Видеопередатчик. Схема видеопередатчика своими руками на частотный диапазон 470-580 МГц

Что такое видеопередатчик?

В англоязычной литературе видеопередатчик принято обозначать как VTX (video transmitter). Видеопередатчик — это важная часть FPV оборудования (англ). Это устройство, передающее сигнал с курсовой (FPV) камеры на видеоприемник, а сигнал с приемника можно отобразить как на мониторе, на и в FPV очках/шлемах.

Видеопередатчики работают в разных частотных диапазонах: 1,2 ГГц, 2,4 ГГц и т.д. Но наиболее популярный диапазон для миникоптеров — это 5,8 ГГц потому что:

• антенну можно сделать очень маленькой
• диапазон 5,8 ГГц можно легально использовать во многих странах

Fpv видеопередатчик для квадрокоптера ts5823 5.8g 200 мвт 32ch

Миниатюрные габариты позволяют установить видеопередатчик практически на любой квадрокоптер, питание 7-25 вольт, 32 канала.

Схема переключения каналов FPV видеопередатчика TS5823.

Такой у меня тоже имеется в наличии, Тестовая проверка показала, что на 500 метров он действует нормально, планируется к установке на летающую игрушку FY550, но, пока еще руки не дошли. Как организую – будет отдельная статья про оснащение летающих игрушек FPV аппаратурой.

Фактически выбор сводится к этим двум – проверенным временем устройствам для передачи видео с квадрокоптера. Конечно, при желании можно выбирать и другие – но, как там будет с работоспособностью – я не подскажу. Сам то я тоже выбирал ориентируясь на отзывы других пользователей.

Эти видеопередатики я подключал как к курсовым камерам, так и к SJ4000, Про то как подключить к последней смотрите статью .

Обзоры квадрокоптеров

Ntsc/pal?

Не беспокойтесь о поддержке NTSC/PAL в видеопередатчике. Все современные модели поддерживают оба стандарта.

Pitmode

Pitmode — очень важная функция для гонок. В этом режиме при включении коптера или после падения, выходная мощность будет очень низкой (практически нулевой), это позволит вам разобраться с коптером не мешая другим пилотам.

Антенна видеопередатчика и карбоновая рама

Старайтесь избегать соединения земли с рамой через видеопередатчик. В случае если где-то провод коснется рамы (карбон проводит электричество!) можно получить КЗ и сжечь передатчик. Кроме того, такое соединение может усилить шумы и вызвать разные проблемы с передатчиком, включая его перегрев.

Антенные разъемы

Часто используемые антенные разъемы (подробнее про них тут):

Большинство антенн имеют разъем SMA или RP-SMA, разъем на видеопередатчике или пигтейле должен быть таким же.

Если вы не уверены в выборе и ещё не купили антенны, то выбирайте SMA, просто потому что это более популярный вариант.

Конечно, можно найти адаптер SMA -> RP-SMA. Но на нем будут потери сигнала.

К плате разъем может быть припаян по-разному: прямо или под углом 90°.

Еще разъем может быть на «пигтейле» — небольшой удлинитель. Выбирайте вариант, наиболее подходящий для вашей рамы.

IPEX (также известен как U.FL) часто используется в мелких видеопередатчиках. Он значительно меньше и легче, чем SMA, но очень хрупкий, и его можно отсоединять всего несколько раз. Можно найти пигтейл как переходник с U.FL на SMA или просто купить антенну с разъемом U.FL.

В последнее время набирают популярность разъемы MMCX. Это отличный компромисс между U.FL и SMA.

Видеопередатчик. схема видеопередатчика своими руками на частотный диапазон 470-580 мгц

Влияет ли видеопередатчик на другие устройства на борту?[править]

Да, передатчик (особенно мощный) может оказывать негативное влияние не некоторые типы серв (заставлять их дёргаться). Обычно цифровые сервы менее подвержены его негативному влиянию. Вот список серв, от использования которых лучше воздержаться, особенно если они расположены близко к передатчику:

Видеопередатчик, а тем более его антенну, желательно располагать подальше от приёмникарадиоаппаратуры управления, GPS-модулей и т.п.

