FPV for dummies II. - FPV alapok: AZ ADÓ ÉS A VEVŐ
FRISSÍTVE: 2016.07.05
Folytatva az előző FPV cikket az "FPV for dummies I." áttérünk arra a részre, hogy hogyan is jut el a kép a gépről a kezelőre. Ez szokott egyébként a legkritikusabb szekció lenni a láncban, mert az emberek jellemzően ezzel kínlódnak a legtöbbet. Nem jó a kép, zsizsikes, elmegy, visszajön, nem jó a hatótávolság stb. milyen antennát tegyek fel rá, miért olyat. Kismillió kérdés, amit most megpróbálunk körbejárni a második részben.
Ha azt mondanám, hogy a megjelenítők az FPV rendszer látványos eleme, a show, amit mindenki nézni akar, akkor az adó és a vevő a rendszer minőségbiztosítása lenne. Ha ez nem működik, nincsen semmi, mégis sokkal kevesebb figyelmet kap a vásárlóktól, mint amennyit kellene. Egy megbízhatatlan adó-vevő páros az embert az őrületbe fogja kergetni és utálni fogjuk az egészet. Állandóan nyomozhatjuk, hol a hiba, majd egy idő után az egészet fel fogjuk adni. Szerintem ezen a részen nem érdemes spórolni, de sajnos az emberek nagy része nem osztja ezt a nézetet.
AZ FPV adás fordított irányú az irányításhoz képest, vagyis a gép ad, míg a kezelő veszi a jelet. AZ FPV adás mehet több frekvencián keresztül is, 900MHZ, 1,2, 1,3, 2,4 és 5.8GHZ-en is. Itt egy kicsit kitérnék a fizikai magyarázatra is, egyszerűsített formában, mert szerintem fontos megérteni, hogyan működik a hullámszórás és hogy miért nem mindegy, hogy milyen hullámhosszon és milyen teljesítménnyel adunk.
A hullámokat általában frekvencia alapján szokták osztályozni, kezdve a VLF (very low frequency) vagyis nagyon alacsony frekvenciájú hullámokkal, egészen az EHF (extra high frequency) extra magas frekvenciájú hullámokig. Míg a VLF 3-30KHZ, addig az EHF 300GHZ fölötti tartomány. Ez azért lényeges, mert a frekvencia növekedésével arányosan csökken a hullámhossza a hullámoknak, vagyis MAGASABB FREKVENCIA ALACSONYABB HATÓTÁVVAL PÁROSUL. Éppen ezért egyáltalán nem mindegy, milyen hullámhosszon adunk. Egy érzékletes példa: a VLF hullámok olyan nagy hatótávolságúak, hogy visszapattannak az ionoszféráról, ez a légkör azon része, amely a földfelszín fölött található 80KM-rel.
Bár ez ritkán hangzik el, a közlési folyamat nem két elemű, hanem három: adó-közeg-vevő elemekből áll. A mi esetünkben a közeg a levegő ÉS a benne levő egyéb tárgyak, amin a hullámnak át kell haladnia. Ez azért fontos, mert amikor az a kérdés hangzik el, hogy mekkora valaminek a hatótávja, akkor erre nem lehet egyértelmű választ adni, hiszen nem tudjuk, milyen közegen fog áthaladni a hullám és ott mennyire fog visszaverődni. Éppen ezért a hatótáv esetében, az optimális számot szokták megadni (hiszen a vásárló az alapján vesz meg valamit, hogy melyik a nagyobb: lóerő, megaherz, megapixel és igen, hatótáv is), ami a mi esetünkben napos, légköri jelenségektől mentes, a földről az ég felé mért távolságot jelent (értsd: a levegőben ennyi). Vagyis mivel ez egy idealizált eset, ennél BIZTOSAN kisebb lesz a hatótáv a valóságban.
Visszakanyarodva a frekvenciához és a hullámhosszhoz, minél kisebb a frekvencia, annál nagyobb a hullámhossz, ami nagyobb penetrációs értéket jelent, vagyis könnyebben halad át a hullám a tárgyakon. Sajnos nem lehet mindenféle össze-vissza frekvencián adni, ezt az állam szabályozza, hogy melyek a legális frekvenciák. Ezeket szoktuk rádióamatőr sávoknak hívni és ebből a listából mindenki megtudhatja, hogy Magyarországon melyek a legálisak.
