Основы работы видеосистемы

Видеопередатчик на борту дрона это полноценная система передачи радиосигналов в эфир. Камера дрона подключена к видеопередатчику и захватывает видео в реальном времени. Она преобразует изображение в данные, которые затем отправляются на видеопередатчик.

Видеопередатчик преобразует эту информацию в радиосигнал, выводит его на подключенную антенну, которая излучает радиосигнал в эфир. Модуль видеоприемника на очках с помощью антенн помогает уловить сигнал от видеопередатчика. Он преобразует радиосигнал обратно в видеосигнал и отображает его на экране очков или монитора.

Типы видеосистем для FPV

Видеосистемы для FPV можно разделить на два типа – аналоговые и цифровые. Разница между цифровыми и аналоговыми заключается в их сигнале.

Аналоговая система работает путем непрерывного изменения амплитуды или частоты волны, тогда как цифровая система сначала кодирует ее как единицы и нули перед тем, как отправлять.

До 2019 года все видеопередатчики и видеоприемники для дронов были аналоговыми. В июле 2019 года DJI выпустила DJI Air Unit, которая отправляет и принимает видеосигналы с высокой четкостью изображения на очки под названием DJI FPV Goggles V1.

Этот скачок сделал революцию в хобби и популяризовал FPV среди еще более широкой аудитории. Сегодня существует большое разнообразие как цифровых, так и аналоговых систем. Аналоговые варианты, как правило, самые дешевые и имеют меньшую задержку сигнала, тогда как цифровые варианты имеют лучшее качество видео.

Видеопередатчик обычно ставят в задней части дрона, потому что он сильно нагревается и провода от него до камеры идут через полетный контроллер, что создает ему помехи. Поэтому провода от камеры нужно держать подальше от полетного контроллера, например, под регуляторами оборотов.

Аналоговая видеосистема

Аналоговая видеосвязь – это самая старая и самая распространенная технология, которая доступна на частотах 5,8, 2,4, 1,2 и 1,3 ГГц.

Цифровая видеосистема пока работает только на частоте 5,8 ГГцпо причине объемных пакетов данных, которые передаются по воздуху.

Конкуренция технологий в основном происходит в цифровых видеосистемах. Современные цифровые системы являются в основном проприетарными системами с замкнутым циклом.

Когда вы покупаете цифровой видеопередатчик или очки, вы покупаете видеосистему, которая ограничивает вас в вариантах взаимосвязи между другими цифровыми системами.

Аналоговая система положила начало хобби FPV. Эта технология десятилетиями не является собственностью какой-либо конкретной компании, что позволяет кому угодно создавать компоненты для нее.

До 2019 года "аналог" был единственным вариантом в FPV, поэтому сейчас существуют десятки камер, видеопередатчиков и очков от многих производителей, которые совместимы между собой. Аналог – самый доступный способ войти в мир FPV.

Если у вас ограниченный бюджет - эта система идеальна.

Аналоговый видеопередатчик легкий и имеет компактный размер. Его легко найти и купить. Имеет меньшую задержку видеосигнала, и из-за этого его используют спортсмены на соревнованиях.

Преимущества аналоговой системы:

• Минимальная задержка сигнала (10-20 мс)
• Низкая стоимость оборудования
• Широкая совместимость между компонентами от разных производителей
• Возможность передачи на огромные расстояния (свыше 50 км)
• Простота использования и настройки

Недостатки аналоговой системы:

• Низкое качество изображения (похоже на просмотр телевизора 70-х с плохим сигналом).

• При ухудшении качества сигнала изображение начинает превращаться в «кашу».

• Более чувствительна к электрическим помехам.

• Ваше изображение может видеть любой, кто знает, на какой частоте вы летаете.

• Меньшая устойчивость к помехам в городских условиях.

• Это одновременно и плюс, и минус: вы можете делиться своим изображением с другими в реальном времени, но при этом всё, что видите вы, видят и другие, пока включён ваш видеопередатчик. Удобно при обучении пилотированию.

• Только аналоговые видеосистемы могут передавать видео на невероятные дистанции более 50 км, тогда как цифровые видеосистемы – только до 12 км.

Выбор частоты для аналоговой системы

Одна из первых задач перед выбором видеопередатчика — определить, какую частоту вы собираетесь использовать.

Аналоговые VTX могут передавать видео в широком диапазоне частот: 1,2 ГГц, 1,3 ГГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. У каждой из этих частот есть свои плюсы и минусы. С точки зрения FPV, частота 5,8 ГГц наиболее широко применяется благодаря компактным антеннам и хорошему качеству изображения.

При правильных настройках видеопередатчик на частоте 5,8 ГГц способен уверенно работать на дистанции до 3 км. Для полётов на большие расстояния следует использовать видеопередатчик с более низкой частотой, которая обладает лучшей проникающей способностью через препятствия, например, деревья.

Низкочастотные видеопередатчики (1,2, 1,3 ГГц)

• + Обеспечивают более стабильный сигнал с лучшей способностью проникать через твердые объекты, такие как стены, деревья и другие препятствия.

• + Позволяют достигать большей дистанции в условиях с множеством преград на пути.

• Антенны для низких частот обычно больше, что также следует учитывать при выборе и использовании.

Высокочастотные видеопередатчики (5,8 ГГц)

• - Проникают через препятствия хуже, поэтому дальность передачи в сложных условиях может значительно уменьшаться.

• - В городских условиях в этом диапазоне часто работают другие устройства, например, Wi-Fi роутеры. Это негативно влияет на качество видеосвязи.