Встроенный микрофон

У некоторых видеопередатчиков имеется встроенный микрофон. Есть пилоты, которые предпочитают слышать звук моторов. Если вы тоже хотите слышать моторы, а у камеры нет встроенного микрофона, тогда эта фишка будет вам полезна.

Выходная мощность и радиус уверенного приема

Мощность видеопередатчика определяет мощность, излучаемую антенной. В общем и целом, чем больше мощность, тем больше радиус уверенного приема.

Видеопередатчики для миникоптеров бывают разной мощности, обычно: 25 мВт, 200 мВт и 600 мВт. Некоторые, продвинутые модели могут её менять.

Помимо выходной мощности значительную роль играют антенны, как на приемнике, так и на передатчике.

Где купить видеопередатчик для fpv полетов на квадрокоптере

Самое оптимальное – заказать с Китайского интернет магазина. Это гораздо дешевле, чем покупать в России, раза в два, а то и больше. Я умею ценить свои деньги, так что там и заказываю.

Лучше всего брать комплект передатчик и приемник:

У меня комплект FPV передатчик TS351 и приемник RC805, его и рекомендую.

Такой комплект проверен временем, он не только у меня работает. 

Схема подключения и настройки видеопередатчика TS351 приведена ниже.

Питание 7-15 вольт, то есть, от 2-3S аккумулятора. Я подключаю к ходовому аккумулятору квадрокоптера, очень удобно.

У приемника 2 видеовыхода, ко второму можно подключать “писалку” и записывать свой полет именно так, как он выглядит на экране.

 Если планируется установка на небольшой квадрокоптер, то можно купить отдельно видеоприемник и мелкий видеопередатчик.

Где лучше разместить видеопередатчик?[править]

1. Видеопередатчик желательно размещать как можно дальше от приёмника радиоуправления.
2. Антенна передатчика не должна «затеняться» батареями и прочей электроникой модели при любых ее положениях относительно пилота (особенно при полётах на дальние расстояния). Достаточно популярен способ размещения передатчика на крыле модели, однако универсального совета тут нет, все зависит от особенностей модели.

Доработка платы передатчика видеосигнала

После успешных испытаний плата была переделана с уплотнением монтажа и переходом на SMD элементы типоразмером 0805, индуктивности размер 1008. ПАВ найдены не были, пришлось лепить выводной (размеры платы не меняются при этом). Они есть в сигах, есть в брелках к ним, есть в радиозвонках китайских, но вещь не особо распространенная. Посмотреть таблицу ПАВ можно в архиве в конце статьи.

Защищаем видеопередатчик

Я летаю довольно агрессивно и часто падаю, обычно передатчик переживает аварии. Части коптера торчащие за пределы рамы: антенны или коаксиальный кабель — обычно отваливаются или обдираются. Поэтому многие используют удлинители антенного кабеля и крепят его одним концом к раме, таким образом разъем на передатчике оказывается защищен от повреждений.

Избегаем скачков напряжения от регуляторов

Когда моторы меняют скорость вращения, они вызывают скачки напряжения. Современные регуляторы имеют мощное «активное торможение» (active braking, damped light), это может вызвать серьезные скачки напряжения. Эти скачки могут даже сжечь видеопередатчик и другое FPV оборудование.

Кое-кто пытается решить эти проблемы установкой ESR конденсаторов рядом с регуляторами и PDB. Более эффективный способ борьбы с шумами — LC фильтр и стабилизатор напряжения специально для передатчика и другого FPV оборудования.

История изменений

• Апрель 2023 — написана первая версия статьи
• Апрель 2023 — добавлены разделы про цифровые системы, smart audio и количество доступных каналов и сеток
• Март 2023 — обновление статьи, добавлена информация об антенных разъемах и способах управления видеопередатчиками

Как защитить видепередатчик и камеру от наводок?[править]

Пример видеолинка без помех с подробностями схемотехники. В качестве LC-фильтра можно использовать этот L-C Power Filter.