A másik kérdés, hogy akkor minek növelni a frekvenciát, ha kisebb a hullámhossz, miért nem adunk minél alacsonyabban? Az egyik ok az, hogy mert tilos, a másik ok pedig az, hogy az antenna fizikai méretei arányosak a hullámhosszal. Vagyis amikor látunk egy lób*szó nagy antennát, akkor lehet sejteni, hogy az egy alacsony frekvenciájú, nagy hullámhosszal adó antenna. Mivel ez nem kivitelezhető egy multirotoros gép esetében, ezért jellemzően az FPV frekvenciák 2.4 vagy 5.8 GHZ-n mennek.
Még egy dolgot megemlítenék a fentiekkel kapcsolatban, ami fontos, mert ez a blog alapvetően a multirotoros gépekkel foglalkozik. Mivel jellemzően ezekkel a gépekkel LOS vagyis látótávolságon belül repülünk, a penetrációs értékeknek kicsi a szerepük. Ha ez a blog a merevszárnyú repülőgépekről szólna, amelyek akár kilométereket is elmennek, teljesen másként írnám meg a cikket és ők szinte biztosan nem 5.8GHZ-n FPV-znének, hanem valamilyen alacsonyabb frekvenciájú, de nagyobb penetrációs értékű frekvencián.
Már csak egy kérdés maradt, ha a 2.4 és az 5.8 közül a 2.4-nek nagyobb a penetrációs értéke, akkor ugyan miért nem 2.4-en FPV-zik mindenki? A válasz egyszerű, mert baromira telített a 2.4 GHZ-s sáv. WIFI, Bluetooth, egyéb más távközlési polgári felhasználású adó, mind ebben a sávban fognak megjelenni, nem beszélve a távirányítónkról. Simán elképzelhető pl. egy olyan állapot, hogy a mi távirányítónk adása fogja zavarni a képet, én pont így jártam a Syma X5 SW esetében. Vagyis, marad az 5.8 GHZ-s frekvencia.
Mit tegyünk ha kicsi a penetrációnk? Adjunk marha nagy teljesítménnyel, hangozhatna a válasz, de persze az adóteljesítményeket is szabályozza az állam. 2.4GHZ-n 100mW a törvényileg megengedett legnagyobb adóteljesítmény (amit pl. egy WIFI router esetében, annak átfirmwarezésével (Open WRT) simán feljebb lehet nyomni), sajna az 5.8 GHZ-re ugyan ezt nem találtam meg, de ha valaki tudja mennyi, akkor írja meg. Akit bővebben érdekel a téma az alábbi linkeken okosodhat:
Ugorjunk vissza az adóteljesítményre. Kezdjük a legfontosabbal: AZ ADÓT NE KAPCSOLJUK BE, HA NINCS RAJTA AZ ANTENNA, MERT LEÉG. Jellemzően 25, 200, 600 mW -vel szoktak adni az FPV adók, de elvileg van 1000 mW-s is, bár én még nem láttam ilyet. Fontos, hogy megtudjuk, hogy legálisan mekkora teljesítménnyel lehet adni egyes országokban, erre sajnos nem találtam meg a vonatkozó információkat. A Nighthawkon az FPV adó oldalán tudunk 25 és 200 mW között kapcsolni, nos a 25 kiábrándítóan gyenge, egy Fatshark Dominator V2 szemüveggel 30-50 méter után már szakadozott a kép, 200 mW-vel meg nem próbáltam akkor, mert nem tudtam, hogy át lehet kapcsolni:DDD (azóta de, 300 méternél is tiszta volt a kép). Ehhez képest viszont van, aki azt mondja, hogy 200 mW-vel akár 1 km-ig is el lehet repülni, úgy hogy nem szakad meg a kép. Ez persze csalóka, ugyanis a távolság nem lineárisan nő az adóteljesítménnyel, hanem elvileg dupla távolsághoz 4x akkora adóteljesítmény kell. Ha tehát elfogadjuk az én analógiámat és 50 méterrel számolunk 25 mW esetében, akkor ehhez képest a 200 mW-nek 200 méterre kellene elvinnie. Nos, az okosok azt mondják, hogy a 600 mW-vel volt aki 4Km-re elrepült, úgy, hogy még volt kép. Mindenki döntse el, hogy ez valós-e vagy sem, én még nem próbáltam és valószínűleg nem is fogom soha. Szerintem a 200 mW-nek egy racer esetében egy jó antennával elégnek kell lennie.
