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Entendiendo Drone FPV Video en vivo, ganancia de antena, GCS y rango

Número Navegar:0     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-06-26      Origen:motorizado

Si trabaja con drones, sin duda ha escuchado hablar de video en vivo FPV, frecuencia, ganancia de antena, estación de control de tierra (GCS) y alcance. Para volar un dron, no necesita comprender la tecnología detrás de todo, ya que los drones se han vuelto tan fáciles de volar. Sin embargo, comprender estas cinco tecnologías de UAV será esencial si desea construir y diseñar drones o solucionar problemas de operación de drones.

Para ayudarlo a comprender la tecnología de FPV Video en vivo, frecuencia, ganancia de antena, estación de control de tierra (GCS) y alcance estos cuatro puntos, hemos preparado este breve artículo para explicarlos en detalle.

Lista de contenido:

  • FPV Live Video

  • Frecuencias en las que operan los drones

  • Cómo la ganancia de antena afecta el rango en FPV

  • ¿Cómo aumentar el alcance?

  • ¿Qué es la estación de control de tierra?

FPV Live Video

Como se describe en Wikipedia, FPV (Vista en primera persona) también se conoce como RPV (Vista remota de persona) o video piloto. Es una tecnología de señalización utilizada para controlar un vehículo RC, desde el punto de vista del conductor o piloto. La repentina popularidad de los drones o vehículos aéreos no tripulados en los últimos años también ha aumentado el uso de FPV, que se utilizan con mayor frecuencia para pilotar estos objetos.

El video en vivo FPV con antena de radiofrecuencia, transmisor y receptor junto con cámaras de alta calidad permite que los drones se utilicen de muchas maneras positivas en diferentes sectores. Es una experiencia de vuelo excelente ya que estás viendo lo que ve la cámara del dron. Si está utilizando las mejores gafas FPV, se siente como si estuviera en el avión no tripulado.

El \"Drone o UAV\" es conducido o piloteado por un control remoto desde la perspectiva de Primera Persona que se entrega a través de tecnología inalámbrica en el monitor del piloto en el lado del receptor. Las versiones más complejas de los drones incluyen una cámara de giro e inclinación controlada por datos en serie transmitidos por el transmisor y receptor de radio que permiten al piloto controlar la dirección de disparo de la cámara.

Estos son algunos de los últimos transmisores de video en vivo FPV de drones que pueden transmitir el video en vivo de la cámara para un rango de 5-50 km y se muestran en el monitor del piloto.


1. FIM-2405, FPS-8408: Diseñado para corto alcance y UAV pequeño o multirotor para un rango de 5-8 km, envío de video en alta definición y datos seriales profesionales y TCP / UDP a bordo de la señal Ethernet de PC a GCP con frecuencia de 800Mhz, 1.4Ghz y 2.4Ghz.

2. FIM-2410, FPM-8416:Diseñado para aviones no tripulados de rango medio durante 8-16 km para video, datos de Ethernet y datos de telemetría a GCS 800Mhz, 1.4Ghz y frecuencia de 2.4Ghz.

3. FIM-2430, FIM-2450: Diseñado para drones de ala fija de largo alcance para un rango de 30-50 km para video y telemetría de datos mavlink de frecuencia de 2.3Ghz, 2.4Ghz y 2.5Ghz

Echemos un vistazo a los conceptos básicos de las frecuencias de radio:

Frecuencias en las que operan los drones

UHF, 2.4 GHz y 5.8 GHz son tres de las frecuencias más comunes cuando se trata de drones FPV Quadcopter.

Banda UHF:300Mhz-1000Mhz siempre se usa para aventuras de vuelo de largo alcance y puede ofrecer un alcance de hasta 25 km, mientras que algunos afirman que han ido tan lejos como 100 km de distancia. La banda UHF tiene una longitud de onda larga. El transmisor con esta banda puede funcionar con pocas barreras hasta cierto punto. La longitud de onda larga hace que el microondas tenga una fuerte capacidad de difracción para sortear obstáculos. El inconveniente asociado con esta frecuencia de radio es que algunas bandas de canales no son legítimas en muchos condados, por lo que no se le permitirá usarlas libremente sin una licencia. Y la frecuencia para el controlador de radio y el GPS también se utilizan en estas bandas. De esta manera, debe elegir una banda de frecuencia adecuada para evitar interferencias con el controlador de radio y el GPS a bordo.

Banda de 2.4Ghz:Esta es una opción práctica de banda y se está utilizando ampliamente en el mundo de los drones. Ofrece un alcance lo suficientemente decente para 50 km como algunos afirman y no crea ningún problema incluso cuando está volando con sus compañeros drones. Porque el sistema de 2.4Ghz ofrece transmisión de video y telemetría de comunicación de datos en serie bidireccional en un canal inalámbrico de RF para ahorrar ancho de banda y recursos de frecuencia, y reducir la posible interferencia con otros dispositivos inalámbricos.

