ньюKAMIKAZE - Збірка квадрокоптера на рамі ZMR250 (частина 3) - установка FPV

1. Підбір комплектуючих
2. збірка

Продовжимо збірку нашого 250-го квадрокоптера. Наступний етап - установка FPV-обладнання. Мені завжди здавалося, що з фото- і відеозйомкою я скоріше на "ти", ніж на "ви", але тут я зіткнувся з парою питань, про які навіть не підозрював. Так що для початку бажано ліквідувати прогалини в знаннях, почитавши цей FAQ по FPV .

дисклеймер
У багатьох аспектах, дана стаття висловлює
суб'єктивна думка автора.
Сперечатися з ним марно, він упертий.

Підбір комплектуючих

Почати найпростіше з камери і ось чому: подавати живлення на неї я планую з відео-передавача, а значить мені необхідно знати робоча напруга камери. Спершу треба визначитися з типом матриці: CCD (charge-coupled device, ПЗС - прилад із зворотного зарядної зв'язком) або CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor, КМОП - комплементарна логіка на транзисторах метал-оксид-напівпровідник). Ось кілька корисних посилань на цю тему:

Для себе я вибрав CCD. З об'єктивами справи йдуть так: 2,8мм (кут огляду 86 °) найкраще підходить для польотів на невеликій висоті, 3,5мм (кут огляду 67 °) - для великої висоти (в першу чергу для FPV на літаках, хоча комусь зручно і на 250-х квадрокоптера з такою літати), а 2,1 мм має дуже широкий кут і всі об'єкти будуть дрібними, а відстані буде складно оцінювати. Мій вибір - 2,8мм. Ще є така "фіча", як інфрачервоний фільтр (IR Block). У двох словах я торкався цієї теми тут . Якщо говорити конкретно про FPV, то наявність цього фільтра робить кольори значно більш насиченим, але літати в темряві вже не вийде. Без фільтра - все навпаки.

Крім того, треба вибрати в якій системі буде працювати камера PAL або NTSC. Частота кадрів першої дорівнює або кратна 25, а другий - 30. Так як інші мої камери ( Panasonic і GoPro ) Знімають в NTSC, мені зручніше вибрати його і для FPV на випадок, якщо доведеться монтувати відео з різних камер. Під всі ці вимоги підходить сама народна FPV-камера - Sony Super HAD CCD 600TVL з об'єктивом 2,8 мм. Вона недорога і забезпечує кращу якість за свою ціну. Дорожчі моделі мають більш високу роздільну здатність, але по факту це не потрібно, так як камера з 800TVL вже може створювати затримку в передачі картинки до 100мс. Для інших моделей це, можливо, не так критично, але не для швидкого і верткого 250-го.

До речі, якщо говорити про затримку сигналу безпосередньо у камери, тут грає роль як дозвіл, так і тип матриці. CCD матриця спочатку збирає весь кадр цілком (це займає приблизно 40мс в режимі PAL і близько 33мс в NTSC) і лише потім відправляє його. CMOS матриця відправляє картинку через підрядник, що в теорії значно швидше, але на практиці зазвичай ще застосовується постобработка, також займає час і виходить все ще повільніше, ніж у CCD. Також CMOS матриці мають побічні ефекти у вигляді "желе" і rolling-shutter'а. Саме Sony Super HAD CCD 600TVL має затримку, якщо вірити форумам, близько 30мс, що є дуже хорошим показником.

Тепер перейдемо до передавача. Тут все куди складніше, бо асортимент і розкид цін великі, до того ж ще й нові моделі виходять часто. Треба виходити з власних вимог. Мені потрібно харчування на мою камеру (як і на майже всі камери з матрицею CCD) в 12В, RaceBand не потрібен (не планую лЁтать з друзями), але каналів бажано щоб було 32+. Останнє потрібно для того, щоб не опинитися в ситуації, коли приймач і передавач від різних виробників, обидва мають по 8 каналів, але жоден з них не збігається.

Ще один важливий аспект - потужність. Взагалі на форумах пишуть , Що і мінімальних 25МВт цілком достатньо для квадрокоптера 250-го розміру, так як мало хто літає на них далі 500 меторов. Тут важливіше пробивна здатність, щоб сигнал не губився за деревами і кущами. Крім того, є тести ( раз і два ), З яких видно, що нерідко передавачі на 600 МВт видають лише 350-400, так само як і передавачі на 200мВт можу видавати ті ж 350-400мВт. Також треба враховувати, що всі передавачі гріються, причому якщо одні терпимо, то на другі треба ставити додатковий радіатор. Тут краще заздалегідь почитати відгуки. До речі, ті ж тести показують, що потужність одного передавача може сильно змінюватися в залежності від обраного каналу.