Még egy dologról beszélnünk kell, mielőtt összevásároljuk a cuccokat, ez pedig az FPV adók frekvenciasávjai. Ha megnéztek egy FPV adót, pl. az Eachine Falconét, akkor láthatjátok, hogy a channel sorban a 32-es szám szerepel, na de ez mi jelent? Azt hogy az 5.8 GHZ-s frekvenciasávot alcsatornákra osztják, amelyeket újra alsávokba szerveznek (angolul Band, nem tudom jobban lefordítani) és betűkkel jelölnek meg. A , B, E, F "szeleteket" különböztetünk meg, ezeket jellemzően különböző gyártók használják. Minden szeletben különböző frekvenciák szerepelnek, amelyek között az adók váltogathatnak, hogy ne interferálják egymást. Jellemzően egy betűjelhez 8 frekvencia csatorna (CH vagy channel) tartozik. Változó, hogy melyik gyártó melyiket használja, de általában a csatornakiosztások az alábbiak:
Egyes cégek különböző kiosztásokat használnak, a lényeg az, hogy mind a vevőnek (VTX= video transmitter, VRX= video receiver), mind az adónak tudnia kell ugyan azt a csatornát, különben nem fognak tudni kommunikálni egymással. Bővebben a vonatkozó Oscar Liang cikket olvassátok el.
Van még az úgynevezett R vagy racing sáv. Ez a sáv pont ugyan olyan frekvenciatartományokat tartalmaz, mint a fentiek, csak nagyobb közöttük a különbség, hogy kevésbé legyenek áthallásosak. A legtöbb 40 csatornás adó az A,B,E és F sáv mellé az R sávot kapja meg, így jön ki az 5x8 sávból a 40.
VEVŐ OLDAL
Ahhoz, hogy a jelet fogni tudjuk, kell egy antenna. Ezeknek kismillió típusuk van, polarizáció, foglalat, nyereség és típus szerint, ez egy külön cikket megérdemelne (legyen ez a 3. rész?), de most szorítkozzunk a lényegre. Két dolgot kell figyelembe vennünk egy antennaválasztáskor:
- jó csatlakozót válasszunk, hogy fel tudjuk tenni az FPV adóra
- lehetőleg lóhere (Cloverleaf vagy Skew-Planar Wheel) alakút vegyünk, mert a körkörös polarizációjú antennák jobbak FPV-zésre
Csatlakozókra kitérve, lehet SMA és lehet RP-SMA, a különbség az, hogy az SMA közepén van egy plusz bekötési pont (az a kis pöcök), az RP-SMA-ban pedig ugyanez a fogadó oldalon lesz. Mind a kettőből van male (férfi) és female (női) oldal, a képen látható, melyik milyen:
A lényeg az, hogy ha az FPV adódon egy SMA female van, akkor az antennádnak SMA male-nek kell lennie, tehát mindig a fordítottjának, hogy rá tudd csavarni.
Térjünk rá végre arra amire mindenki kíváncsi, hogy milyen cuccokat kell összevásárolnunk, hogy legyen adás és vétel. Okosoktól (FPVRACE Hungary többek között) azt az információt kaptam, hogy:
- FPV antennában az Aomway márkájút kell venni, ami azért jó, mert van Banggood EU raktárban is
- FPV adóból Fatshark, Immersion márkákat használnak, mert ezek adnak jól, már pedig ha szemüveggel repülünk, akkor nagyon fontos, hogy a kép ne szakadozzon
- FPV vevő esetében pedig általában a megjelenítővel egybeépített megoldást használnak, szemüvegből szintén a Fatshark termékeit (legalábbis a versenyzők)
Ahogy már feljebb is említettem, NE VEGYÜNK GAGYI CUCCOKAT HA SZEMÜVEGGEL REPÜLÜNK. Egyébként sem könnyű, de ebben az esetben kritikus kérdés, hogy ne szakadozzon a kép amiatt, hogy valami gagyi cuccot szereztünk be. Gondoltunk már arra pl. hogy egy 200 méterre leeső gépet hogyan találunk meg fél méteres fűben, ha azt se tudjuk, pontosan melyik irányban esett le? Na ezért ne olcsójánoskodjunk az FPV lánc elemeivel.
Nos, véget is ért a cikk, persze tartozom még egy III. résszel, ami a megjelenítőkről szól, illetve ha az olvasóközönség is úgy akarja, akkor lesz egy kiegészítő cikk, az antennákról.
Oscar Liang biblia FPV-zéshez, angolul
A sorozat többi tagja:
