Nadajnik VTX FPV- co to jest i jak to działa?

Jak wybrać nadajnik FPV do drona wyścigowego? Podstawowe pojęcia

Na wstępie pragnę zaznaczyć, że analogowy sygnał FPV nie jest kodowany i może go odebrać każdy odbiornik FPV ustawiony na odpowiednią częstotliwość. Daje to możliwość oglądania obrazu z jednego nadajnika FPV na wielu ekranach (ilość odbiorników ustawionych na tą samą częstotliwość w żaden sposób nie wpływa na jakość odbieranego obrazu). Wystarczy jedynie w goglach/monitorze FPV wybrać ten sam kanał i band, na którym nadaje VTX w modelu.

 

Nadajnik FPV to druga najważniejsza część w systemie FPV. Po tym jak sygnał zostaje wygenerowany przez kamerkę FPV oraz (ewentualnie) przepuszczony przez OSD kontrolera lotu FC, ostatecznie trafia do nadajnika FPV. To tam zostaje przekształcony w sygnał radiowy, który będzie odbierany w goglach lub monitorze FPV. W tym artykule postaram się omówić najważniejsze zagadnienia dla obecnie dostępnych modeli.

Kamery FPV- Co to jest i jak to działa?

 

Systemy analogowe vs cyfrowe

 

Od samego początku, w dronach wyścigowych używane są systemy analogowe. Zapewniają one niższą jakość obrazu niż systemy cyfrowe, lecz różnica między nimi nie jest aż tak duża (poza tym niezależnie od wybranego systemu sam przelot można nagrywać bez problemu w jakości HD). Rozbieżności jest jednak znacznie więcej, a najważniejsze z nich postaram się opisać poniżej.

• Opóźnienie– w systemach cyfrowych jest zauważalnie większe niż w analogowych, co spowodowane jest trudnością przesłania większej ilości danych drogą radiową.

Opóźnienia w FPV – parametr latency

 

• Ilość dostępnych kanałów–  systemy analogowe na 5.8 GHz często oferują ponad 40 kanałów, co znacząco ułatwia loty w grupie (nawet do 16 osób jednocześnie). W przypadku systemów cyfrowych loty w szerszym gronie są niemożliwe ze względu na większe wykorzystanie dostępnych częstotliwości.

 

• Zasięg– systemy cyfrowe aby utrzymać wysoką jakość obrazu muszą znajdować się jak najbliżej siebie, między nadajnikiem a odbiornikiem nie mogą znajdować się żadne przeszkody. Systemy analogowe zapewniają stabilniejszą jakość obrazu, mniej podatną na spadki jakości. Istotne jest też, że wlatując za przeszkody lub odlatując na większe odległości obraz analogowy będzie stopniowo zanikał, natomiast cyfrowy może zniknąć całkiem.

 

• Cena– obecnie cały system analogowy można nabyć za kwotę zamykającą się w paruset złotych, natomiast w przypadku systemów cyfrowych musimy się liczyć z kwotą rzędu kilku tysięcy.

 

Częstotliwość

 

Głównie ze względu na rozmiary anten, najczęściej używana jest częstotliwość 5.8 GHz. Jest to również związane z przepisami w wielu krajach oraz na zawodach.

W przypadku większych modeli, w których rozmiary anten nie grają zbyt dużej roli, modelarze równie chętnie wybierają niższe częstotliwości do FPV jak 2.4 GHz lub 1.2 GHz. Przy takim wyborze należy pamiętać o odpowiedniej separacji między nadajnikiem FPV a nadajnikiem RC.

*Ze względu na powszechność systemów na częstotliwość 5.8 GHz reszta artykułu będzie skupiona tylko na tej częstotliwości*

 

Kanały i Band’y

 

Jako że 5.8 GHz nie oznacza tylko jednej częstotliwości lecz cały zakres (od 5325 MHz do 5945 MHz), to aby uprościć nawigację między częstotliwościami zostały one podzielone na kanały i bandy. Obecnie większość nadajników FPV obsługuje co najmniej 40 kanałów rozłożonych po 8 kanałów na band. Wykorzystanie wszystkich jest raczej niemożliwe natomiast daje większe możliwości.

Poniżej ilość dostępnych częstotliwości dla FPV na 5.8 GHz

 

Jak ważne jest odpowiednie dobranie kanału do latania FPV?

Latanie solo

W tym przypadku kanał nie ma większego znaczenia. Możesz w ogóle nie zmieniać częstotliwości i wszystko będzie w porządku.

 

Latanie w grupie

Przed rozpoczęciem latania KONIECZNIE skonsultuj z pozostałymi pilotami na jakich są kanałach. Postarajcie się zachować jak największe odstępy między częstotliwościami aby zminimalizować ryzyko zakłóceń.