Также некоторые производители рекомендуют НЕ применятьBEC для питания видеопередатчиков, так как они уже имеют встроенный стабилизатор напряжения, работающий от широкого диапазона напряжений (например 7..28 В) и поддерживают подключение напрямую к силовому аккумулятору с любым количеством банок.

Ещё один способ фильтрации – вернее, развязка от шумного питания – выглядит так:

Диод не дает разряжаться конденсатору на просевший источник, в результате пульсации оказываются много меньше чем у обычных линейных RC- и LC-фильтров.

Как подключить видеопередатчик к курсовой камере

Вот отдельная руководство по подключения всего FPV оборудования (англ).

Как проверить работоспособность видеолинка[править]

Если при включении собранного видеолинка нет изображения, то можно приблизительно определить что неисправно.

• Если на экране монитора чистый чёрный экран – значит, скорее всего, видеопередатчик и видеоприёмник работают нормально, а не работает камера, либо сигнал с неё не доходит до видеопередетчика.
  • Для проверки на передатчик можно подать сигнал с заведомо исправного источника – любого видеоустройства: приставка, dvd-плеер, видеомагнитофон, компонентный выход другого телевизора, видеокамера.
  • Ещё вариант – не держась ни за что руками пинцетом дотронуться до видеовхода – на мониторе должны появиться горизонтальные полосы; аналогично со звуком.
• Если на экране монитора помехи (шум) или заставка “нет сигнала”, значит проблема в видеопередатчике и/или видеоприёмнике. Самое простое в этом случае – проверить, что они настроены на один канал.

Какой канал выбрать?[править]

Можно выбрать любой канал, однако опытные пилоты любят находить тот канал, на котором передатчик работает наиболее эффективно.

Какую частоту выбрать?[править]

• 900 МГц – диапазон с хорошей проникающей способностью через препятствия (например, деревья), однако ряд особенностей этого диапазона и реализация оборудования не позволяет летать на очень большие расстояния. С хорошими антеннами можно добиться дальности около 5км. Неплохой выбор для полетов «низко и близко» по пересеченной местности и на средние дистанции.
• 1.2/1.3 ГГц – хорошая частота с большим потенциалом на дальние дистанции (есть примеры полетов на 30км и более). Для этой частоты сложно найти готовую хорошую антенну, но есть много чертежей различных типов антенн, которые можно изготовить самим. Большой выбор комплектов от разных производителей по разным ценам и качеству делает эту частоту весьма популярной среди FPV-пилотов. Возможно некоторое негативное влияние на некоторые комплекты радиоуправления с частотой 2.4 ГГц (уменьшение дальности). Если используется видеопередатчик 1.2(1.3) ГГц, желательно повесить между видеопередатчиком и его антенной LPF-фильтр.
• 2.4 ГГц – частота с чуть меньшим потенциалом по дальности, и более низкой проникающей способностью, однако она способна передать видеосигнал более высокого качества. Плюсом является и то, что для данной частоты доступно огромное количество покупных антенн. Минус – рядом с городами этот диапазон очень загружен (Wi-Fi и т.п. устройства). Ни в коем случае не стоит покупать такой комплект, если ваша аппаратура управления моделью работает на сходной частоте (2.4 ГГц)
• 5.8 ГГц – частота не блещет дальностью и обладает самой низкой проникающей способностью. Антенны сложны в изготовлении, но их без труда можно найти в продаже. Плюс данной частоты – свободный, чистый эфир (хотя, с учётом постепенного перехода сетей WiFi на эту частоту, эфир также становится загруженным), нулевое влияние на аппаратуру управления и возможность передавать картинку наилучшего качества! Так же плюсом является самый маленький (по сравнению с другими диапазонами) размер антенн. Очень не плохой выбор для полетов «низко и близко» без преград с отличным качеством картинки.

См. также: видео наглядное сравнение работы видеолинков на 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц.

Каналы

5,8 ГГц = 5800 МГц. На самом же деле это целый диапазон частот, от 5325 МГц до 5945 МГц.

Диапазон 5,8 ГГц выбирают по многим причинам: он легален во многих странах, а антенны на такую частоту очень маленькие.