• + Антенны для работы на частоте 5.8ГГц очень компактные. Их удобно использовать для установки на миниатюрные дроны.

Важно!

Очки для аналогового и цифрового видео обычно работают на частоте 5,8 ГГц. Если ваш аналоговый видеопередатчик работает на частоте 1,3 ГГц, то и очки должны поддерживать ту же частоту — 1,3 ГГц.

Очки на 5,8 ГГц не будут работать с видеопередатчиком на 1,3 ГГц и наоборот.

Частоты видеопередатчика и видеоприёмника должны всегда совпадать. Некоторые аналоговые очки оборудованы специальным слотом для смены приёмника — модулем VRX, позволяющим переключать частоты.

Антенны видеопередатчика и видеоприёмника также должны соответствовать частотам работы устройства. Например, если вы сменили приёмник на очках с 5,8 ГГц на 1,3 ГГц, но оставили антенну для 5,8 ГГц, видеосистема работать не будет.

О совместимости с GPS:
GPS-модули дронов обычно работают в диапазоне от 1,1 до 1,5 ГГц. Видеопередатчик на частоте 1,2–1,3 ГГц может создавать помехи или конфликтовать с GPS-сигналом. Поэтому все радиоэлектронные компоненты дрона должны быть настроены на разные частоты, чтобы не мешать друг другу.

Если на вашем дроне установлен GPS-модуль, старайтесь выбирать видеопередатчик с частотой вне диапазона GPS, чтобы обеспечить корректную работу всех систем.

Мониторы для аналогового видеоприемника

Вместо очков для аналогового видеоприёмника можно использовать монитор. Монитор выступает в роли приёмника видеосигнала и показывает изображение с камеры дрона точно так же, как очки.

Часто мониторы используют люди с физиологическими ограничениями, из-за которых им неудобно или невозможно применять очки, а также те, кому просто удобнее работать с монитором. Кроме того, такие мониторы очень полезны инструкторам — они могут наблюдать за действиями ученика, подключившись на ту же частоту, что и видеопередатчик студента с очками. На соревнованиях мониторы часто применяют для наблюдения за пилотами и контролирования их полётов.

Для удобства работы с монитором стоит подобрать штатив и обязательно проверить, на какой частоте монитор принимает видеосигнал.

Подключение аналоговой камеры к VTX

Чтобы аналоговая видеосистема заработала, нужно сделать следующее.

Камера и сам видеопередатчик (VTX) в большинстве случаев имеют три пина: два — для питания и один — видеовыход. Полётный контроллер выступает посредником между камерой и VTX, так как он содержит чип OSD, который в реальном времени "накладывает" на видеокартинку телеметрию дрона и обеспечивает коммуникацию между камерой и видеопередатчиком.

Большинство современных видеопередатчиков поддерживают широкий диапазон входного напряжения, поэтому их часто питают непосредственно от аккумулятора дрона. Обычно пилоты питают VTX от полётного контроллера, если у него есть BEC — встроенный регулятор напряжения, который подаёт 5, 9 или 12 Вольт. Иногда на схеме контроллера можно увидеть пин с названием CAM или VIN, рядом с которым находятся пины питания для камеры.

Место подключения самого VTX на схеме обозначается как VTX или VOUT с соответствующими пинами питания. Часто сам блок VTX имеет дополнительные сигнальные пины, обозначаемые как RX и TX. Они служат для передачи данных между VTX и полётным контроллером.

Для связи используются два протокола — IRC Tramp и SmartAudio. Несмотря на различия в реализации, оба протокола выполняют одну задачу: позволяют изменять настройки видеопередатчика непосредственно с пульта управления или через программное обеспечение, что значительно упрощает настройку и эксплуатацию дрона.

Чтобы эти протоколы работали, в программе Betaflight нужно указать, к какому UART на контроллере припаян сигнальный пин VTX.

Например, если у вашего VTX есть пин DATA, который в документации указан как сигнальный RX, нужно найти свободный пин UART на контроллере (например, TX3) и припаять сигнальный провод туда. Затем в Betaflight выбрать соответствующий UART (например, UART3) и включить поддержку VTX IRC Tramp.

Далее во вкладке Video Transmitter вы увидите, что видеопередатчик работает, и сможете менять его настройки.

Обязательно подключайте антенну к VTX перед подачей питания! Если включить видеопередатчик без антенны, энергия не будет правильно расходоваться, что приведёт к перегреву и может повредить модуль.

Некоторые аналоговые передатчики имеют встроенные микрофоны, которые позволяют передавать аудиосигнал пилоту через аудиовыход. Подключив наушники к очкам, пилот может слышать работу двигателей, пропеллеров и другие звуки, что помогает вовремя заметить возможные проблемы во время полёта.

Цифровые видеосистемы

В настоящее время доступны три цифровые системы для FPV-дронов: DJI, HDZero, Walksnail Avatar. Все они работают на частоте 5,8 ГГц, и ни одна из них не является совместимой с другими как камерой, видеопередатчиком, так и очками. Все они являются проприетарными системами.

DJI цифровая система

Совместимость системы

Совместимость системы DJI FPV может запутать новичков, поскольку на сегодняшний день существует два поколения.

• Старое оборудование, такое как очки DJI FPV Goggles V1, V2 и видеопередатчики Caddx Vista, RunCam Link, на сегодняшний день пилотами почти не используются.