*W tym celu polecam po prostu wykorzystać kanały z Band-r, ponieważ zachowana jest między nimi odpowiednia separacja, co powinno zredukować ryzyko zakłóceń*

Do wygodnego obserwowania wyczynów innych pilotów polecam także odbiornik wspierający OTG. W ten sposób można komfortowo oglądać przeloty innych pilotów bez potrzeby zakładania gogli. Samo urządzenie jest wyjątkowo niewielkich rozmiarów, a za ekran może posłużyć większość smartfonów oraz tabletów.

https://avifly.pl/pl/odbiorniki-fpv-rx/fpv-na-telefon-otg-uvc-usb

 

 

Moc nadawania

 

Obecnie na rynku dostępne są nadajniki o mocy od 25 mW nawet do 1200 mW. Dlaczego więc wszyscy nie używają tych najmocniejszych, a na zawodach jest ograniczenie do 25 mW?

• Ilość zakłóceń- nadajniki o dużej mocy nadawania z łatwością mogą zakłócać częstotliwości w pobliżu zadanej, szczególnie w przypadku nie markowych produktów. Może to spowodować pogorszenie jakości sygnału u pilotów na pobliskich częstotliwościach lub jego całkowite zagłuszenie. Aby maksymalnie zminimalizować to ryzyko, na zawodach najczęściej dozwolone jest tylko 25 mW.

 

• Zasięg- w tym przypadku logiczne jest, że zwiększenie mocy będzie miało zauważalny wpływ na ten parametr. Należy jednak pamiętać że sygnał rozchodzi się we wszystkich kierunkach więc podwojenie mocy nadawania nie będzie równoznaczne z podwojeniem zasięgu. Z tego względu bardziej opłaca się rozważyć zakup jakościowych anten niż dokładać mW.

 

• Wydajność- niestety nie rośnie proporcjonalnie do mocy nadawania. Część energii zostaje zmarnowana i przekształcona w ciepło. To zjawisko jest szczególnie zauważalne przy większych mocach nadawania gdzie ilość wydzielanego ciepła może być naprawdę duża. Z tego względu trzeba pamiętać o dobrym przepływie powietrza wokół nadajnika, jako że może się on przegrzewać, a to może doprowadzić do znacznego pogorszenia wizji lub uszkodzenia nadajnika.

 

• Multipath- w dużym uproszczeniu oznacza to, że wygenerowany sygnał z nadajnika VTX zanim dotrze do odbiornika VRX odbija się od różnych przedmiotów docierając później niż sygnał bezpośredni (nieodbity), powodując zakłócenia w systemie. Z doświadczeń wielu pilotów wynika, że nadajniki o większych mocach nadawania radzą sobie znacznie gorzej w zamkniętych przestrzeniach bardziej podatnych na opisywane zjawisko.

Jaka moc nadawania jest najlepsza?

Dla każdego będzie to inna wartość, jednak najbardziej uniwersalna jest 200 mW, ponieważ zapewnia lepszy zasięg niż 25 mW, pozostawiając przy tym możliwość bezpiecznego latania w grupie.

Na całe szczęście większość obecnie dostępnych nadajników FPV daje użytkownikowi możliwość regulacji mocy nadawania w określonym zakresie. Pozwala to na olbrzymią swobodę w doborze mocy nadawania do zmieniających się potrzeb. Poniżej przykład dla nadajników Unify firmy TBS.

 

 

Jakość połączenia

Na ten parametr mają wpływ 3 czynniki:

• Dokładność nadawania nadajnika VTX
• Czułość odbiornika VRX
• Jakość anten FPV

Tanie i niemarkowe nadajniki dosyć często nie transmitują sygnału idealnie na zadanej częstotliwości. Oznacza to, że wybierając częstotliwość 58000 MHz może to tak naprawdę być 5795 MHz lub 58002 MHz. O ile w przypadku małych rozbieżności różnica jest raczej niezauważalna, o tyle większa może skutecznie ograniczyć zasięg, a także wpłynąć na wizję pozostałych pilotów (jeżeli latasz w grupie). Jest to jeden z wielu powodów dla których warto wydać parę monet więcej na jakościowy nadajnik.

W przypadku odbiorników FPV sytuacja nie jest aż tak drastyczna, jako że zakup lepszego modelu wpłynie wyłącznie na komfort użytkowania. Najlepiej jest wybrać odbiornik Diversity (z dwoma odbiornikami). Jest to najprostszy sposób na poprawienie jakości obrazu. W połączeniu z dobrą anteną dookólną oraz kierunkową można liczyć na naprawdę zadowalającą wizję.

 

Złącze

 

 

 

SMA / RP-SMA

Duże, bardzo wytrzymałe złącze używane we wszystkich pełnowymiarowych antenach. Niestety również ciężkie i stosunkowo trudne w montażu.

