теоретический базовый курс
содержание
1. строение дрона. принципы работы FPV дрона
2.Основные характеристики антенн управления и видео. понятие поляризация
3.виды связи управления, особенности и характеристики.
4. устройство видеосвязи, волновые свойства. частотные диапазоны, их особенности и характеристики.
5. умение определять по внешним признакам тех. характеристики и характеристики связи.
6. АКБ батареи и зарядные устройства
7. очки визуализации, характеристики, управление
1.строение дрона. принципы работы
камера курсовая
моторы
винты
полетный стэк
видеопередатчик (VTX)
возможна дополнительная установка оборудования
полетный контроллер+силовая плата
дополнительная камера,
сброс,
пищалка,
GPS,
различные виды шифраторов,
светодиодная лента,
электродетонатор
сброс,
пищалка,
GPS,
различные виды шифраторов,
светодиодная лента,
электродетонатор
Приемник управления (RX) + антенна
цифровой видеопередатчик
аналоговый видеопередатчик
1.1 курсовая FPV камера
Курсовая FPV камера передаёт аналоговый сигнал PAL или NTSC в видеопередатчик, что практически не имеет задержки сигнала и все данные передаются и принимаются моментально.
Камера состоит из сенсора изображения (матрица) и платы. Матрица совместно с платой преобразует подаваемый на неё свет из объектива в аналоговый сигнал, который передаётся по проводу видеопередатчика (VTX) дрона.
Камера состоит из сенсора изображения (матрица) и платы. Матрица совместно с платой преобразует подаваемый на неё свет из объектива в аналоговый сигнал, который передаётся по проводу видеопередатчика (VTX) дрона.
Обычные (дневные)
сумеречные (вечер и сумерки)
тепловые (ночные)
Виды камер:
возможен вариант дневной работы, но требуется пуль от камеры
Аббревиатура TVL
виды камер
Обычные (дневные)
сумеречные (вечер и сумерки)
ИНФРАКРАСНЫЕ (ночные)
Подключение к полетному контроллеру
возможен вариант дневной работы, но требуется пульт от камеры
- Камера и VTX питаются от полетника.
- Видеосигнал камеры заходит в полетник. Там накладывается OSD и итоговое изображение отдается в VTX на передачу в эфир.
Говоря о подключении аналоговой системы к полетнику, полезным является накладывание на изображение с камеры OSD дрона и передачи готового изображения в эфир. Такая схема подключения будет выглядеть следующим образом:
Протокольный провод
управления VTX
управления VTX
Data
Понятие TVL
TVL означает «телевизионные линии» в прямом смысле, то есть скорость обновления изображения по линиям.
То есть картинка отрисовывается этим самым TVL. TVL также определяет, насколько детально будет отрисовываться изображение.
По факту же, в FPV камерах это гонка цифр от производителей.
И сейчас мы приведем ниже 2 факта об этом:
Первый факт:
Сейчас у многих продавцов заявлено 600, 800, 1200 TVL. Но вы их не увидите. Дело в том, что TVL соотносится с пикселями:
TVL Пиксели Мегапиксели
380 640х480 0,3
430 720х576 0,36
480 800х600 0,5
560 933х700 0,65
600 1024х756 0,75
800 1080х960 1,23
1000 1600х1200 1,92
А теперь вспомните, какое разрешение у вашего шлема или очков? Максимум 720Р, и то это дорогие FatShark. Что мы получаем в итоге? Даже если у вас камера 1200TVL, картинка по-прежнему будет сжиматься до 720Р и ничего не поменяется. Простыми словами, ваши очки все равно не смогут отобразить такое разрешение.
Второй факт:
Видео с видеопередатчика передается на частоте 5.8 ггц, это самая шумная и «грязная» частота, и мы можем гарантировать, что вместо 600TVL, которые заявлены производителем, вы максимум получите 400TVL. Дело в том, что аналоговый сигнал работает так, что тот уровень, который транслирует передатчик, не обязательно будет получен на том же уровне приемником. Цифровой сигнал работает наоборот — какой сигнал отправлен, такой и будет принят.
В общем, можете не смотреть на этот показатель, если будет выбор камеры с 600 или 700TVL и камеры с 1200TVL, смело выбирайте 600 или 700, потому что абсолютно нет смысла переплачивать и покупать камеру с 1200TVL. Не дайте себя обмануть маркетологам.
Надеемся, в ближайшем будущем цифра все же выйдет на уровень минимальной задержки, аналогичный CCD.
Пока на рынке не появятся очки или шлем с разрешением хотя бы 1080р, не стоит покупать камеру с TVL более 600-700. Цифры выше — маркетинг.
То есть картинка отрисовывается этим самым TVL. TVL также определяет, насколько детально будет отрисовываться изображение.
По факту же, в FPV камерах это гонка цифр от производителей.