• Новое поколение оборудования  -  DJI Goggles 2Integra, DJI FPV Goggles 3 и видеопередатчики DJI O3 Air Unit, DJI O4 Air Unit

DJI FPV Air Unit (2019)

Первые цифровые видеопередатчики, которые выпустила компания DJI в 2019 году, называются DJI FPV Air Unit с камерой DJI FPV HD, которые соединяются между собой эластичным коаксиальным кабелем.

Видеосистема способна обеспечить передачу плавного и четкого цифрового HD-изображения с низкой задержкой сигнала 25 мс и трансляцией на небольшую дистанцию до 4 км, в зависимости от внешних условий.

DJI Air Unit имеет встроенный приемник, который позволяет работать с пультом DJI FPV Remote Controller, так же на частоте 5,8 ГГц.

Это было инновационное решение создать в одном блоке видеопередатчик и приемник. Настройка выполняется в меню очков, как для видеопередатчика, так и приемника. К сожалению, пульт имел очень высокую цену, большой размер и не получил большой популярности среди пилотов.

Видеопередатчик DJI Air Unit имел порт MicroSD для возможности записи видео на карту памяти с невероятно четким и качественным изображением в Full HD 60 кадров в секунду. Это позволило снимать свои полеты без монтажа экшн-камеры в хорошем качестве, используя двухантенную систему связи для стабилизации сигнала, и предоставляя FPV-пилотам больше гибкости при полетах в сложных условиях. Обе антенны одновременно выполняют функции приема и передачи.

Благодаря современным инновациям, таких как мощная система передачи до 700 мВт может работать на расстоянии до 4 км(возможно разблокировать до мощности 1,2 Вт). Имеет 8 каналов, которые позволяют летать одновременно 8 пилотам на одной системе. Главное, чтобы все были на разных каналах.

Caddx Nebula Pro Vista Kit

Следующую видеосистему DJI в партнерстве с брендом Caddx выпустили под названием Caddx Nebula Pro Vista Kit, которая состояла из видеопередатчика и камеры. Также камеры и видеопередатчики можно было купить отдельно.

Эта система значительно компактнее и легче оригинального DJI Air Unit, что делает его идеальным выбором для дронов класса Tiny Whoop и других дронов в микроразмере.

Совместимость с двумя схемами монтажа на рамах 20х20 или 25х5х25,5 мм.

Она не имеет порта MicroSD для записи видео на карту памяти. Совместима с FPV системами DJI, радиоаппаратурой и видеоочками.

Имеет мощность 700 мВт, возможно разблокировать до 1,2 Вт. Максимальная дальность действия – до 4 км. Использование только одной антенны, снижает вес дрона и упрощает сборку.

Поддерживает разрешение HD при 120 кадрах в секунду. Эта система тоже имеет восемь каналов для одновременных полетов на одной системе.

DJI O3 Air Unit

На сегодня система DJI O3 Air Unit имеет лучшее качество изображения, что делает ее отличным выбором для пилотов кинематографии и фристайла. Она сочетает в себе возможности системы FPV и экшн-камеры, которая снимает в 4К.

DJI O3 Air Unit – топовое решение, которое пришло на замену ранее выпущенной цифровой системы DJI Digital FPV System. Поддерживает режим автоматического переключения между частотными диапазонами в зависимости от их загруженности.

Работает с очками DJI Goggles 2, DJI Goggles Integra, DJI FPV Goggles V2. Имеет встроенный приемник, который совместим с аппаратурой управления DJI FPV Remote Controller 2. Оснащен встроенной памятью объемом 20 ГБ, плюс слот под карту MicroSD объемом до 256 ГБ для записи видео. Максимальная дальность передачи цифрового видео – 10 км.

Это на сегодня самая дальнобойная цифровая система. Имеет встроенную систему стабилизации изображения Rocksteady 2.0, что делает видеокартинку плавной без тряски. Камера имеет 48 Мп, которая снимает 4К в 60 кадров / с.

Управление с помощью DJI FPV Remote Controller 2 происходит на частоте 2,4 или 5,8 ГГц. Видеопередатчики можно разблокировать до мощности 2 Вт. Система DJI O3 AirUnit позволяет получать все преимущества GoPro, полностью заменив ее по многим параметрам.

Про более новую цифровую систему DJI O4 Air Unit можно прочитать ЗДЕСЬ

Настройка "DJI FPV System"

Чтобы произвести подключение видеопередатчика к видеоприемнику ( binding ), нужно подключить батареи к дрону и к очкам.

и затем нажать любым тонким предметом на очках и на передатчике соотвествующие кнопки.

Это занимает пару секунд, после чего на очках должна появиться видеокартинка с камеры дрона.

Чтобы изменить мощность видеопередатчика, нужно зайти в очках в меню Settings device и выбрать нужную мощность.

В меню Transmission можно выбрать такие параметры: Preference Low Latency и High Quality.

Очки DJI определяют приоритеты передачи видео:

• Low Latency – низкая задержка. Этот режим уменьшает задержку передачи видео, что важно для быстрых реакций, например, во время полета. В этом режиме видео передается с меньшим разрешением и частотой кадров, но с минимальной задержкой приблизительно 18-28 мс.
• High Quality – высокое качество. Этот режим обеспечивает лучшее качество видео с более высоким разрешением и частотой кадров, но с большей задержкой приблизительно 40 мс.
• Focus Mode – режим фокусировки. В очках DJI помогает улучшить качество видео в центре экрана, уменьшая разрешение по краям. Это позволяет сосредоточить внимание в центральной части изображения, где обычно находятся самые важные детали, и уменьшить задержку передачи видео. Этот режим особенно полезен во время быстрых полетов или съемок, когда важно иметь четкое изображение в центре экрана.