Каналы — это предопределенный набор частот, на которых вы будете передавать/принимать сигнал. В диапазоне 5,8 ГГц есть больше 10 сеток и 80 каналов (по данным на апрель 2023 года).  Желательно, чтобы приемник видеосигнала был совместим со всеми каналами.

Если вы летаете в одиночку, то вам не потребуется такое количество каналов, всегда используйте только один 🙂 Но как только начнете летать в компании с другими людьми, то поймете, что важно иметь большой выбор.

Качество картинки и видеопередатчики

Когда дело доходит до качества картинки (цвет, контраст, широкий динамический диапазон, резкость и т.д.) то от видеопередатчика мало что зависит, основную роль в этом играет FPV камера. Так что дополнительные затраты на дорогой, высококачественный видеопередатчик не смогут кардинально улучшить картинку.

Качество сигнала и видеопередатчики

Есть три главных фактора, оказывающих основное влияние на качество сигнала:

В видеопередатчиках используется довольно дешевая электроника, и она не идеальна. Соответственно вместо передачи на частоте, например, 5800 МГц, он будет работать на частоте 5802 МГц. При этом на некоторых каналах частота будет соответствовать заявленной, а на других будет отличаться на пару мегагерц.

Следствие этого всего — есть смысл смотреть на более дорогие и более качественные передатчики. То же самое касается и приемников, они должны работать строго на определенных частотах. А антенны должны быть настроены на определенный частотный диапазон.

Использование диверсити приемника (две антенны) — снизит шанс потери сигнала, а если одна из антенн будет с большим коэффициентом усиления, то это даст вам большой радиус уверенного приема.

Мини-передатчики[править]

Исторически сложилось, что PAL большинство FPV-пилотов в России используют PAL (576 строк, 25кадров/сек). Однако подавляющее большинство видеопередатчиков и приемников понимают оба формата, современные устройства вывода изображения тоже, так что с камерами NTSC (486 строк, 30кадров/сек) трудностей возникнуть не должно.

См. также этот вопрос в FAQ по курсовым видеокамерам

На сколько просто менять каналы?

Обычно можно поменять канал одним из двух способов:

Конечно, выбрать нужный канал кнопкой очень просто. Даже если вы летаете в одиночку, а не группой, то есть смысл менять частоты, чтобы найти ту, на которой помех будет меньше.

Недостаток выбора канала кнопкой в том, что вам придется перебирать все каналы по порядку, так что вы можете попасть на канал, на котором уже кто-то летает, и из-за этого он может разбиться.

У некоторых видеопередатчиков есть возможность подключения внешнего пульта управления, например, ImmersionRC Tramp HV.

В новых видеопередатчиках появилась функция удаленного управления (VTX Control), благодаря этому настройки меняются через Betaflight OSD или LUA скрипты для аппаратуры управления.

Напряжение питания и выходное напряжение

Некоторые видеопередатчики можно питать напрямую от LiPo аккумулятора, т.е. вам не нужно беспокоиться о стабилизаторе. При этом нужно убедиться, что на линии питания стоят фильтры, иначе на видео будет полосы. Именно поэтому лучше всего питать видеопередатчик через BEC на 12 вольт и при этом использовать LC-фильтр или конденсатор с низким сопротивлением.

Есть видеопередатчики, у которых имеется выход 5 вольт, от него можно питать другие устройства, например, камеру, OSD или даже полетный контроллер. В этом случае схема соединения проводов несколько упрощается, но убедитесь, что вы не подключили слишком мощные потребители. Перегреть видеопередатчик довольно просто, а большое потребление тока может усилить перегрев.

Никогда не включайте видеопередатчик без антенны!

Если вы включите передатчик без антенны, то энергии будет некуда выходить, и она перегреет передатчик. Очевидно, что если он перегреется, то сгорит! Это может занять несколько секунд или минуту, или 10 минут, кто знает сколько? Просто не делайте так! 🙂

Иногда забываешь подключить антенну во время тестирования, потому что на небольшом расстоянии передатчик и приемник работают даже без антенн. Это происходит, потому что SMA разъем выступает в качестве антеннки.

