При выборе видеопередатчика для мини квадрика, нужно учесть, как дальнобойность и мощность, так и небольшой размер, и доступные частоты. В этой статье мы обсудим все факторы, влияющие на выбор видеопередатчика для коптера.

Оригинал: How to choose VTX (Video Transmitter) for FPV Mini Quad

В самом начале моей хоббийной карьеры я летал на больших коптерах 450 размера, там, где мощность, место под электронику и грузоподъемность почти бесконечны. Но в этих новых, мелких гоночных квадриках каждый сэкономленный грамм влияет на полет. Не говоря уже о том, что я могу летать с другими пилотами одновременно, поэтому доступные частоты и мощность имеют большое значение.

Содержание

• Что такое видеопередатчик?
• Качество картинки и видеопередатчики
• Аналоговые и цифровые системы
• Качество сигнала и видеопередатчики
• Характеристики, на которые стоит обратить внимание, при выборе видеопередатчика для миникоптеров
• Выходная мощность и радиус уверенного приема
• Каналы
• На сколько просто менять каналы?
• Антенные разъемы
• Напряжение питания и выходное напряжение
• Встроенный микрофон
• Поддержка SmartAudio/Telemetry
• Pitmode
• NTSC/PAL
• Как правильно эксплуатировать видеопередатчики
• Советы по выбору лучшего видеопередатчика для миникоптера

Что такое видеопередатчик?

В англоязычной литературе видеопередатчик принято обозначать как VTX (video transmitter). Видеопередатчик — это важная часть FPV оборудования (англ). Это устройство, передающее сигнал с курсовой (FPV) камеры на видеоприемник, а сигнал с приемника можно отобразить как на мониторе, на и в FPV очках/шлемах.

Видеопередатчики работают в разных частотных диапазонах: 1,2 ГГц, 2,4 ГГц и т.д. Но наиболее популярный диапазон для миникоптеров — это 5,8 ГГц потому что:

• антенну можно сделать очень маленькой
• диапазон 5,8 ГГц можно легально использовать во многих странах

Качество картинки и видеопередатчики

Когда дело доходит до качества картинки (цвет, контраст, широкий динамический диапазон, резкость и т.д.) то от видеопередатчика мало что зависит, основную роль в этом играет FPV камера. Так что дополнительные затраты на дорогой, высококачественный видеопередатчик не смогут кардинально улучшить картинку.

Аналоговые и цифровые системы

FPV системы на частоте 5,8 ГГц использую старые аналоговые технологии, так что не ждите HD качества видео. HD видео, которое вы видите на youtube — это запись сделанная отдельной HD камерой.

Имеются и цифровые системы для передачи видео с мини коптера, они дают более четкую картинку, например Connex Prosight (англ).

Однако, из-за того, что технологии довольно новые, то и цена у них очень высокая. Качество картинки не такое хорошее как у HD камер, но значительно лучше аналогового сигнала. В этом руководстве мы будем рассматривать старую, но хорошо проверенную технологию, аналоговые видеопередатчики на частоте 5,8 ГГц.

Качество сигнала и видеопередатчики

Есть три главных фактора, оказывающих основное влияние на качество сигнала:

• Качество антенн
• Чувствительность приемника на выбранном канале
• Насколько точно передатчик настроен на нужную частоту

В видеопередатчиках используется довольно дешевая электроника, и она не идеальна. Соответственно вместо передачи на частоте, например, 5800 МГц, он будет работать на частоте 5802 МГц. При этом на некоторых каналах частота будет соответствовать заявленной, а на других будет отличаться на пару мегагерц. Причины разные, в том числе плохой контроль качества, поэтому передатчики даже из одной партии могут работать по-разному. Т.е. протестировав 1-2 видеопередатчика не всегда просто сделать выводы относительно их качества.

Следствие этого всего — есть смысл смотреть на более дорогие и более качественные передатчики. То же самое касается и приемников, они должны работать строго на определенных частотах. А антенны должны быть настроены на определенный частотный диапазон.

Использование диверсити приемника (две антенны) — снизит шанс потери сигнала, а если одна из антенн будет с большим коэффициентом усиления, то это даст вам большой радиус уверенного приема.

