Тестируем SWR и принимающие характеристики FPV антенн

Естественно первый самолет должен быть хорошо управляемым и стабильным в полете. При этом в силу определенных причин не хотелось брать большой самолет. Если быть до конца честным, первым как и у многих был FPV Raptor, и, как у многих, летал он мягко говоря сильно специфично… В силу недостатка опыта на тот момент, я не смог разобраться, что основная проблема Раптора – не правильный выкос двигателя. В итоге Раптор был отложен, а в последствии доведен до ума и продан, ну не лежала к нему душа как-то. А в качестве первого носителя был приобретен упомянутый выше

Готовый к полету планер Sky Easy размахом 1050мм с 4-х канальной радиоаппаратурой 2.4 ГГц (комплектация RTF, mode 1)
Товарhttp://www.parkflyer.ru/product/644013/

, для простоты самолет был прозван Изя.

Критерии, которым руководствовался при выборе:
– малый вес в штате, чтобы был запас для установки FPV аппаратуры;
– материал – EPO, чтобы легко и просто ремонтировался;
– умение лететь медленно, потому как пилот был чайник;
– хорошая самостабилизация;
– достаточный объем полезного простанства в фюзеляже;
– толкающая мотоустановка;
– размах крыльев 1м -50мм, чтобы можно было носить не разбирая;
В итоге остался доволен им до невозможности.

Характеристики самолета:
– Размах крыльев 1050мм
– Длина 863мм
– Полетный вес с FPV оборудованием до 630гр. в зависимости от батареи.
– Мотор колокольчик 2730 2000KV
– Регулятор хода 18А TURNIGY Plush 18А регулятор скорости для бесколлекторных двигателей
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/4312/

(стоковый регулятор загнулся где-то на 20 полете из чего были сделаны соответствующие выводы)
– Пропеллер 7х4
– Полетное время около 15 минут
– Запас хода около 10км
– Крейсерская скорость около 40 кмч.

Т.к. Изя официально не является платформой для FPV, то пришлось немного доработать конструкцию.
Так выглядел фюзеляж изнутри изначально:

Для размещения оборудования поверх всего этого были вклеены две пластиковых полки для оборудования и батарей, которые оклеил сверху липучкой:

Для размещения оборудования поверх всего этого были вклеены две пластиковых полки для оборудования и батарей, которые оклеил сверху липучкой:

От носа через фюзеляж и хвостовую балку до самого стабилизатора вклеил карбоновую рейку квадратного сечения 3мм (ее под полками не видно) для придания кострукции дополнительной жесткости.
Часть фонаря кабины была удалена и туда было вклеено крепление для камеры, а впоследствии для пан-тилта.

Так самолет выглядел когда впервые полетел в качестве FPV носителя, тогда еще без автопилота и пан-тилта для камеры:

Теперь перейдем к электронной начинке:
– Камера OSD Menu 650TVL HD SHARP CCD Starlight WDR Board Camera 2.8mm
– Видеопередатчик BEV 1.3G 400mW transmitter for FPV (до этого летал на передатчике 200mW, в этом сезоне решил немного проапгрейдиться)
– Low pass Filter LPF1200/LPF1400 (включается между видео передатчиком и антенной, глушит частоты больше 1,4ГГц, чтобы исключить негативное влияние на РУ 2,4ГГц)
– Антенна квадрифилярная 1.3ГГц круговой поляризации
– Микрофон Mini Microphone CCTV Security
– Автопилот Arkbird с OSD V3.1020
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/691352/

Arkbird
– FrSky V8FR-II 2.4ГГц 8 канальный приёмник (HV)
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/101891/

FrSky V8FR-II 2.4ГГц 8 канальный приёмник (HV)
– “Пищалка” для поисков модели в траве от Hobby King
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/102775/

для поиска
– TURNIGY 3A UBEC с помехоподавлением
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/4319/

TURNIGY 3A UBEC
– Видео батарея 11.1В 3S 360mAh
– Ходовая батарея 7.4В 2S 1000-1300mAh

Первое время летал без автопилота, пару раз чуть не погубил самолет из-за отказов видеотракта, но нервы все же дороже, потому обзавелся и ничуть не жалею. ArkBird прост в настройке, умеет управлять оборотами двигателя и вполне адекватен, есть правда один серьезный минус: при срабатывании Faile Safe (а именно это является для автопилота сигналом возвращать самолет домой) на земле или на минимальной высоте, при том, что самолет удален от базы больше чем на 30 метров, ArkBird пытается вести самолет домой, даже если тот, предположим, нештатно приземлился вдалеке от базы. Эту нехорошую его особенность разработчик исправлять почему-то не спешит. Набор фунций достаточно стандартен для подобных устройств: гиро-режим, режим полной стабилизации с поддержкой высоты и курса, режим полета по точкам, режим автоматического возврата на базу. Поучаствовать в обсуждении этого автопилота можно Автопилот Arkbird с OSD V3.1020
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/691352/

или здесь.