Любой проводник может работать как антенна и излучать радиоволны.

Но такая «антенна» не настроена на нужную частоту, и энергия все равно будет возвращаться в передатчик. Можно поставить фиговую антенны и в этом случае передатчик будет греться сильнее обычного, а радиус уверенного приема сократится. Т.е. эта конфигурация заработает, но заработает плохо.

Нужно ли сопрягать передатчик с приёмником?[править]

Как правило, все видеопередатчики и приёмники кодируют видеосигнал открыто: их не нужно сопрягать, биндить, отсутствуют какие-либо идентификаторы и т.п. В связи с этим есть два нюанса:

• видеосигнал с борта доступен всем желающим: достаточно любой приёмник настроить на частоту видеоканала.
• при работе двух передатчиков на одном канале (на одной частоте) в одной местности, происходит конфликт: приёмники не могут раскодировать сигнал и видеолинк будет фактически разорван. То есть при полётах рядом нескольких FPV-бортов следует договариваться: кто какой канал будет использовать.

Передаваемое изображение получается пересвеченным[править]

Если наблюдается пересвет изображения, можно попробовать впаять резистор сопротивлением порядка 30..100 Ом на вход передатчика между землей и сигнальным проводом. [2]

Питание 5v или 12v[править]

Это вопрос личных предпочтений и удобства. Если видеопередатчик работает от 12V, то камеру вместе с ним удобнее запитать от одного LiPo-аккумулятора 3S батареи.

Плюсы и минусы мощных передатчиков

Как и все новички я думал: «нужно купить самый мощный передатчик, потому что он даст мне максимальный радиус», но это не единственный критерий.

Мощные передатчики, например, на 600 мВт — хороший выбор, если вы летаете на улице среди препятствий в виде деревьев и летаете в одиночку. Вы скорее всего получите более уверенный прием и больший радиус, чем при использовании маломощного передатчика.

Учтите, что линейное увеличение мощности не дает линейный рост радиуса приема, т.е. для удвоения радиуса приема, нужно увеличить мощность сигнала в 4 раза.

Но, чем больше выходная мощность, тем больше энергии теряется и рассеивается в виде тепла. Поэтому мощные видеопередатчики имеют массивные радиаторы.

Не очень хорошо использовать мощные передатчики и при полетах внутри помещений. Можно получить обратный эффект, потому что сигнал будет отражаться от пола, стен и потолка, что вызовет интерференцию. В подобных условиях гораздо лучше ведут себя маломощные передатчики (25мВт).

Более того, 600 мВт передатчик может забивать сигнал других пилотов, т.е. летать группой будет довольно сложно. Поэтому во многих гонках разрешены передатчики мощностью не выше 25 мВт.

Кроме всего прочего, в некоторых странах есть ограничения максимальную выходную мощность. Без лицензии, на сколько я знаю, в большинстве стран можно использовать только 25 мВт. Поэтому перед полетом почитайте законы.

Плюсы мощных видеопередатчиков:

• большой радиус приема сигнала
• уверенный прием при одиночных полетах

Недостатки мощных передатчиков:

Поддержка smartaudio/telemetry

Это относительно новая технология, она позволяет менять настройки: выбирать частоты, каналы через Betaflight OSD или прямо в меню аппаратуры управления (например Taranis).

Вот руководство по настройке управления видеопередатчиками.

Для этого в видеопередатчики поддерживают один из протоколов:

SmartAudio разработан в TBS, при этом данные передаются через аудиоканал. «Telemetry» — разработана компанией ImmersionRC для видеопередатчика Tramp VTX и, по сути, это двунаправленный последовательный порт.

Все три основные прошивки поддерживают этот функционал.

Подключение

Обычно есть два варианта подключения: разъемы типа JST или пайка. Чаще всего используются разъемы, так проще, не нужная пайка, но некоторые пилоты предпочитают пайку, чтобы не беспокоиться о надежности разъемов.