Параметр BitRate в меню очков DJI влияет на четкость и детализацию изображения, что особенно важно во время полетов на дронах, когда необходимо видеть все детали в реальном времени. Однако, более высокий BitRate может требовать большей пропускной способности сети и может увеличить задержку передачи видео (можно выбрать BitRate 25 или 50 Мбит в секунду).

Функция Auto Temp Control в очках DJI FPV предназначена для автоматического контроля температуры устройства. Это помогает предотвратить перегрев, ограничивая мощность передатчика, когда температура достигает определенного уровня. Это особенно важно для стабильной работы и продления срока службы видеопередатчика.

Большинство очков, не только цифровых, но и аналоговых, имеют слот под карту microSD.

Эта система называется DVR – Digital Video Recorder, которая позволяет записывать видео с камеры дрона непосредственно на карту памяти, установленную в очки. Это дает возможность просмотра записанных ранее полетов, что полезно для анализа полета и, чаще всего, поиска дрона по последнему запуску с камеры.

Порт Type-C позволяет дублировать видеокартинку с очков на телефон или планшет или на смарт-контроллер.

Цифровые видеосистемы соединяются очень просто. Нужно подключить пины питания видеопередатчика к полетному контроллеру и соединить сигнальные пины в соответствующем направлении.

Видеопередатчик работает в диапазоне от 7,4 до 26,4 вольт, поэтому ему желательно иметь BEC на полетном контроллере от 9 вольт. Если так случилось, что нет питания для видеопередатчика, то можно подключиться напрямую к аккумулятору в место соединения конденсатора с регуляторами оборотов.

Хотите работать с аппаратурой управления DJI FPV Remote Controller, то нужно припаять еще два пина Ground и HDL к полетному контроллеру. На цифровых очках DJI можно увидеть аналоговый видеопоток с помощью специального адаптера, который соединяется с очками через MiniJack 3,5 мм.

К этому адаптеру можно подключить любой поддерживающий аналоговый приемник, который имеет возможность выбора частоты, так как через очки это сделать пока что нельзя.

Цифровая система HDZero

HDZero – это новая цифровая система FPV, которая как шаг вперед от традиционной аналоговой системы. HDZero предлагает видеопередачу высокого качества и менее подвержен помехам. Разрешение видео у HDZero составляет HD, как у DJI.

Изображения с обеих систем выглядит впечатляюще по сравнению с традиционной аналоговой системой. Однако DJI имеет лучшее качество изображения, чем HDZero. При этом видеосигнал DJI имеет тенденцию просто зависать, когда вы теряете видеосигнал, вместо того, чтобы постепенно ухудшаться как аналоговый.

Изображение HDZero становится «снежным» по мере ухудшения сигнала. Оно может выглядеть непривлекательно, но предупреждает пилота о том, как меняется качество сигнала.

HDZero стал очень популярным среди гонщиков FPV благодаря своей стабильной задержке сигнала, независимо от силы сигнала или расстояния.

Хотя HDZero хорошо справляется с помехами, он все равно не может сравниться с производительностью системы DJI FPV в шумных средах. За исключением очков, стоимость видеопередатчика и камер одинакова для обеих систем. DJI поддерживает некоторые элементы OSD в Betaflight, но не все из них.

HDZero полностью поддерживает OSD Betaflight, как и аналоговая система.

OSD (On-Screen Display) – это система, которая накладывает важную информацию на видеопоток, передаваемый с дрона на очки или экран пилота. Это позволяет пилоту видеть такие данные, как напряжение батареи, уровень сигнала радиосвязи, GPS-координаты, время полета, высоту и скорость.

Эта информация помогает пилоту контролировать состояние дрона в реальном времени и принимать обоснованные решения во время полета. Система HDZero может записывать видео с данными телеметрии на DVR. Это означает, что вы можете просматривать важную информацию, такую как напряжение батареи, уровень сигнала и другие данные во время просмотра записанного видео.

Цифровая система DJI не записывает телеметрию на видеокартинке, но есть очень сложный способ, как это делают энтузиасты.

Когда дело доходит до VTX, DJI имеет только два варианта, довольно большие и тяжелые для микродронов.

HDZero постоянно выпускает новое оборудование и теперь есть варианты для дронов практически всех размеров и требований к напряжению.

Что касается камер, обе системы поддерживают камеры сторонних разработчиков. Поскольку HDZero относительно новая, на данный момент  вариантов камер для системы DJI больше, чем для HDZero, но это, вероятно, изменится в будущем, поскольку популярность HDZero будет расти. Несмотря на то, что HDZero быстро развивается, он сложнее в настройке и использовании, чем другие основные цифровые системы FPV.

Очки HDZero FPV Goggles имеют встроенный приемник HDZero, и, кроме того, поддерживают аналоговые приемники, такие как TBS Fusion и совместимые со звуком Avatar VRX, что делает их самыми универсальными очками FPV Goggles.

Аналоговый приемник TBS Fusion

В то время как все другие цифровые системы используют двустороннюю связь HDZero использует одностороннюю связь, поэтому любые потери или повреждения пакетов данных отображаются на экране как снежинки – имитация аналоговых шумов. 

Это означает, что вы получите лучшее изображение с фиксированной задержкой за счет ухудшения качества изображения.