Что касается выбора камеры – это был компромисс между дорогим и всеми признанными Pixim SeaWolf 690TVL (которые кстати довольно тяжелые и громоздкие) и чем-то дешевым, но с мерзкой картинкой. Всем начинающим могу посоветовать не экономить 20 у.е. разницы и обязательно брать камеру с технологией WDR, что позволит летать при сложном освещении (например низкое солнце) и при этом видеть объекты на земле, а не черное пространство без ориентиров.

Микрофон – много копий поломано на форумах о необходимости иметь микрофон на борту, я стопроцентный сторонник его наличия, т.к. это идеальный источник информации о состоянии двигателя. При этом вес и энергопотребление минимальны, так что экономить на нем не стоит.

Для радиоуправления диапазон 2.4ГГц был выбран по нескольким причинам. Во-первых самолет изначально планировался под “близко и низко”, поэтому дальнобойная система ему не сильно нужна. Во-вторых, учитывая не большие размеры пепелаца, грамотно разместить на нем антенну на 433МГц будет проблематично ввиду ее не маленьких размеров. Что касается влияния видео передатчика 1.3ГГц на приемник РУ: при использовании LowPass фильтра никаких проблем выявлено не было.

На данный момент внутренности самолета выглядят так:

Достаточно удачно получилось сделать развесовку, батареи устанавливаются как раз в районе центра тяжести самолета, поэтому центровка не зависит от их веса. В основном сейчас летаю на 1300mAh 2S, но запас по грузоподъемности еще остался.

Наружность самолета выглядит так:

Как видите, пришлось пожертвовать фигуркой пилота, его место занял приемник GPS от автопилота ArkBird.
Радиоуправление на земле постоено на базе Turnigi 9X (слегка доработанной,
Как видите, пришлось пожертвовать фигуркой пилота, его место занял приемник GPS от автопилота ArkBird.
Радиоуправление на земле постоено на базе Turnigi 9X (слегка доработанной, Внедрение джойстика от PS2 в аппаратуру Turnigy 9X 116
28 ноября 2023 года в 17:22  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/3131/

, для удобного управления пан-тилтом) с модулем FrSky DHT 8-ми канальный DIY передатчик с телеметрией
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/103811/

и ретранслятора, который описывал Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV. 44
24 октября 2023 года в 11:39  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/2695/

. Дальнобойность ретранслятора без бустрера – до 2,5км, вполне достаточно для “близко и низко”. Для полетов подальше можно использовать бустер, почитать на эту тему можно тут.

При компоновке придерживался приципа раздельного питания. Видеотракт питается от отдельной батареи Аккумуляторы Rhino 360мАч 3S 11.1В 20C Li-po
Товарhttp://www.radiocopter.ru/product/7302/

, которой хватает на 50мин. работы (напомню, полетное время около 15 минут), вес ее при этом составляет всего 33гр. – т.е. совсем не значительный. В результате получаем страховку от потери видео сигнала, что вполне вероятно может случиться при просадке ходовой батареи, от которой питается двигатель. Да и ко всему прочему у данного пепелаца ходовая батарея 2S 7.4В, таким образом ее напряжения не достаточно для питания видеотракта, которому необходимо 12В, можно конечно использовать повышающий DC-DC конвертер, но надежность системы из-за этого только пострадает. Ну и кроме всего прочего: отдельное питание видео тракта – простейший и самый надежный способ избавиться от помех по питанию, генераторами которых являются регулятор хода и сервомашинки.