Вобщем, як говорив Жванецький: "Вибирай, але обережно, але вибирай". Спочатку мій вибір припав на Eachine TS832 . Якщо я правильно розумію, це клон однойменної моделі від Boscam, причому клон не єдиний. Аналогічна модель випускається під маркою FoxTech. До плюсів цього передавача можна віднести зручність вибору каналу, гарне охолодження і потужність в 600 МВт (не факт), а також велика кількість позитивних відгуків на форумах. Отримавши його я ... офігів. Він величезний настільки, що лізе в раму ZMR250 лише вертикально. Я вирішив, що десь він мені всю комноповку зіпсує і замовив більш компактний Eachine ET600 (По ідеї, можна було навіть взяти ідентичний за розміром і вагою Eachine ET200), правда не врахував, що він видає 5В на камеру, а не 12.

Штатну антену я відразу вирішив замінити на більш кращий "конюшина". Асортимент цього добра великий, а ціни варіюються від 3 € до 70 €. Я зупинився на "серединіх лавах" з великою кількістю позитивних відгуків - комплекті з двох антен AOMWAY 5.8G 3dBi з роз'ємом RP-SMA. До речі, на форумах іноді зустрічаються суперечки про взаємозамінність "клеверов" приймача і передавача. Завжди вважалося, що 3-пелюсткова антена йде до передавача, а 4-пелюсткова - до приймача, але останнім часом багато виробників випускають для обох випадків антени з четьірьми пелюстками. Судячи з усього, для 250-х квадрокоптера, враховуючи відстані їх польотів, великої різниці немає. Для дійсно ж далеких польотів різниця в антенах, зрозуміло, є.

Також я купив кабель-подовжувач RP-SMA ( ця модель переважніше) і недорогий LC-фільтр . Останній потрібен для того щоб прибрати перешкоди, створювані в ланцюзі регуляторами моторів. Ставиться він на саме чутливе до цього пристрій - камеру. Якщо LC-фільтр не вирішив проблему з перешкодами (а таке буває), то можна додатково до цього екранувати відеокабель, який йде від камери до передавача.

Усе? Не зовсім. У польоті завжди треба стежити за рівнем батареї і навіть якщо ця інформація виводиться у вас на пульті, вкрай незручно і навіть шкідливо постійно відволікатися на неї. Єдиний вихід - OSD. Детальніше про те, що це таке і чого від цього чекати, можна прочитати в цієї статті (англійською). Безумовним лідером за співвідношенням ціна / якість є MinimOSD . Вона дає дуже великі можливості (аж для зміни PID через OSD), але для роботи з CC3D її треба перепрошивати ( посилання на прошивку ). Я вирішив не морочитися з усім цим і вибрати гранично простий варіант, щоб показував тільки напруга батареї. Я шукав варіант побюджетнее і в підсумку купив Super Simple Mini OSD . Правда, як з'ясувалося пізніше, вона не калибруется. Тобто, якщо показання заряду не зовсім вірні, виправити це вже не вийде. Забігаючи вперед скажу, що завмер по двом батареям (вимірював зарядкою Imax B6) показав, що моя OSD показує напругу на 0,5-0,6В нижче реального. Так що, замість неї, краще купити Калібруемие HobbyKing E-OSD , Правда її ціна майже вдвічі вище.

На цьому, кажучи мовою веб-програмування, з "серверної частиною" було покінчено. А що ж з "клієнтської"? У мене вже давно лежав без діла приймач Boscam RC5808 , Який я і вирішив використовувати. У свій час хотілося купити приймач з можливістю запису відео (наприклад, AOMWAY RX004 ), Але потім я дізнався про пристрій відеозахвату EasyCap і відмовився від дорогого приймача, зате замовив сам EasyCap (Точніше один з його численних клонів).

Візуалізувати ж отриманий сигнал будуть надбюджетних окуляри (точніше шолом) Quanum Goggle V2 .

Подоб'ём витрати (як і в Минулого разу , Ціни округлювалися в більшу сторону):

• камера 24 €
• відео-передавач 23 €
• антени- "конюшини" 15 €
• RP-SMA подовжувач 3 €
• LC-фільтр 4 €
• OSD 8 €
• відеопріёмнік 15 €
• EasyCap 7 € (опціонально)
• відео-окуляри 60 € (з доставкою)

Разом виходить 159 €.