Banda de 5.8 GHz:Es otra RF utilizada en tecnologías de quadcopter, para evitar el enredo de frecuencias en la misma banda. Esta frecuencia se encuentra comúnmente en modelos UAV de transmisión de video de corto alcance. Tales como 1-2 km, 2-3 km y 3-5 km de alcance. Debido a que 5.8Ghz es una banda HF con una longitud de onda muy corta, por lo que no puede soportar una transmisión de larga distancia.

Enlace amire los transmisores de video IFLY FPV con frecuencias de radio UHF y 2.3-2.5Ghz.

¿CÓMO la ganancia de antena afecta el rango en FPV?


antena


A menudo escuchas \"la antena de mayor ganancia tiene un alcance más largo \", ¡pero no te dejes engañar! Las antenas no amplifican las señales de radio, sino que simplemente cambian el patrón de radiación, que es una compensación entre cobertura y alcance. La ganancia de la antena es un reflejo del alcance máximo que puede obtener.

La definición formal de ganancia de antena es la eficiencia de la antena más la directividad, que es la medida de la potencia de la antena en decibelios (dB) y será igual a 10 * log (Pout / Pin). Esto es muy diferente de la potencia de transmisión de la antena, que se mide en vatios y se refiere al límite de nivel de potencia de entrada de la antena.

Patrón de antena omnidireccionalLas antenas omnidireccionales son una clase de antena que irradia potencia de onda de radio de manera uniforme en todas las direcciones en un plano, con la potencia radiada disminuyendo con el ángulo de elevación por encima o por debajo del plano, cayendo a cero en el eje de la antena. Este patrón de radiación a menudo se describe como esfera o forma de rosquilla.


Las antenas direccionales enfocan su señal en una dirección para lograr un mayor alcance y, por lo tanto, tienen ganancias mucho más altas. Se obtienen 6 decibelios necesarios para dar el doble del rango de video en vivo en el dron al concentrar la frecuencia de radio en una dirección más estrecha y concentrada. Sin embargo, si volamos nuestro dron detrás de esta antena o fuera de la frecuencia de radio estrecha, entonces comenzamos a perder el video en vivo.Ganancia de antena direccional




¿Cómo aumentar el alcance?

Normalmente hay 2 formas de aumentar el alcance de su sistema FPV: aumentar la potencia del transmisor de video o usar antenas de mayor ganancia.

Como aficionados a los drones, debemos evitar aumentar ciegamente la potencia del transmisor de video para lograr un mayor alcance, simplemente porque podría no ser legal, y consumirá más energía y generará más calor. Siempre comience a actualizar sus antenas cuando intente mejorar el alcance.

Uso de antena de ganancia omnidireccional y direccional juntos

Es una práctica común usar una antena onmi-direccional y una antena direccional juntas en un receptor de diversidad. Siempre apunte la antena direccional a su avión para que pueda obtener el máximo alcance de comunicación de video en una dirección. Si decide volar en un rango más grande más allá de su rango de cobertura de antena de dirección y todavía está cubierto por la antena omnidireccional.

Usando el rastreador de antena

Un sistema de seguimiento de antena direccional UAV puede girar y rastrear mientras vuela su dron. De esta manera, su dron puede volar en un área más amplia con una transmisión de video en vivo más larga. La antena de rastreo UAV móvil de gama alta tiene un alcance de 62 millas (100 km).

¿Qué es la estación de control de tierra?

Una estación de control terrestre (GCS) suele ser una aplicación de software que se ejecuta en una computadora terrestre que se comunica con su UAV a través de telemetría inalámbrica. Muestra datos en tiempo real sobre el rendimiento y la posición de los UAV y puede servir como una \"cabina virtual\", mostrando muchos de los mismos instrumentos que tendría si estuviera volando un avión real. Un GCS también se puede utilizar para controlar un UAV en vuelo, cargando nuevos comandos de misión y configurando parámetros. A menudo también se usa para monitorear las transmisiones de video en vivo desde las cámaras de un UAV.

Hay al menos diez estaciones de control en tierra diferentes.

Para escritorio

  • Planificador de misiones

  • APM Planner 2

  • MAVProxy

  • QGroundControl

  • UgCS

Para tableta / teléfono inteligente

  • Torre (DroidPlanner 3)

  • MAVPilot

  • AndroPilot

  • SidePilot

Todos ellos se pueden utilizar para comunicarse con ArduPilot (es decir, Copter, Plane, Rover, AntennaTracker).

GCS

El GCS proporciona la interfaz del operador en el suelo. En condiciones ideales, el gcs está construido para constar de tres partes principales que están unidas entre sí a través de un conmutador Ethernet.

  • Sistema de control de misión (MCS)

  • Sistema de control de carga útil (PCS)

  • Sistema de comunicación (CS)

La decisión de seleccionar un GCS en particular a menudo depende de su vehículo y la plataforma informática preferida.


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