Также вместо встроенного в регулятор BEC использовал дискретный BEC на 3А (красный провод из трехпинового разъема от регулятора был извлечен и заизолирован), от которого запитал бортовое оборудование (сервы, приемник, автопилот), т.к. нередки случаи потери бортового питания вследствие проблем с регулятором скорости, вплоть до пробоя встроенного BEC, когда тот начинает гнать на борт полное напряжение батареи не стабилизируя его. Так же нередки случаи отключения встроенных BEC из-за перегрева. Учитывая все вышеперечисленное, дискретный BEC – хороший способ повысить надежность аппарата, даже если регулятор скорости погибнет, есть шанс спланировать, т.к. управление продолжит функционировать..

Схема питания электроники:

Наземную станцию описывать пока не буду – это тема для отдельной статьи.

В целом, самолет получился удачный. Для полетов близко и низко очень хороший вариант, но надо учитывать, что придется немного доработать.

Дополнение по просьбам читателей:
Летаю по телевизору 17″, очки пробовал – не понравилось, может потому, что HeadPlay не дают такого ощущения погружения, как те же FatShark, не знаю, их не пробовал, но было ощущение, что сидишь в темной комнате и смотришь на монитор, который от тебя на расстоянии метр. Задержки ощутимые тоже не улучшали впечатления. Опять же полет по телевизору позволяет быстро переключиться с полета от первого лица, на полет от третьего. Сажаю в основном от третьего лица, за исключением нештатных случаев, когда до базы еще далеко, но такое было всего пару раз, не дотягивал метров 50 всего-лишь, самолет цел, так что сажать от первого лица вполне реально. Есть товарищи, которые исключительно от первого лица предпочитают взлетать и садиться, но для этого хорошая полоса нужна, а у меня такой к сожалению в ближайшем доступе нет. Ну тут уж на вкус и цвет, кому-то полет в очках кажется лучше, кому-то по телевизорумонитору.
Что касается тех самых мелочей:
– при полете на значительные расстояния, для возможностей самолета, само собой лететь надо против ветра, чтобы по ветру домой возвращаться, но не забывать, что в зависимости от высоты полета направление ветра может меняться, поэтому постоянно контролировать это, то есть мониторить свою скорость по GPS, естественно надо знать крейсерскую скорость своего пепелаца и на ее основе прикидывать, что там с ветром происходит. Опять же настраивая автопилот учитывать скорость ветра и крейсерскую скорость пепелаца, чтобы при автоматическом пилотировании по ветру не довести самолет до сваливания – это касается автопилотов не имеющих датчика воздушной скорости, например тот самый ArkBird. Посему при ветре, скорость которого больше половины крейсерской скорости пепелаца стараюсь не летать вообще.
– при полетах на высоту не забывать соответствующим образом ориентировать антенны, как на земле, так и на аппарате. В основном это касается антенн РУ, которые в большинстве своем диполи. Вообще стоит поизучать диграммы направленности различных типов антенн, гуглится эта информация без проблем.
– для полетов в пределах 2км вполне достаточно будет той конфигурации, которую описал в этой статье. Более мощный передатчик на видео ставить наверное не стоит. Что касается управления, тот же FrSky, если управление реализовать через ретранслятор, вполне пробивает 2,5км. Вообще ретранслятор сделать очень рекомендую, дальнобойная антенна на пульте – извращение по-определению.

В этом году сезон FPV открывал тоже полетами на Изе. Уже практически традиция =) ну и навыки после зимы на нем восстанавливать – самое то.
Вот небольшая нарезка видео с курсовой камеры, с открытия сезона в этом году (YouTube видео подпортил солидно, в оригинале разрешение 720х576, зачем оно его в 360р ужало – загадка):

Прошлогодняя запись на HD камеру с борта:

Свежее видео, полет на 4км удаления. Автопилот заменен на EagleTree OSD Pro, гадость та еще, но Арк понадобился для новых проектов.

Спасибо за внимание! Всем мягких посадок и летной погоды!
Продолжение следует.

З.Ы. Если у кого-то возникли вопросы по существу – задавайте, не стесняйтесь, всем постараюсь ответить.
==================================================================
Мои предыдущие статьи:
Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV. 44
24 октября 2023 года в 11:39  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/2695/
Увеличиваем максимальный угол отклонения стандартной сервомашинки. 60
17 ноября 2023 года в 16:56  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/2958/
Внедрение джойстика от PS2 в аппаратуру Turnigy 9X 116
28 ноября 2023 года в 17:22  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/3131/
Про выкладывание видео YouTube в ленту и т.п. 39
18 апреля 2023 года в 22:50  Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.radiocopter.ru/blogs/view_entry/7755/