Видеоприемники и передатчики

Видео система в FPV – совокупность передающего и приёмного модуля осуществляющих трансляцию видеоизображения с бортовой камеры на очки/шлем/монитор оператора посредством какого-либо канала связи:

Радиоканал (радиоволна)

Оптоволоконный канал (свет)

Схема осуществления трансляции БпЛА – Видеоочки

Основные понятия об аналоговой и цифровой передаче данных

Основные компоненты включают:

Камера: Устанавливается на дрон или модель и снимает видео в режиме реального времени.
Видеопередатчик (VTX): Передает видеосигнал с камеры на приемник.
Видеоприемник (VRX): Принимает сигнал от передатчика и выводит его на дисплей или FPV-очки.
Дисплей или FPV-очки: Устройства, на которых пилот видит картинку с камеры.

Типы видеосигналов
В FPV используются два основных типа видеосигналов:

Аналоговый сигнал: Самый распространенный тип видеосигнала в FPV. Преимущества включают низкую задержку и простоту использования. Однако качество изображения ниже, чем у цифровых систем.
Цифровой сигнал: Предоставляет более высокое качество изображения и большую дальность, но часто страдает от большей задержки и более сложной настройки. Примером цифровой системы является DJI FPV.

Аналоговый сигнал:

Из плюсов:

низкая задержка сигнала (именно поэтому её чаще всего используют гонщики).
низкая стоимость.
взаимозаменяемость приемника и передатчика (можно использовать фирмы разных производителей и моделей).

Из минусов:

нечёткое изображение, замыливание картинки, что иногда бывает критично при полётах среди веток деревьев.
могут сильно греться (что, впрочем, характерно и для цифры).
низкая пробивная способность через препятствия (стены, лесопосадки, металлические конструкции).
высокая восприимчивость к помехам.

Цифровой сигнал:

Из плюсов:

высокое качество картинки.
пробивная способность сигнала выше чем у аналога.
более высокая восприимчивость к помехам чем у аналога.
дальность связи.

Из минусов:

высокая стоимость.
невзаимозаменяемость приемника и передатчика (каждая фирма имеет разный видеопротокол).
есть небольшая задержка при приеме сигнала, что иногда сказывается на полётах. Однако, последние поколения цифры решают эту проблему.

Основные характеристики VTX (Видеопередатчик)

Частотный диапазон
- 5.8 ГГц (наиболее популярный, минимум помех)
- 2.4 ГГц (лучшее проникновение, но больше помех)
- 1.2/1.3 ГГц (дальнобойность, но большие антенны)
- 900 МГц (экстремальная дальность, но мало оборудования)
Мощность передачи (мВт)
- 25 мВт (гонки, легально без лицензии в большинстве стран)
- 200–400 мВт (оптимально для фристайла и LR)
- 600–1000+ мВт (дальние полёты, но требует охлаждения)
Управление и настройка
- Аналоговые кнопки (переключение каналов вручную)
- SmartAudio (SA) – настройка через OSD (Betaflight)
- IRC Tramp – альтернатива SmartAudio
- Push-button (PIT Mode) – временное снижение мощности
Разъёмы и совместимость
- Вход: AV (аналоговый сигнал с камеры)
- Питание: 7–24V (часто 5V для микро-VTX)
- Антенный разъём: SMA, MMCX, U.FL (последний менее надежен)
Дополнительные функции Микрофон (передача звука)
DVR (встроенная запись, редко)
PIT Mode (режим пониженной мощности на старте)
LOW_RSSI (сигнализация о потере сигнала)
Охлаждение
Пассивное (радиатор)
Активное (вентилятор, например, в RushFPV Tank Ultimate)
Размер и вес
Mini/Micro VTX (для tiny whoop, до 5 г)
Стандартные (20×20 мм, 30×30 мм)

Основные характеристики VRX (Видеоприёмник)