збірка

Отримавши всі деталі я підключив все обладнання, щоб перевірити його працездатність. Нагадаю, що я вивів два роз'єми від батареї для живлення FPV-обладнання та "фар". До речі, ні в якому разі не вмикайте відеопередавачі без антени - може згоріти. За проводці виходила така схема:

Пізніше, коли я замінив відеопередавачі і мені довелося живити камеру від батареї, вона змінилася на таку:

На цьому ж етапі розумно налаштувати розташування OSD на екрані (можливі варіанти перемикаються натисканням на єдину кнопку на OSD) і пареметри камери. Рекомендуються наступні установки ( джерело ), В дужках дані значення для камер без ІК-фільтра (IR sensrtive):

• Lens: Manual
• Exposure
  • Shutter: AUTO
  • Brightness: 042 (065)
  • ACG: OFF
  • DWDR: ON - дуже важливо, включає цифрове розширення динамічного діапазону DWDR
  • Return
• Backlight: OFF
• White Bal: ATW1
• Day & Night: Color
• Special
  • Cam Title: ON
  • Motion: OFF - детектора руху, потрібен для охоронних камер
  • Privacy: OFF
  • Park. Line: OFF - відображення паркувальних ліній, потрібні, якщо використовувати камеру в якості авторегістратора
  • Comm Adj
  • Version
  • Return
• Image Adj
  • Lens Shad: ON
    • Level: 080
    • 2DNR: ON - включає цифрове придушення шуму 2 DNR
    • Mirror: OFF - дзеркальне відображення картинки
    • Font color
    • Contrast: 105
    • Sharpness: 23 (28)
    • Display: LCD
    • Gamma: 0.45
    • Ped level: 026 (050)
    • Color gain: 200 (250)
    • Neg. Image: OFF
    • Return
• DPC
• Language: ENGLISH
• RESET
• EXIT

Після цього бажано перевірити фокусування камери. Якщо щось з нею не в порядку, можна підлаштувати покрутити об'єктив.

Установку обладнання на квадрокоптер я почав з камери. Насамперед я обробив її плату діелектрелізующім лаком, а потім підклеїв термоклеем все більш-менш великі деталі (а їх там ціла одна), щоб вони не відвалилися при аварії. Для кріплення камери я замовив 3D-друк цих деталей (деталь з файлу washer.stl я не друкував). Саме цей набір сподобався можливістю змінювати кут камери, а так же дугами, що захищають камеру при фронтальному зіткненні. Далі з'ясувалося дещо не дуже приємних речей. По-перше, моя камера не влазить в кріплення, причому не влазить "конкретно". Найрозумніше, що я придумав - зовсім відпиляти задню стінку кріплення і закріпити камеру на ньому термоклеем.

По-друге, з'ясувалося, що бічні деталі одягаються нема на алюмінієві стійки рами, а замість них. Вкручувати болтики в пластик здалося мені сумнівною витівкою, тому я купив металевий прут з різьбленням M3 і пропустив його відрізки через всю раму наскрізь і закрутив гайками з нейлоновими ущільнювачами. Вийшло дуже міцно, хоча, можливо, в даному випадку краще навпаки: якщо вся конструкція камери буде закріплена не надто жорстко, то в разі аварії зміститься всім блоком, що врятує камеру.

Взагалі, часто рекомендують кріпити камеру через гумові / силіконові демпфери, як показано тут .

На цьому ж етапі я стяжками і термоклеем закріпив "фари". До слова сказати, вони виявилися дуже потужними (3Вт разом) і, як наслідок, ненажерливими, так що краще поставити на них який-небудь тумблер, щоб можна було включати перед польотом тільки в разі потреби.

Тепер треба було розібратися з кріпленням антени до відеопередавачі, а це, мабуть, самий складний момент у всій установці FPV. По-перше, антену ні в якому разі не варто кріпити безпосередньо до передавача. Виходить свого роду важіль, де одним плечем служить антена, іншим - сам передавач з усіма проводами, а місце кріплення роз'єму буде точкою опори, на яку доведеться максимум навантаження. Таким чином, в разі аварії майже з 100% вірогідністю роз'єм на платі передавача відламати. Тому кріпити антену треба через якийсь перехідник. По-друге, будь-який перехідник сильно знижує потужність передавача ( приклад ). І по-третє, антена повинна бути розташована вертикально або під дуже невеликим кутом.