 

UFL / IPEX

Miniaturowe złącze o bardzo niskiej wadze. Świetne rozwiązanie dla mniejszych modeli w skali mini lub micro. Najbardziej uniwersalne złącze ze względu na dużą swobodę montażu oraz możliwość zastosowania przejściówki dla pełnowymiarowych anten. Przez niewielkie rozmiary jest bardziej narażone na zużywanie oraz wypinanie.

*po wpięciu anteny/przejściówki polecam zabezpieczyć złącze np. klejem, taśmą, trytytką*

MMCX

Alternatywa dla złącz pełnowymiarowych oraz Ufl łącząca w sobie plusy obu rozwiązań. Znacznie mniejsze niż SMA lub RP-SMA. Pod względem wagi niewiele cięższe niż Ufl, natomiast o wiele bardziej wytrzymałe. Nie daje aż tak dużej swobody montażu lecz jest bardziej odporne na wypinanie. Posiada również przejściówki do złącz pełnowymiarowych.

Dodatkowe funkcje

 

Zdalna zmiana ustawień

Bardzo wygodna opcja w nadajnikach posiadających funkcję Smart Audio / Tramp Telemetry. Dzięki niej można zmieniać ustawienia za pomocą OSD w kontrolerze lotu lub LUA Script na aparaturze.

Aby skorzystać z tej funkcji wymagane jest podpięcie kabla Smart Audio / Tramp Telemetry do wolnego UART’a do pada TX (poniżej przykład).

Jak włączyć tą opcję w Betaflight zostało wyjaśnione w poniższym poradniku

Jak skonfigurować Betaflight? Poradnik jak ustawić FC F4 i F7

 

Pit Mode

Świetna opcja dla osób często latających w grupie. Daje możliwość ograniczenia mocy nadawania do 0.1 mW . W ten sposób można łatwo uniknąć ryzyka zakłócenia czyjegoś kanału i bezpiecznie włączyć swój model.

 

 

Dobre nawyki

 

• Nigdy nie włączaj nadajnika FPV bez podpiętej anteny! Niepodpięcie anteny szybko doprowadzi do przegrzania się nadajnika, a następnie do trwałego uszkodzenia.

 

• Postaraj się nie podpinać nadajnika FPV bezpośrednio do pakietu Lipo. Jest to niewątpliwie najprostszy sposób jednak jeśli chcesz zminimalizować ryzyko zakłóceń na wizji lepiej użyć do zasilenia napięcia z regulatora np. 12V lub LC Filtra. Poza tym większość obecnie dostępnych kontrolerów lotu posiada specjalne pady do przylutowania kabli od nadajnika, z których warto skorzystać. 

 

• Unikaj mocowania anteny bezpośrednio do ramy. Pomimo, że wierzchnia warstwa karbonu nie powinna przewodzić prądu, dobrym nawykiem jest odizolowanie anteny. Najprościej zabezpieczyć całe złącze termokurczem lub w miejscu styku przykleić taśmę dwustronną. Dzięki temu nie tylko odizolujesz złącze od karbonu ale również wzmocnisz samo połączenie.

 

• Dobrze zabezpiecz nadajnik przed crashami. Wszyscy się rozbijają i trzeba się z tym liczyć. Z tego względu warto zadbać o odpowiednie wzmocnienie dla anteny.  Dwie trytytki przy mocowaniu bezpośrednio do karbonu to minimum. Dobrym sposobem na montaż anteny jest również wydruk 3D.

 

Przykładowe modele i ich plusy

 

TBS Unify Pro HV

https://avifly.pl/pl/nadajniki-fpv-vtx/tbs-unify-pro-hv-rp-sma

Potężny nadajnik idealny lotów solo (freestyle, long range) oraz w grupie. Posiada zakres regulacji mocy nadawania od 25 mW do 800 mW. Może być zasilany bezpośrednio z pakietu Lipo 2-6S. Jako jeden z nielicznych jest dopuszczony do użytku na zawodach. Umożliwia zdalną zmianę ustawień za pomocą Smart Audio lub tradycyjnie przy użyciu przycisku.

 

ImmersioRC Tramp HV

https://avifly.pl/pl/nadajniki-fpv-vtx/immersionrc-tramp-hv#idTab5

Równie potężny nadajnik od firmy ImmersionRC idealny do lotów solo (freestyle, long range) oraz w grupie. Posiada zakres regulacji mocy nadawania od 25 mW do 600mW. Może być zasilany bezpośrednio z pakietu Lipo 2-4S HV Lipo. Jako jeden z nielicznych jest dopuszczony do użytku na zawodach. Umożliwia 3 sposoby zmiany ustawień:

• tradycyjny przycisk
• Tramp Telemetry
• TNR- tag NFC umożliwiający zmianę ustawień za pomocą aplikacji na telefon lub specjalnej „różdżki”

 

Comments

comments