Частотный диапазон
Должен соответствовать VTX:
- 5.8 ГГц (наиболее популярный, минимум помех)
- 2.4 ГГц (лучшее проникновение, но больше помех)
- 1.2/1.3 ГГц (дальнобойность, но большие антенны)
- 900 МГц (экстремальная дальность, но мало оборудования)
Чувствительность приёмника
- Измеряется в дБм (чем меньше, тем лучше, например, -90 дБм)
Поддержка Diversity
- Две антенны (omni + directional) для лучшего приёма
Алгоритмы переключения:
- RapidFIRE
- True-D
- SteadyView
Разрешение и задержка
- Аналог: 480–700 ТВЛ (телевизионных линий)
- Задержка: <10 мс (лучше, чем у цифровых систем)
Выходы
- AV-Out (аналоговый для очков/монитора)
- HDMI (редко, в некоторых модулях)
Дополнительные функции
- DVR (запись видео)
- OSD (информация о канале, RSSI)
Автопоиск каналов
- Auto-Scan

Частоты и каналы

Частоты, используемые для передачи видеосигналов, играют важную роль в FPV. Наиболее распространенные частоты включают 5.8 GHz, 2.4 GHz, 3.3 GHz, 1.3/1.2 GHz и 900 MHz. Каждая частота имеет свои преимущества и недостатки:

5.8 GHz: Популярная частота с небольшими антеннами и высокой устойчивостью к помехам. Идеально подходит для коротких и средних дистанций.
3.3 GHz: Во многих странах запрещен. По дальности связи не уступает 2.4 GHz, но качество передачи выше.
2.4 GHz: Используется реже для видеопередачи из-за конфликта с радиоуправлением, но обеспечивает хорошее соотношение дальности и качества. Чаще применяется в цифровой видеопередаче.
1.3/1.2 GHz и 900 MHz: Применяются для дальних полетов, так как имеют лучшую проникающую способность через препятствия.

Чтобы качество картинки было максимальным убедитесь, что передатчик и приёмник работают на одной и той же частоте. Некоторые каналы в разных сетках имеют очень близкие частоты, и простого появления картинки в очках недостаточно.

Основные Видеопередатчики VTX

Основные Видеоприемники VRX

Коммутация видеосистемы

Установка и подключение аналоговой камеры и видеопередачика на FPV дрон

1. Установим камеру между боковыми креплениями рамы.

2. На полетном контроллере подготовим для пайки контакты 5V, GND и CAM.

3. Припаиваем соответственно красный на 5V, черный на G и желтый на CAM. И с помощью мультиметра проверяем отсутствие короткого замыкания между контактами в режиме прозвонки.

4. Подключения камеры и видеопередатчика через полетный контроллер и поэтому понадобится только 4 провода: Красный (+7V-IN), Черный (GND), Синий (Smart Audio), Желтый (Video-IN).
5. Припаиваем выбранные провода к полетному контроллеру, остальные можно отрезать или заизолировать. Красный (+7V-IN) на контакт 9V(FC), Черный (GND) на контакт G(FC), Синий (Smart Audio) на контакт T1(FC), Желтый (Video-IN) на контакт VTX(FC).

6. С помощью стяжек или комплектных болтов прикрепляем видеопередатчик (VTX) к раме и устанавливаем антенну. Без антенны включать видеопередатчик - ЗАПРЕЩЕНО!
7. Переходим в раздел порты и на UART 1 в последней колонке выбираем VTX (TBS Smartaudio). Далее сохранить.

8. Далее переходим во вкладку видеопередатчик. Загружаем таблицу VTX. Таблица VTX в Betaflight - это таблица конфигурации, которая отображает частотные каналы, уровни мощности и другие настройки видеопередатчика. Эта таблица позволяет полетному контроллеру правильно взаимодействовать с вашим VTX, позволяя вам изменять такие настройки, как канал и выход питания, непосредственно с вашего передатчика, OSD (на экране) или Betaflight Configurator.
9. Существует несколько способов установить таблицу VTX в Betaflight Configurator:
- Ввести значения вручную на вкладке видеопередатчик;
- Загрузить VTX таблицу файлом с расширением JSON;
- Вставить значения VTX таблицы в командную строку CLI;
- Загрузить пресеты таблицы VTX.
Если есть файл VTX таблицы, то переходим на вкладку видеопередатчик и нажмем на кнопку - загрузить файл и выберем его местоположение. Таблица загруженна.