Найчастіше передавач кріплять горизонтально знизу пластини рами, а антену виводять наверх через Г-подібний перехідник. Це варіант поганий з двох причин: 1) такий перехідник найсильніше знижує сигнал передавача (на форумах пишуть, що аж на 19%) і 2) з'єднання між антеною та передавачем все одно залишається жорстким і небезпека поломки роз'єму при сильному ударі зберігається. Набагато краще використовувати замість такого перехідника гнучкий SMA / RP-SMA подовжувач на кшталт того, що купив я. Оптимальна довжина подовжувача для 250-го квадрокоптера - 5-8см, хоча залежить від конкретної компоновки. Мені, наприклад, впритул вистачило 15см. До речі, короткі кабелю в продажу є не завжди, але можна самостійно вкоротити довший. Як це зробити, можна дізнатися тут , Але слід враховувати, що на дешевих китайських кабелях роз'єми одноразові і якщо будете скорочувати такий кабель, краще заздалегідь купити новий SMA або RP-SMA роз'єм. Альтернативний варіант: при покупці на eBay зв'язатися з продавцем і попросити його вкоротити кабель до потрібної довжини. Іноді таке спрацьовує.

Другий момент, треба, щоб сама антена (мова йде про "конюшині", а не про штатну "сосиску"), точніше її кабель, був досить м'яким, або кріпити її так, щоб при аварії антена могла підігнутися і пом'якшити удар. Це мінімізує її ушкодження при падінні. До речі, у моїй антени AOMWAY кабель дуже жорсткий. Щоб нівелювати це, я закріпив її на клаптику пластику, гнучкого, але досить жорсткого, щоб антена не мотилять від власної ваги. Оптимальним був балон від будівельного герметика, з якого я вирізав відповідний шматочок. Я трохи змістив антену щодо поздовжньої осі квадрокоптера, щоб вона не заважала засовувати / діставати батарею.

Останній момент, який стосується антени - захист пелюсток від пошкодження. У AOMWAY це сумнівні фіксатори знизу пелюсток, але частіше використовуються кожухи на всю конструкцію. Такий кожух можна виготовити і самостійно, наприклад, з шкарлупки від "кіндер-сюрпризу" або половинки тенісного м'ячика, тільки дуже бажано, щоб сам кожух НЕ коса пелюсток антени.

Останнє, що залишилося - закріпити всередині корпусу відеопередавачі, OSD і LC-фільтр. Спочатку я припаяв дроти до LC-фільтру і заплави його в термоусадку. Плата OSD і відеопередавачі були запаяні виробниками. Правда, на кожному з них є по одній кнопці і я вирізав для них отвори. Також, для більшої компактності, я загнув контакти на OSD на 90 градусів. Після цього я ще раз з'єднав всі дроти і перевірив чи працює обладнання.

Тепер можна було кріпити його всередині рами. У цьому мені дуже допомогла клейка швейна липучка. Один невеликий шматочок я приклеїв на раму, другий - на LC-фільтр. Потім я скріпив разом LC-фільтр і OSD і приклеїв їх липучкою до рами. Щоб липучка не заважала правильно розмістити деталі, постійно зчіплюючись, я прикрив її шматочком паперу, який потім витягнув. Передавач я розгорнув кнопкою назовні (щоб був зручний доступ), після чого обмотав все це разом з рамою ремінцем-липучкою. З квадрокоптера на цьому все.

Не буду детально зупинятися на складанні шолома Quanum Goggle V2, так як в багато ілюстрованої інструкції, що йде до нього в комплекті, цей процес вичерпно показаний. Згадаю лише пару моментів, які можуть бути корисними. Іноді власники цього шолома скаржаться на те, що при включенні моторів або незабаром після початку польоту (3-5 сек) відключається відеопріёмнік. Проблема в тому, що з монітора виходять два RCA-роз'єми (Вони ж "тюльпанчики") і на обох відеосигнал, а на деяких приймачах за двома таким же роз'ємів подається картинка і звук. Виходить, що звуковий канал підключається до відеоканалу монітора і при невеликому нагріванні приймач відключається.

Друга "корисність" полягає в тому, що при наявності вільної камери, можна закріпити її на передній частині шолома і при посадці квадрокоптера перемикатися з FPV-камери на неї і візуально садити модель, що значно зручніше. Як це зробити, показано на це відео . Плата для перемикання між двома джерелами відео йде в комплекті з шоломом.

Квадрокоптер готовий до польотів, причому тепер уже по FPV. Його вага з батареєю склав 580 г, без батареї - 460 м Приємних польотів і м'яких посадок.

Автор: Lentyay