Пошаговая сборка передатчика видеосигнала своими руками

Антенной был первоначально взят провод ПЭВ-2 1,5, длина 20 см. Размеры платы первого варианта сборки 43х36 мм, типоразмер SMD 1206, катушек — SMD 1210.

В качестве источника сигнала бралась дешёвая цветная камера от видеоглазка. Вебкамера компьютера сюда не пойдёт, нужен именно аналоговый сигнал. А в вебкамере, как известно, цифровой.

На приемной стороне использовался обычный маленький черно-белый телевизор с невысокой чувствительностью — специально. Плата передатчика видеосигнала двусторонняя, нижний слой фольги — сплошной экран, соединенный с землей лицевой стороны.

В оригинальной схеме конденсатора 4,7 пФ не было — ОС генератора на паразитной ёмкости работала, поэтому он может понадобиться.

Ремонт видеопередатчиков это просто!

Сетка видеоканалов в диапазоне 5.8ghz для fpv

Советы по выбору лучшего видеопередатчика для миникоптера

Смотрите наш список: топ 5 лучших видеопередатчиков для миникоптеров.

Я собрал все характеристики видеопередатчиков в одной таблице, так что вы можете сравнить их более детально.

Совместимы ли передатчики разных производителей?[править]

Если речь идёт о передатчиках и приёмниках аналогового видео, то практически все передатчики и приёмники любых производителей совместимы между собой. Нужно лишь обращать внимание на частотную сетку: чтобы и на передатчике и на приёмнике можно было выбрать один и тот же видеоканал.

См. также: Сетка частот диапазона 5.8ГГц

Схема передатчика видеосигнала

Пояснять особо нечего по работе схемы: задающий генератор на ПАВ (резонатор на поверхностно акустических волнах), УВЧ, амплитудный модулятор с регулировкой уровня, линейности и глубиной модуляции.

Питание передатчика 6 вольт, ток потребления порядка 180 мА, мощность в антенне около 100 мВт, по квартире сигнал уверенный через 3 стены, качество картинки отличное! При дерганье за антенну картинка не срывается.

Так какую мощность выбрать?

На самом деле все зависит от ситуации, лучше всего использовать передатчики с настраиваемой мощностью.

25 мВт отлично подойдет для полетов внутри помещений, и большинства гонок, 600 мВт — для дальних, одиночных полетов, а 200мВт — нормальный компромисс между первыми двумя вариантами.

Кажется, что между 200 мВт и 600 мВт огромная разница, но на самом деле это не так, если смотреть на радиус. Как я уже говорил, для удвоения радиуса приема, теоретически, нужно увеличить мощность в 4 раза. Так что 600 мВт передатчик даже не удвоит радиус по сравнению с 200 мВт.

Мощность передатчика — это не единственный критерий, можно получить хороший прием сигнала при использовании диверсити приемников и с антеннами с большим коэффициентом усиления.

С 25 мВт видеопередатчиком можно получить радиус 1 км, так что 200 мВт передатчик легко даст радиус в 2-3 км, при правильной эксплуатации. На миникоптерах мы летаем не так далеко, но если у вас есть необходимость в дальних полетах, тогда лучше выбирать частоту пониже, а не 5,8 ГГц.

У камеры только hdmi-выход[править]

В этом случае можно использовать одно из решений передачи цифрового видео, либо использовать обычные аналоговые видеопередатчики с применением HDMI-AV адаптеров:

Характеристики, на которые стоит обратить внимание, при выборе видеопередатчика для миникоптеров

Аналоговый видеосигнал не так хорош по сравнению с HD. Даже в идеальных условиях картинка будет мутноватой, с шумом, а разрешение низким (по сравнению с видео, записанным GoPro). Причины использования именно аналогового сигнала: оборудование имеет очень низкую задержку сигнала, маленькие размеры, небольшую цену, и его легко купить.

С ростом популярности миникоптеров, размер и вес видеопередатчиков стал уменьшаться. Многие современные видеопередатчики имеют примерно один и тот же размер и вес, мы это обсудим чуть ниже.

При выборе стандарта NTSC/PAL тоже имеются кое-какие ограничения.