Характеристики, на которые стоит обратить внимание, при выборе видеопередатчика для миникоптеров

Аналоговый видеосигнал не так хорош по сравнению с HD. Даже в идеальных условиях картинка будет мутноватой, с шумом, а разрешение низким (по сравнению с видео, записанным GoPro). Причины использования именно аналогового сигнала: оборудование имеет очень низкую задержку сигнала, маленькие размеры, небольшую цену, и его легко купить.

С ростом популярности миникоптеров, размер и вес видеопередатчиков стал уменьшаться. Многие современные видеопередатчики имеют примерно один и тот же размер и вес, мы это обсудим чуть ниже.

При выборе стандарта NTSC/PAL тоже имеются кое-какие ограничения.

Выходная мощность и радиус уверенного приема

Мощность видеопередатчика определяет мощность, излучаемую антенной. В общем и целом, чем больше мощность, тем больше радиус уверенного приема.

Видеопередатчики для миникоптеров бывают разной мощности, обычно: 25 мВт, 200 мВт и 600 мВт. Некоторые, продвинутые модели могут её менять.

Помимо выходной мощности значительную роль играют антенны, как на приемнике, так и на передатчике.

Плюсы и минусы мощных передатчиков

Как и все новички я думал: «нужно купить самый мощный передатчик, потому что он даст мне максимальный радиус», но это не единственный критерий.

Мощные передатчики, например, на 600 мВт — хороший выбор, если вы летаете на улице среди препятствий в виде деревьев и летаете в одиночку. Вы скорее всего получите более уверенный прием и больший радиус, чем при использовании маломощного передатчика.

Учтите, что линейное увеличение мощности не дает линейный рост радиуса приема, т.е. для удвоения радиуса приема, нужно увеличить мощность сигнала в 4 раза.

Но, чем больше выходная мощность, тем больше энергии теряется и рассеивается в виде тепла. Поэтому мощные видеопередатчики имеют массивные радиаторы.

Не очень хорошо использовать мощные передатчики и при полетах внутри помещений. Можно получить обратный эффект, потому что сигнал будет отражаться от пола, стен и потолка, что вызовет интерференцию. В подобных условиях гораздо лучше ведут себя маломощные передатчики (25мВт).

Более того, 600 мВт передатчик может забивать сигнал других пилотов, т.е. летать группой будет довольно сложно. Поэтому во многих гонках разрешены передатчики мощностью не выше 25 мВт.

Кроме всего прочего, в некоторых странах есть ограничения максимальную выходную мощность. Без лицензии, на сколько я знаю, в большинстве стран можно использовать только 25 мВт. Поэтому перед полетом почитайте законы.

Плюсы мощных видеопередатчиков:

• большой радиус приема сигнала
• уверенный прием при одиночных полетах

Недостатки мощных передатчиков:

• влияют на сигналы других пилотов
• выделяется очень много тепла, мощно сжечь передатчик
• увеличиваются шансы на многолучевое распространение сигнала, интерференцию, при полетах внутри помещений

Так какую мощность выбрать?

На самом деле все зависит от ситуации, лучше всего использовать передатчики с настраиваемой мощностью.

25 мВт отлично подойдет для полетов внутри помещений, и большинства гонок, 600 мВт — для дальних, одиночных полетов, а 200мВт — нормальный компромисс между первыми двумя вариантами.

Кажется, что между 200 мВт и 600 мВт огромная разница, но на самом деле это не так, если смотреть на радиус. Как я уже говорил, для удвоения радиуса приема, теоретически, нужно увеличить мощность в 4 раза. Так что 600 мВт передатчик даже не удвоит радиус по сравнению с 200 мВт.

Мощность передатчика — это не единственный критерий, можно получить хороший прием сигнала при использовании диверсити приемников и с антеннами с большим коэффициентом усиления.

С 25 мВт видеопередатчиком можно получить радиус 1 км, так что 200 мВт передатчик легко даст радиус в 2-3 км, при правильной эксплуатации. На миникоптерах мы летаем не так далеко, но если у вас есть необходимость в дальних полетах, тогда лучше выбирать частоту пониже, а не 5,8 ГГц.

Каналы

5,8 ГГц = 5800 МГц. На самом же деле это целый диапазон частот, от 5325 МГц до 5945 МГц.

Диапазон 5,8 ГГц выбирают по многим причинам: он легален во многих странах, а антенны на такую частоту очень маленькие.

Каналы — это предопределенный набор частот, на которых вы будете передавать/принимать сигнал. В диапазоне 5,8 ГГц есть больше 10 сеток и 80 каналов (по данным на апрель 2017 года).  Желательно, чтобы приемник видеосигнала был совместим со всеми каналами.

Если вы летаете в одиночку, то вам не потребуется такое количество каналов, всегда используйте только один 🙂 Но как только начнете летать в компании с другими людьми, то поймете, что важно иметь большой выбор.

На сколько просто менять каналы?

Обычно можно поменять канал одним из двух способов:

• дип переключатели (используйте иголку или небольшую отвертку)
• при помощи кнопки
• с пульта (ИК или Bluetooth)
• через полетный контроллер, используя Betaflight OSD или LUA скрипты для Тараниса

Конечно, выбрать нужный канал кнопкой очень просто. Даже если вы летаете в одиночку, а не группой, то есть смысл менять частоты, чтобы найти ту, на которой помех будет меньше.

Недостаток выбора канала кнопкой в том, что вам придется перебирать все каналы по порядку, так что вы можете попасть на канал, на котором уже кто-то летает, и из-за этого он может разбиться.

У некоторых видеопередатчиков есть возможность подключения внешнего пульта управления, например, ImmersionRC Tramp HV.

В новых видеопередатчиках появилась функция удаленного управления (VTX Control), благодаря этому настройки меняются через Betaflight OSD или LUA скрипты для аппаратуры управления.

Антенные разъемы

Часто используемые антенные разъемы (подробнее про них тут):

• SMA
• RP-SMA
• IPEX (U.FL)
• MMCX

Большинство антенн имеют разъем SMA или RP-SMA, разъем на видеопередатчике или пигтейле должен быть таким же.

Если вы не уверены в выборе и ещё не купили антенны, то выбирайте SMA, просто потому что это более популярный вариант.

Конечно, можно найти адаптер SMA -> RP-SMA. Но на нем будут потери сигнала.

К плате разъем может быть припаян по-разному: прямо или под углом 90°.

Еще разъем может быть на «пигтейле» — небольшой удлинитель. Выбирайте вариант, наиболее подходящий для вашей рамы.

IPEX (также известен как U.FL) часто используется в мелких видеопередатчиках. Он значительно меньше и легче, чем SMA, но очень хрупкий, и его можно отсоединять всего несколько раз. Можно найти пигтейл как переходник с U.FL на SMA или просто купить антенну с разъемом U.FL.

В последнее время набирают популярность разъемы MMCX. Это отличный компромисс между U.FL и SMA.

Напряжение питания и выходное напряжение

Некоторые видеопередатчики можно питать напрямую от LiPo аккумулятора, т.е. вам не нужно беспокоиться о стабилизаторе. При этом нужно убедиться, что на линии питания стоят фильтры, иначе на видео будет полосы. Именно поэтому лучше всего питать видеопередатчик через BEC на 12 вольт и при этом использовать LC-фильтр или конденсатор с низким сопротивлением.

Есть видеопередатчики, у которых имеется выход 5 вольт, от него можно питать другие устройства, например, камеру, OSD или даже полетный контроллер. В этом случае схема соединения проводов несколько упрощается, но убедитесь, что вы не подключили слишком мощные потребители. Перегреть видеопередатчик довольно просто, а большое потребление тока может усилить перегрев.

Встроенный микрофон

У некоторых видеопередатчиков имеется встроенный микрофон. Есть пилоты, которые предпочитают слышать звук моторов. Если вы тоже хотите слышать моторы, а у камеры нет встроенного микрофона, тогда эта фишка будет вам полезна.

Поддержка SmartAudio/Telemetry

Это относительно новая технология, она позволяет менять настройки: выбирать частоты, каналы через Betaflight OSD или прямо в меню аппаратуры управления (например Taranis).

Вот руководство по настройке управления видеопередатчиками.

Для этого в видеопередатчики поддерживают один из протоколов:

• SmartAudio
• TrampTelemetry

SmartAudio разработан в TBS, при этом данные передаются через аудиоканал. «Telemetry» — разработана компанией ImmersionRC для видеопередатчика Tramp VTX и, по сути, это двунаправленный последовательный порт.

Все три основные прошивки поддерживают этот функционал.

• KISS — меняем настройки видеопередатчика через меню Taranis
• Raceflight — меняем настройки видеопередатчика через меню Taranis
• Betaflight — меняем настройки видеопередатчика через меню Taranis

PItmode

Pitmode — очень важная функция для гонок. В этом режиме при включении коптера или после падения, выходная мощность будет очень низкой (практически нулевой), это позволит вам разобраться с коптером не мешая другим пилотам.

NTSC/PAL?

Не беспокойтесь о поддержке NTSC/PAL в видеопередатчике. Все современные модели поддерживают оба стандарта.

Подключение

Обычно есть два варианта подключения: разъемы типа JST или пайка. Чаще всего используются разъемы, так проще, не нужная пайка, но некоторые пилоты предпочитают пайку, чтобы не беспокоиться о надежности разъемов.

Как правильно эксплуатировать видеопередатчики

НИКОГДА НЕ ВКЛЮЧАЙТЕ ВИДЕОПЕРЕДАТЧИК БЕЗ АНТЕННЫ!

Если вы включите передатчик без антенны, то энергии будет некуда выходить, и она перегреет передатчик. Очевидно, что если он перегреется, то сгорит! Это может занять несколько секунд или минуту, или 10 минут, кто знает сколько? Просто не делайте так! 🙂

Иногда забываешь подключить антенну во время тестирования, потому что на небольшом расстоянии передатчик и приемник работают даже без антенн. Это происходит, потому что SMA разъем выступает в качестве антеннки.

Любой проводник может работать как антенна и излучать радиоволны.

Но такая «антенна» не настроена на нужную частоту, и энергия все равно будет возвращаться в передатчик. Можно поставить фиговую антенны и в этом случае передатчик будет греться сильнее обычного, а радиус уверенного приема сократится. Т.е. эта конфигурация заработает, но заработает плохо.

Как подключить видеопередатчик к курсовой камере

Вот отдельная руководство по подключения всего FPV оборудования (англ).

Избегаем скачков напряжения от регуляторов

Когда моторы меняют скорость вращения, они вызывают скачки напряжения. Современные регуляторы имеют мощное «активное торможение» (active braking, damped light), это может вызвать серьезные скачки напряжения. Эти скачки могут даже сжечь видеопередатчик и другое FPV оборудование.

Кое-кто пытается решить эти проблемы установкой ESR конденсаторов рядом с регуляторами и PDB. Более эффективный способ борьбы с шумами — LC фильтр и стабилизатор напряжения специально для передатчика и другого FPV оборудования.

Антенна видеопередатчика и карбоновая рама

Старайтесь избегать соединения земли с рамой через видеопередатчик. В случае если где-то провод коснется рамы (карбон проводит электричество!) можно получить КЗ и сжечь передатчик. Кроме того, такое соединение может усилить шумы и вызвать разные проблемы с передатчиком, включая его перегрев.

Защищаем видеопередатчик

Я летаю довольно агрессивно и часто падаю, обычно передатчик переживает аварии. Части коптера торчащие за пределы рамы: антенны или коаксиальный кабель — обычно отваливаются или обдираются. Поэтому многие используют удлинители антенного кабеля и крепят его одним концом к раме, таким образом разъем на передатчике оказывается защищен от повреждений.

Советы по выбору лучшего видеопередатчика для миникоптера

Смотрите наш список: топ 5 лучших видеопередатчиков для миникоптеров.

Я собрал все характеристики видеопередатчиков в одной таблице, так что вы можете сравнить их более детально.

История изменений

• Апрель 2016 — написана первая версия статьи
• Апрель 2017 — добавлены разделы про цифровые системы, smart audio и количество доступных каналов и сеток
• Март 2018 — обновление статьи, добавлена информация об антенных разъемах и способах управления видеопередатчиками