И сейчас мы приведем ниже 2 факта об этом:
Первый факт:
Сейчас у многих продавцов заявлено 600, 800, 1200 TVL. Но вы их не увидите. Дело в том, что TVL соотносится с пикселями:
TVL Пиксели Мегапиксели
380 640х480 0,3
430 720х576 0,36
480 800х600 0,5
560 933х700 0,65
600 1024х756 0,75
800 1080х960 1,23
1000 1600х1200 1,92
А теперь вспомните, какое разрешение у вашего шлема или очков? Максимум 720Р, и то это дорогие FatShark. Что мы получаем в итоге? Даже если у вас камера 1200TVL, картинка по-прежнему будет сжиматься до 720Р и ничего не поменяется. Простыми словами, ваши очки все равно не смогут отобразить такое разрешение.
Второй факт:
Видео с видеопередатчика передается на частоте 5.8 ггц, это самая шумная и «грязная» частота, и мы можем гарантировать, что вместо 600TVL, которые заявлены производителем, вы максимум получите 400TVL. Дело в том, что аналоговый сигнал работает так, что тот уровень, который транслирует передатчик, не обязательно будет получен на том же уровне приемником. Цифровой сигнал работает наоборот — какой сигнал отправлен, такой и будет принят.
В общем, можете не смотреть на этот показатель, если будет выбор камеры с 600 или 700TVL и камеры с 1200TVL, смело выбирайте 600 или 700, потому что абсолютно нет смысла переплачивать и покупать камеру с 1200TVL. Не дайте себя обмануть маркетологам.
Надеемся, в ближайшем будущем цифра все же выйдет на уровень минимальной задержки, аналогичный CCD.
Пока на рынке не появятся очки или шлем с разрешением хотя бы 1080р, не стоит покупать камеру с TVL более 600-700. Цифры выше — маркетинг.
Типы матриц CMOS и CCD, отличия
Все потребительские камеры оснащаются двумя типами матриц на выбор: CMOS, CCD.
CCD-матрицы дороже в изготовлении, используют больше энергии для питания. Также у CCD следующие преимущества:
Отличная производительность при большом изменении освещенности. Например, вы летаете в солнечный день и начали лететь прямо в сторону солнца — матрица CCD очень быстро под это адаптируется и затемнит изображение. То же самое работает и в обратную сторону. Камеры с матрицей CMOS так быстро работать не могут.
У CCD очень маленькая задержка. Камеры с этой матрицы гораздо быстрее отправляют видеопередатчику сигнал, нежели камеры с матрицей CMOS. Однако новые современные CMOS-камеры все же начинают догонять по скорости CCD, но последние все еще впереди.
У CCD нет построения по линиям. Большинство CMOS собирают картинку по строкам, чтобы получилось изображение. От сильной вибрации на дроне эти полосы могут «поехать» и картинка станет волнообразной. Этот эффект еще называют «желе». У CCD картинка выводится сразу целиком и полностью, а не рисуется построчно.
В данное время на рынке есть несколько хороших камер со CMOS-матрицей, например, Runcam Eagle. Мы тестировали камеру и обнаружили проблему со светочувствительностью, камера подстраивалась не очень быстро.
CCD-матрицы дороже в изготовлении, используют больше энергии для питания. Также у CCD следующие преимущества:
Отличная производительность при большом изменении освещенности. Например, вы летаете в солнечный день и начали лететь прямо в сторону солнца — матрица CCD очень быстро под это адаптируется и затемнит изображение. То же самое работает и в обратную сторону. Камеры с матрицей CMOS так быстро работать не могут.
У CCD очень маленькая задержка. Камеры с этой матрицы гораздо быстрее отправляют видеопередатчику сигнал, нежели камеры с матрицей CMOS. Однако новые современные CMOS-камеры все же начинают догонять по скорости CCD, но последние все еще впереди.
У CCD нет построения по линиям. Большинство CMOS собирают картинку по строкам, чтобы получилось изображение. От сильной вибрации на дроне эти полосы могут «поехать» и картинка станет волнообразной. Этот эффект еще называют «желе». У CCD картинка выводится сразу целиком и полностью, а не рисуется построчно.
В данное время на рынке есть несколько хороших камер со CMOS-матрицей, например, Runcam Eagle. Мы тестировали камеру и обнаружили проблему со светочувствительностью, камера подстраивалась не очень быстро.
Видеоформат и соотношение сторон
Для аналоговых камер есть 2 типа видеоформата: PAL и NTSC.
Вы наверняка уже знаете об этих форматах. В Европе и СНГ устоялся формат PAL, а NTSC используется в Северной Америке.
PAL выдает 25 кадров в секунду и разрешение 720 × 576, а NTSC 30 кадров в секунду и разрешение 720 × 480 пикселей.
Какой формат использовать — дело каждого.
Если вы купили камеру с матрицей Sony CCD Super HAD II, то у нее будет только одно соотношение сторон, 4:3. Если вы купили камеру с матрицей CMOS, то у такой можно выставлять соотношение сторон 16:9, то есть широкоформатный вариант. Чем он хорош? Большим углом обзора. Например, с широким форматом 16:9 умеют работать очки FatShark Dominator v3.