Цифровая система Walksnail Avatar

Способ работы Walksnail Avatar больше похож на DJI, чем на HDZero. Как и DJI, Walksnail использует двустороннюю связь.

Любые потери или повреждения пакетов данных повторно передаются для получения лучшего изображения. Это приводит к более высокому качеству изображения, но за счет большей задержки. Задержка может быть проблематичной для пилотов, которые полагаются на обратную связь в реальном времени для крутых маневром и облета препятствий.

Хорошей новостью является то, что Walksnail представил RaceMode. Технология уменьшает разрешение видео с HD до 540p, определяя приоритет производительности соединения, минимизируя задержку и стабилизируя ее. Это полезная функция для гонщиков и пилотов, которые агрессивно летают и готовы пожертвовать качеством изображения ради уменьшения задержки.

Walksnail Avatar Goggles X 2023 года

Очки Walksnail Avatar HD Googles x – это настоящая инновация, которая меняет правила игры в мире FPV-очков. Новые функции и обновления выходят за рамки стандартов, конкурируя за звание лучших FPV-очков по доступной цене с разрешением в UHD при 100 кадрах в секунду.

Основная особенность очков – их модульность. Верхняя часть очков может быть снята, чтобы обновить модуль приемника, обеспечивая апгрейд системы без необходимости в регулярной замене очков.

Очки отличаются легкой конструкцией, компактностью и широким полем обзора в 50 градусов, что отвечает самым требовательным пилотам.

В новом поколении Avatar HD Goggles X учтены все пожелания клиентов, добавлены такие функции как вход HDMI и вход AVI.

Разработано приложение, которое позволяет беспроводно обновлять прошивку, регулировать флаг-контроллер и обмениваться данными в социальных сетях.

Если у вас есть аналоговые FPV-очки с HDMI входом, вы можете приобрести видеоприемник AVATAR FPV VRX.

Это доступный способ попасть в "цифровой мир" FPV и не тратить дополнительные 600 долларов на новый набор очков AVATAR GOOGLES или FATSHARK DOMINATOR HD. С помощью этого устройства можно смотреть FPV-видео именно с цифровых видеосистем WALKSNAIL AVATAR без использования цифровых FPV-очков. Работает в диапазоне 5725-5850 МГц и совместимо с большинством FPV-очков, шлемов или мониторов с имеющимся HDMI разъемом.

Приемник имеет четыре антенны, из которых две направленные, что дает передачу сигнала на расстояние до 4 км. Компактный дизайн и портативность делают его удобным для использования в полетах. Легко подключается и настраивается, что позволяет быстро начать использовать цифровую систему.

Модуль принимает запись видео на SD-карту, что позволяет сохранять ваши полеты для дальнейшего просмотра и анализа.

В целом, аналоговые системы и системы HDZero имеют самую низкую задержку обновления кадра - от 10 до 20 мс.  DJI и Walksnail демонстрируют немного более высокую задержку – от 30 до 60 мс, в зависимости от разрешения и частоты кадров.

Популярность систем DJI и Walksnail свидетельствует о том, что их уровень задержки не создает серьезных проблем для большинства пользователей. HDZero может работать не так хорошо, как DJI и Walksnail, когда речь заходит о проникающей способности видеосигнала, что делает его потенциально менее эффективным во время полета внутри зданий или маневрирования за препятствиями. Однако, все эти системы можно использовать для дальнего действия в зоне прямой видимости, которая может достигать более 10 км при условии правильной настройки антенны.

Сравнивая качество видео между DJI Avatar и HDZero, становится очевидным, что DJI как главный претендент, превосходя как качество изображения, так и проникновение сигнала. Последние O3 Air Unit и Goggles 2 от DJI имеют потрясающее изображение. Walksnail Avatar занимает второе место по качеству видео.

Мощность видеопередатчика

Одним из самых важных факторов при выборе видеопередатчика является его выходная мощность.

Выходная мощность видеопередатчика определяет, насколько сильным является его транслирующий сигнал, который передается от дрона к приемнику. Выходная мощность обычно измеряется в милливаттах или ваттах, например 25 мВт, 600 мВт, 1 Вт и т.д. Чем выше выходная мощность, тем больше дальность передачи сигнала.

Например, передатчик с мощностью 25 мВт может передавать сигнал на расстояние до 500 метров, тогда как передатчик с мощностью 600 мВт может достигать нескольких километров. Высокая мощность помогает поддерживать стабильный сигнал в условиях препятствий или в населенных местах, где много объектов, которые могут блокировать этот сигнал. Высокая мощность передатчика увеличивает потребление энергии, что может сократить время полета дрона.

На самом деле, высокая мощность может принести больше вреда, чем пользы в закрытых пространствах.

Радиоволны высокой мощности могут отражаться от стен, создавая помехи в воздухе, известные как многолучевость. Это когда радиосигналы достигают приемника двумя или более путями, отражаясь от объектов, что усложняет обнаружение видеопередатчика.

Рекомендуемые значения мощности:

• 25 мВт – отлично подходит для полетов в помещении на небольших расстояниях и для полетов с другими пилотами, предлагая достаточный диапазон для большинства гоночных трасс. Спортсмены используют его на соревнованиях.
• 200-600 мВт – в основном пилоты используют на открытых пространствах для полетов до 3 км, или в случаях, если полеты будут происходить в помещении с небольшим количеством комнат и этажей.
• 800 мВт-3 Вт – подходит для полетов на дальней дистанции аж на 15 км в прямой видимости в зонах со значительными препятствиями, например, густой лес, большое здание с толстыми стенами. 
• 5-10 Вт – пилоты такие мощности используют для ультрадальних расстояний, на 50 км и даже больше. Видеопередатчики с такими мощностями имеют большие размеры, что может вызывать определенные неудобства при монтаже их на раму. В основном 10 Вт используют пилоты для самолетов и крыльев.

Чем больше перед вами будет препятствий, тем больше нужно выставлять мощность, как для пульта, так и для видеопередатчика.

Видеопередатчики даже могут нагреваться до 140 градусов по Цельсию, что негативно влияет на долговечность устройства. Чем сильнее нагревается передатчик, тем меньше мощности он передает на выходе. Нельзя включать дрон на долгое время без контроля температуры видеопередатчика.

Это может привести к его полному выходу из строя или возгоранию. VTX охлаждается за счет работы пропеллеров и воздуха, который его обдувает во время полета. Некоторые видеопередатчики имеют специальный вентилятор, который его охлаждает.

Это позволяет контролировать температуры центрального процессора видеопередатчика и предотвращать его деградацию от высоких температур. Некоторые видеопередатчики имеют способность ограничивать выходную мощность по мере их нагревания для предотвращения перегрева, когда дрон долго стоит неподвижно на земле. При групповых полетах лучше не выставлять большую мощность видеопередатчику, поскольку он может попасть в видеосигнал других пилотов, усложняя им полет.

Режим PIT-мод является важной функцией для тех, кто участвует в гонках или часто летает с другими пилотами.

Это позволяет выходной мощности вашего видеопередатчика снижаться до чрезвычайно низкого уровня 0,25 мВт в тот момент, когда ваш дрон включен. Таким образом, вы можете изменить настройки видеопередатчика, не мешая другим пилотам, которые все еще находятся в воздухе.

Часто в этом режиме нужно максимально близко подводить дрон к очкам, чтобы увидеть видеокартинку. Существует несколько способов переключения мощности видеопередатчика на дроне:

• С помощью тумблера на аппаратуре управления
• Через программу Betaflight, где вы настраиваете каналы и переключатели на вашем пульте
• Через OSD, которое отображается на экране ваших FPV очков или монитора

Эти методы помогут вам эффективно управлять мощностью видеопередатчика, в зависимости от ваших потребностей и условий полета.

Подробно о переключении мощности VTX с пульта управления Здесь

В целом на дистанцию влияют такие факторы как качество антенн, их расположение, количество препятствий и частота. Более подробно об этом поговорим в следующем уроке об антеннах. Видеопередатчики бывают разных размеров, начиная от размера с монетку до размера с видеокарту для компьютера.

Чем выше выходная мощность видеопередатчика, тем пропорционально больше на нем будет стоять система охлаждения. Поэтому на маленьких дронах маленькая мощность видеопередатчика, а на больших – больше.

Камера для FPV-дрона

Камера в FPV-дроне является ключевым компонентом в системе VTX. Она в реальном времени передает изображение на очки или монитор пилота. Размеры FPV-камер определяются их шириной между монтажными отверстиями с обеих сторон. Все зависит от того, какая у вас рама и монтажные отверстия под камеру.

Есть определенные стандарты, которые имеют следующие размеры:

• Полноразмерная – 28 мм
• Мини – 21 мм
• Микро – 19 мм
• Нано – 14 мм

Микроразмер является наиболее популярным в наши дни. Он совместим от 3 до 5-дюймовых рам. Меньшие дроны обычно используют наноразмер.

Соотношение сторон

Камеры имеют два соотношения сторон – 4:3 и 16:9. Некоторые пилоты отдают предпочтение соотношению 4:3, поскольку оно дает больше вертикального обзора, что может быть полезно во время полетов на низкой высоте или в ограниченных пространствах.

Для гонок часто используют 4:3, поскольку это соотношение предоставляет больше деталей в вертикальной плоскости. Для фристайла или кинематографических полетов удобнее 16:9, поскольку оно предоставляет более широкий горизонтальный обзор. Убедитесь, что ваши очки поддерживают соотношение сторон камеры FPV.

Несоответствующее соотношение сторон может привести к искажению изображения в очках. Например, если у вас камера 4:3, а очки 16:9, изображение будет выглядеть растянутым. Некоторые камеры FPV позволяют переключаться между соотношениями сторон 4:3 и 16:9. Однако при переходе на нестандартное соотношение сторон вы почувствуете уменьшение угла зрения из-за кадрирования.

Для оптимальной производительности лучше всего использовать "родное" соотношение сторон камеры.

Поле зрения (Field of View)

Поле зрения камеры FPV определяет угол захваченного изображения. Меньший угол обзора приводит к более увеличенному изображению, позволяя четче видеть препятствия, например, ветки.

Более широкий угол обзора позволяет видеть больше окружающей среды, что может быть лучше для гонок и акробатики. Однако, когда поле зрения слишком велико, изображение выглядит искаженным, что приводит к так называемому эффекту "рыбьего глаза". Объекты в центре будут выглядеть меньше и дальше, чем они есть на самом деле, тогда как края изображения будут выглядеть изогнутыми и искаженными.

Нет лучшего поля зрения, так как это зависит от личных предпочтений и типа среды, в которой вы летаете. Поле зрения зависит от фокусного расстояния объектива и размера изображения. Меньшее фокусное расстояние и больший размер сенсора обеспечивают более широкий угол обзора.

Угол обзора между 130 и 150 градусов считается идеальным и обеспечивает значительный обзор и исключительные детали. Для FPV рекомендуется фокусное расстояние от 2,1 до 2,5 мм. Более широкий угол обзора обеспечивает лучший периферийный обзор в очках и облегчает определение вашего местоположения.

Еще одно преимущество большего угла обзора заключается в том, что вам нужен меньший угол наклона камеры, поскольку вы можете видеть больше над и под горизонтом. Это облегчает посадку дрона.

Выбор объектива

Выбирая новый объектив для камеры, убедитесь, что он подходит. Это определяется диаметром резьбы линзы. Есть два размера М8 и М12, диаметр 8 мм и диаметр 12 мм.

М8 используется в большинстве микрокамер, а М12 используется в мини и стандартных камерах.

Как настроить фокус камеры FPV? Сам объектив имеет корпус с резьбой, а в основании объектива есть стопорное кольцо, которое останавливает его движение после фиксации. Большинство камер FPV имеет цифровую резкость, но если нужно отрегулировать фокус камеры, нужно закручивать или вытягивать объектив из корпуса камеры, пока не поймаете нужный вам фокус.

При этом нужно это делать с включенным видеопередатчиком и смотреть в очки за результатом. Объективы камеры FPV отличаются в основном двумя параметрами – фокусным расстоянием и размером объектива.

Дополнительные характеристики камер

Широкий динамический диапазон (WDR – Wide Dynamic Range) означает технологию, которая помогает камере лучше справляться с условиями высокой контрастности.

Это особенно полезно, когда есть большие перепады между светлыми и темными участками в кадре. WDR позволяет камере сохранять больше деталей в таких условиях, делая изображение более четким и сбалансированным.

Значение LUX является важным параметром для FPV-камер, особенно когда речь идет о съемке в условиях низкого освещения. LUX – это единица измерения освещенности, которая показывает, сколько света падает на определенную площадь. Один LUX равен 1 люмену на квадратный метр. FPV-камеры часто используются в различных условиях освещения, от ярко-солнечного освещения до почти полной темноты.

Камера с низким значением LUX может захватывать четкие изображения даже при слабом освещении, что является критическим для ночных полетов или полетов в затемненных помещениях. Камеры с показателем 0.0001 LUX могут снимать в условиях почти полной темноты.

Размер сенсора FPV-камеры определяется его физическими размерами, которые измеряются в дюймах или миллиметрах. Наиболее распространенные размеры сенсора для FPV-камер включают 1/3, 1/2.7, 1/2.3 и другие. Эти размеры указывают на диагональ сенсора. Например, сенсор размером 1/3 имеет диагональ приблизительно 6 мм, а сенсор 1/2 – около 8 мм.

Чем больше сенсор, тем больше света он может захватить, что улучшает качество изображения, особенно в условиях низкого освещения и динамический диапазон. Кроме того, больший сенсор обеспечивает более широкое поле зрения при использовании объектива с той же фокусного расстояния.

TVL – Television Lines – это единица измерения разрешения аналоговых камер, которая используется также и в FPV-камерах. Она определяет количество горизонтальных линий, которые камера может отобразить. Чем больше значение TVL, тем выше разрешение и, соответственно, качество изображения. Например, камера с разрешением 600 TVL может отобразить 600 горизонтальных линий, что дает более четкое изображение по сравнению с камерой на 400 TVL.

Однако стоит отметить, что TVL относится только к аналоговым камерам, тогда как в цифровых камерах качество измеряется в пикселях.

Частотные каналы и диапазоны

Каналы VTX – это предустановленные частоты, которые используются для передачи видео на видеоприемник. В аналоговой системе есть 5 основных диапазонов A, B, E, F, R по 8 каналов на диапазон.

Это дает вам в общей сложности 40 каналов на выбор, хотя это наиболее распространенные диапазоны, есть и другие даже на 112 каналов. Выбор канала – это как игра в морской бой. Есть BAND – это группа и номер канала от 1 до 8. Вам нужно выбрать сначала букву и затем цифру, как на видеопередатчике, так и на видеоприемнике, чтобы они были одинаковыми.

На передатчике частота выбирается с помощью кнопки и комбинацией лампочек по инструкции производителя или через Betaflight, предварительно настроив изменение частоты через тумблер на пульте управления.

Обязательно проверьте документацию к вашему VTX, чтобы узнать в каком диапазоне он работает и совместим ли он с вашим видеоприемником на очках по количеству каналов и частотной сетке. Может случиться так, что вы купили очки, которые работают в диапазоне 16 каналов, а видеопередатчик транслирует на 80 каналов и 64 канала будут недоступны для работы.

Когда вы хотите летать с другими пилотами, например, на частоте 5,8 ГГц, вам нужно быть подальше друг от друга по частотам, чтобы никому не мешать и не видеть чужое изображение.

Каждый пилот должен быть на своем канале. Однако, даже если у всех будут видеопередатчики с возможностью работать на 40 каналах, это не означает, что все 40 пилотов смогут летать одновременно.

Хотя каналы в диапазоне имеют приличное удаление по частоте, соседние каналы все равно могут частично перекрывать друг на друга и создавать помехи. Диапазон Raceband имеет самый широкий разброс на частоте 37 МГц между каналами и не имеет никакого перекрытия. Но это не означает, что Raceband может поддерживать всех 8 пилотов, которые летают одновременно.

Мы должны учитывать мощность, на которой пилоты будут летать. Тот, кто выставит большую мощность, например, на 1 ватт, будет глушить пилотов, которые рядом с ним по частотам. Когда вы видите, что летает группа пилотов, первое, что вы должны сделать, это спросить, на какой частоте кто летает, чтобы никому не мешать.

Чтобы минимизировать помехи, выберите канал, который находится как можно дальше от занятых каналов, соблюдая приведенные выше правила. Также убедитесь, что все устанавливают выходную мощность 200 мВт или меньше. Если вы летаете в помещении, это должно быть 25 мВт или меньше.

Вы должны убедиться, что ваш видеопередатчик и видеоприемник настроены на тот же канал, чтобы установить надежную видеосвязь. Некоторые каналы разных диапазонов расположены очень близко друг к другу. Достаточно, чтобы получить изображение, но это не означает, что вы на правильном канале.

Это может показаться очевидным, но даже опытные пилоты иногда ошибаются, если полагаются только на функцию автоматического поиска на своих очках. Приемник найдет достаточно близкий канал, но не всегда правильный канал. Поэтому лучше всего, если вы настроите канал вручную.

Если вы хотите увидеть в своих очках или на мониторе полет другого пилота, нужно в приемнике выбрать его канал.

Вот рабочий пример каналов при одновременных полетах:

• Два пилота: Р1-Р8

• Три пилота: Р1-Р4-Р8

• Четыре пилота: Р1-Р3-Р6-Р8

• Пять пилотов: Р1-Р2-Ф2-Ф4-Е5

• Шесть пилотов: Е4-Е2-Ф2-А4-Е6-Е8

Каналы диапазонов  L, U и O находятся вне разрешенных диапазонов, что делает их незаконными в некоторых странах, например, в США. Поэтому в легальных магазинах вы не увидите видеопередатчики с этими каналами.

Если вы летаете на DJI, вы можете летать только с восемью пилотами, так как вы ограничены восемью каналами в диапазоне DJI.

Вот несколько советов во время групповых полетов с устройством DJI или Caddx Vista:

• Не летайте рядом с "аналоговыми" пилотами. Ваши очки могут создавать помехи аналоговым очкам.
• Выберите скорость потока 25 Мбит.
• Если вы летаете со скоростью 50 Мбит, вы можете создать еще больше помех аналоговым пилотам.
• Если вы летаете с восемью пилотами DJI, человек, который использует канал 8, должен подключиться последним, поскольку это публичный канал.
• Если вы летаете один, вам не нужно беспокоиться, на каком канале вы летаете.

Однако, летая с другими пилотами, важно тщательно распределять каналы, чтобы минимизировать помехи.

Разъемы для антенн видеопередатчика

Основные типы разъемов для антенн видеопередатчика:

• U.FL/IPEX – популярны для небольших видеопередатчиков благодаря их низкопрофильной конструкции, по сравнению с разъемами SMA. Однако, они быстрее изнашиваются и часто ломаются на самом видеопередатчике. Часто пилоты испльзуют переходники с IPEX на SMA для  повышения надежности схемы антенного подключения.

• SMA/RP-SMA – одни из самых распространенных типов разъемов. Имеют винтовое соединение, что обеспечивает надежное крепление. Есть два вида – SMA и RP-SMA, и они несовместимы друг с другом – условно "мама / female" и "папа / male". Убедитесь, что тип разъема соответствует соответствующей антенне.

• MMCX – обеспечивает баланс между хрупким U.FL и громоздкими разъемами SMA. Он намного прочнее, чем U.FL, поэтому меньше шансов выскочить или повредиться во время аварии. MMCX также имеет большее количество циклов работы, чем U.FL. Эта конструкция балансирует между долговечностью SMA и размером и весом U.FL. Однако найти антенну MMCX может быть сложно, поскольку она не так распространена, как два других разъема.

Во время аварии разъемы MMCX и U.FL могут отсоединиться, поэтому иногда производители используют клей для их дополнительной фиксации.

Очки и шлемы

• Очки – имеют отдельные системы линз и матрицу для каждого глаза. Есть модели с диоптриями и регулировкой расстояний между линзами. Они обычно компактные и имеют высокое качество изображения.

• Шлемы – имеют один общий монитор. Они более дешевые и, как правило, имеют низкое качество изображения.

Наличие на очках HDMI-портов открывает определенные возможности. Например, порт HDMI-in позволяет подключать внешние устройства к вашим очкам, видеокартинку от симулятора, отдельный видеоприемник и т.д. HDMI-out позволяет выводить ваше видеокартинку с очков на монитор.

Поле зрения очков – один из самых важных параметров. Оптимальным считается от 30 градусов до 54 градусов, что дает хороший обзор без чрезмерной нагрузки на глаза.

Чем выше разрешение, тем четче изображение. Нужно учитывать, что качество изображения также зависит от камеры на дроне. Наиболее распространенное соотношение сторон 16:9 и 4:3.

Выбирайте очки с таким же соотношением, как и ваша камера, чтобы избежать искажения изображения. Очки должны быть удобными для длительного использования. Легкие модели с хорошей вентиляцией и возможностью регулировки расстояний между экранами будут лучшим выбором.

DIVERSITY означает, что внутри есть больше одного приемника, обычно два, и система автоматически выбирает приемник с лучшим сигналом в конкретный момент времени. Таким образом обеспечивается лучшее качество картинки.

Каждый приемник имеет отдельную антенну. Антенны могут быть расположены под разными углами или они могут быть разными по типу.

Часто очки продают без батареи и поэтому нужно ее докупать отдельно.