенну под углом в ​​задней части квадрокоптера.

Важно хорошо закрепить антенну, чтобы в случае краша (аварии) антенна не сломала разъем видеопередатчика, так как крепление там жесткое.

Если собираетесь участвовать в гонках, то лучше использовать короткую антенну, которую сложнее повредить. Так как вы не будете далеко летать, то особого снижения качества видео не будет. Другое дело фристайл или полеты на дальние расстояния, тут нужна антенна более длинная.

Расположение и установка антенн приемника 2.4 ghz квадрокоптера

У большинства приемников 2.4 GHz используются две линейные антенны. В идеале они должны устанавливаться под прямым углом 90° друг к другу.

Самый популярный способ крепления — это использовать пластиковые стяжки, как показано на фото ниже. Не менее популярным местом будет и расположение антенн со второго фото, когда антенны располагаются буквой V на хвосте дрона.

Для второго способа можно купить специальное крепление для антенн, либо распечатать модельку на 3D принтере. По нашим наблюдениям, со вторым способом помехи возникают реже.

Скорость передачи данных

Для оценки производительности инфраструктурного режима работы и режима Ad-hoc с точки зрения максимальной пропускной способности использовалась программа iPerf, с помощью которой запускались пакеты между оконечными точками доступа. Первые измерения провели в лабораторных условиях. Мерялась скорость в нескольких режимах работы и пакетах размером 512 и 1024 байт.

Следующие измерения провели в реальных условиях. Скорость в инфраструктурном режиме выше скорости в Ad-hoc сети.

Для инфраструктурного режима работы (слева) и режима Ad-hoc (справа) при работе дрона на высоте 10 метров:

Те же экспериментальные данные но для работы дрона на высоте 20 метров:

Максимальная скорость передачи данных по Wi-F различна в зависимости от версии стандарта 802.11. Главным образом она определяется методами модуляции, шириной канала, количеством пространственных потоков, кодированием и методами расширения спектра.

Максимально достижимые скорости для рассматриваемого эксперимента приведены ниже:

Увеличение расстояния влияет на качество связи. В свою очередь это вынуждает сетевые карты прибегать к более консервативным методам модуляции и уменьшению скорости передачи данных. В инфраструктурном режиме получается выдерживать более высокие скорости передачи.

Выше в ходе экспериментов было наглядно показано какие возможности открываются при использовании квадрокоптеров для развертки беспроводных автоматически конфигурируемых mesh-сетей. С развитием технологий связи и беспилотных летательных аппаратов возможностей для развития именно такого способа построения сети станет в разы больше

Ставим видео передатчик

Берем видео передатчик Eachine TX801, у него регулируемая выходная мощность, поддержка 72 каналов, и много других достоинств.

Часто на коптеры ставят две камеры: HD и курсовую. По курсовой камере ориентируется пилот, а HD нужна для записи качественного видео. В гоночных коптерах критически важна низкая задержка сигнала при передаче видео, у HD камер она может достигать десятых долей секунды (ИМХО единственное исключение – это Runcam Split, у нее железо от Runcam 3 и задержка видео сигнала как у хороших курсовых камер).
Нам на симе гонять не придется, поэтому задержка не критична. Берем камеру Mobius.
Делаем разъем для видео выхода, распиновку нашел тут:

Для питания видео передатчика возьмем 5 вольт с разъема для штатной камеры (по идее видео передатчику надо 7 вольт или выше, но и от 5 вольт он прекрасно работает). Покупаем безкорпусный разъем, подпаиваем 2 провода и заливаем эпоксидкой.

Соединяем это все в единое целое и вставляем в штатное крепление камеры.

Строение fpv антенны

Каждая FPV антенна, независимо от внешнего вида, имеет одинаковый набор компонентов:

Проводящий элемент

Формирует осциллирующий электрический сигнал и «передает» его в эфир в виде радиоволн. Каждая антенна имеет хотя бы один элемент. Некоторые могут иметь несколько элементов.

Земля/основание

Этот компонент делают металлическим, он соединен с квадрокоптером посредством коннектора, также, при правильном позиционировании, усиливает сигнал, который передается до/от квадрокоптера. Основание нужно располагать так, чтобы оно было параллельно земле.

Структура

В качестве материала пластик или акрил, не проводящий материал, служит для опоры проводящих элементов.

Коаксил

Коаксиальный кабель представляет собой специальный тип защитного провода, который может передавать электрические сигналы от одной точки к другой без излучения радиосигнала.

Коннектор

Коннектор это то, чем соединяется антенна к плате или передатчику на дроне. Служит проводящим элементом.

Усилители сигналов для дронов

Многие девайсы работают на частоте 2,4 ГГц, позволяющей летать на дистанцию около 1 км. Если беспилотник покинет зону приему сигнала, он может потеряться. Чтобы этого не случилось, советуем ее расширить. Для этого нужно обзавестись необходимыми комплектующими.

Усилитель сигнала для квадрокоптера

Большинство изделий функционируют на частоте 2,4 Ггц: она позволяет осуществлять полеты на небольшое расстояние – в среднем 1 км. Вылет аппарата из зоны приема сигнала чреват потерей летательного устройства. Расширить зону приема сигнала помогут специальные комплектующие. Представленные на рынке модели отличаются рядом преимуществ, среди которых:

• легкий вес,
• компактные размеры,
• простота установки,
• доступная цена.

Использование усилителей позволит увеличить дальность полетов на расстояние до нескольких километров (этот показатель зависит от модели). В комплект устройств для усиления сигнала входят панель антенны, кабели, кронштейн в качестве опоры. Усилители концентрирует излучение антенны и направляют луч сигнала от пульта ДУ. Подключение аппаратуры не требует каких-либо изменений в работе летательного агрегата.

Усилитель-отражатель на антенну

Начнем с самого простого решения – установка пассивного усилителя-отражателей на антенну. 

Чертежи можно взять в статье Усилитель для антенны квадрокоптера. 

Не смотря на простое изготовление и весьма несерьезный вид, такой пассивный усилитель сигнала позволяет увеличить дальность полета квадрокоптера в 0.5-2 раза. В статье по ссылке выше есть видео положительный тестирования такого девайса с коллекторным квадрокоптером, из своего опыта скажу, что эта штука действительно работает и дальность полета увеличивается.

На видео выше производится тест параболического отражателя, дальность полета дрона с ним увеличилась на 30%. У других тестеров дальность полета увеличивается до 2-х раз, тут все зависит от загаженности эфира в месте полета.

Такой способ усилить сигнал работает с любыми передатчиками, не только произведенными фирмой DJI.

Если нет желания “рукожопить” параболический усилитель-отражатель, то можно купить уже готовые варианты усилителей сигнала.

Transmitter Antenna Signal Enhancement
Купить: Phantom 3 S/SE дистанционного
Купить: Black Mirror Plate Foldable
Купить: Пульт дистанционного управления усилитель
Купить:

Установка бустера на пульт управления дроном

 На видео выше делается проверка дальности радиоуправления с мощной антенной, а так же усилителями (бустерами) на 1 и 2 Ватта.

Стоит учитывать то, что со штатной антенной дальность радиоуправления на аппаратуре с видео составляет 900-1100 метров!

Как видите, использование бустера очень сильно увеличивает дальность управления вашим дроном!

А использование бустера и направленной антенны на 2.4 ГГц позволяет улетать на 65 км и вернуться!

Обычно такие дальние полеты выполняются на авиамоделях, тк они тратят меньше энергии на поддержание полета, но квадрокоптеры тоже могут летать далеко.

Ссылки на бустеры для пультов квадрокоптеров смотрите ниже

2.4G 2W Radio Signal
Купить: DJI Phantom запасных частей
Купить: Turbowing RY-2.4 2.4G Radio
Купить: Оригинальный turbowing ry 2.4
Купить:

Устройство и принцип действия

Схема антенны «волновой канал»:

Излучение активного диполя (красного цвета) возбуждает ток в пассивном директоре, который переизлучает волну (синего цвета), имеющую конкретный сдвиг фазы (см. пояснение в тексте). В результате суммарное излучение активного вибратора и директора (зелёного цвета) в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении директора — в фазе, что приводит ослаблению излучения в направлении рефлектора и его усилению в направлении директора.

Антенна состоит из расположенных на траве́рсе (на рисунке — Т) активного (A) и ряда пассивных вибраторов — рефлекторов (R), расположенных относительно направления излучения за активным вибратором, а также директоров (D), расположенных перед активным вибратором.

Чаще всего применяется один рефлектор, число директоров меняется от нуля до десятков. Активный вибратор имеет длину около полуволны (0,5 λ), рефлектор — длину, немного большую 0,5 λ, а директоры имеют длину, меньшую 0,5 λ. Расстояния от активного вибратора до рефлектора и до первого директора составляют около 0,25 λ.

Излучение антенны можно рассматривать как сумму излучений всех составляющих её вибраторов. Ток, наведённый излучением активного вибратора в рефлекторе, наводит в нём напряжение. Для рефлектора, сопротивление которого носит индуктивный характер за счёт длины, большей 0,5 λ, напряжение отстаёт по фазе от напряжения в активном вибраторе на 270°.

В результате излучение активного вибратора и рефлектора в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении активного вибратора — в фазе, что приводит к усилению излучения в направлении активного вибратора приблизительно вдвое. Аналогично рефлектору работают директоры, однако из-за ёмкостного характера их сопротивления (что определяется их меньшей длиной) излучение усиливается в направлении директоров.

Каждый дополнительный рефлектор или директор дают прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий рефлектор и директор, причём для рефлектора эффект ослабления действия дополнительных элементов намного более выражен, поэтому более одного рефлектора применяют достаточно редко.

Форм-фактор. размер

Современные видеопередатчики имеют такую же форму, как и приемники, но сейчас чаще стали продаваться видеопередатчики квадратной формы и устанавливаются над полетным контроллером башней. Какой лучше выбрать? Это зависит от рамы, если рама вашего дрона длинная, то берите обычный, а если высокая и короткая — то лучше взять квадратный форм-фактор (30*30).

Характеристики

Трёхэлементный волновой канал имеет усиление около 5—6 dBd, 5-и примерно 8, шестиэлементный — около 9 dBd (как у меня), десятиэлементный — около 11 dBd. Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2,2 dB на каждое удвоение длины антенны.

Восстановление битого видео

По окончании записи видео камера должна записать некоторые метаданные, чего она сделать не может при неожиданном отключении питания. Т.е. выключили коптер без остановки записи – получили битый файл.

Есть замечательная программа

recover_mp4

Запускаем с параметром

–analyze

, например

recover_mp4.exe AW004.MOV --analyze

где

AW004.MOV

– это название

НОРМАЛЬНОГО

файла, программа проанализирует указанный файл и покажет набор команд для восстановления битого файла. В моем случае:

recover_mp4.exe AW002.MOV result.h264 result.wav --qt

где

AW002.MOV

– название

БИТОГО

файла. Полученные файлы со звуком и видео можно собрать в один при помощи ffmpeg. Мне было нужно только видео, поэтому было достаточно файла result.h264