Большинство камер умеет отображать видео и в 4:3, и в 16:9, но некоторые просто обрезают верхнюю и нижнюю кромки 4:3, будьте внимательны при выборе. А в каком соотношении летать — дело вкуса и привычки. Большинство пилотов летает в 4:3.
Вы наверняка уже знаете об этих форматах. В Европе и СНГ устоялся формат PAL, а NTSC используется в Северной Америке.
PAL выдает 25 кадров в секунду и разрешение 720 × 576, а NTSC 30 кадров в секунду и разрешение 720 × 480 пикселей.
Какой формат использовать — дело каждого.
Если вы купили камеру с матрицей Sony CCD Super HAD II, то у нее будет только одно соотношение сторон, 4:3. Если вы купили камеру с матрицей CMOS, то у такой можно выставлять соотношение сторон 16:9, то есть широкоформатный вариант. Чем он хорош? Большим углом обзора. Например, с широким форматом 16:9 умеют работать очки FatShark Dominator v3.
Большинство камер умеет отображать видео и в 4:3, и в 16:9, но некоторые просто обрезают верхнюю и нижнюю кромки 4:3, будьте внимательны при выборе. А в каком соотношении летать — дело вкуса и привычки. Большинство пилотов летает в 4:3.
1.2 рама. АКБ
На данном этапе развития FPV технологий, рамы могут быть всевозможными. Чаще всего в мирной жизни используют рамы из карбона.
Но в условиях СВО некоторые производители разработали свои рамы для удешевления производства ведь мы понимаем что данные дроны одноразовые. Кто то применяет стеклотекстолит (Упырь), кто то использует алюминий (Судоплатов),а кто то по прежнему применяет готовые карбоновые решения. Каждый из этих материалов имеет свои плюсы и минусы, но главным все же при выборе является себестоимость того или иного материала для данного производителя
Но в условиях СВО некоторые производители разработали свои рамы для удешевления производства ведь мы понимаем что данные дроны одноразовые. Кто то применяет стеклотекстолит (Упырь), кто то использует алюминий (Судоплатов),а кто то по прежнему применяет готовые карбоновые решения. Каждый из этих материалов имеет свои плюсы и минусы, но главным все же при выборе является себестоимость того или иного материала для данного производителя
РАМА
Для нормальной работы дрона они должны быть оснащены большими и мощными аккумуляторными батареями, которые способны накапливать и обеспечиватьдрон большим колличеством энергии. Чем большое напряжение тем дрон ваш более маневренный и быстрый, обьём аккумуляторной батареи влияет на время полета и косвенно на возможную нагрузку вашей птицы.
АКБ (Аккумуляторные батареи)
- Литий-полимерные батареи, обозначаются LiPo, Li-Po, Lipolimer и состоят из из прямоугольных секций различных размеров;
- Литий-ионные батареи, обозначаются Li-ion и состоят из цилиндрических секций;
- Литий-полимерные батареи высокой токоотдачи, обозначаются LiHV и состоят также как и обычные литий -полимерные из прямоугольных секций различных размеров
Виды АКБ
Более подробно о аккумуляторных батареях мы поговорим в следующей части нашего курса
1.3 Моторы и их характеристики
существует условное разделение моторов по видам:
тяговые (850-1150 kV)
скоростные (1250-1350 kv)
тяговые (850-1150 kV)
скоростные (1250-1350 kv)
АА - диаметр статора
ВВ - высота статора
kV - количество оборотов в минуту на единицу напряжения
ВВ - высота статора
kV - количество оборотов в минуту на единицу напряжения
Что такое статор (stator) у бесколлекторного мотора? Статор — это стационарная (неподвижная) часть мотора, у нее есть полюса (poles), на которые намотан медный провод (обмотка). «Полюса» (по сути, сердечник) сделаны из тонких металлических пластин собранных в стопку, между ними тонкий слой диэлектрика.
- Чем «выше» статор, тем больше мощность на больших оборотах
- Чем «шире» статор, тем больше крутящий момент при низких оборотах
Увеличение диаметра и высоты мотора требует увеличения как обмоток (электромагнитов), так и постоянных магнитов. Разница в том, что при увеличении высоты статора размеры постоянных магнитов увеличиваются сильнее, чем катушки; а при увеличении диаметра статора обмотки увеличиваются сильнее, чем магниты.
Высокий или широкий статор?
У более высокого статора больше «площадь поверхности» (обращенной к магнитам) следовательно через него проходит «больше» магнитных полей. Большая площадь также способствует хорошему охлаждению. Высокие моторы дают большую мощность и имеют высокие обороты.
Чем больше диаметр статора, тем больший объем железа и меди в нём, в результате мы получаем мотор с большим крутящим моментом, а также более эффективный мотор.
- Чем «выше» статор, тем больше мощность на больших оборотах
- Чем «шире» статор, тем больше крутящий момент при низких оборотах
Увеличение диаметра и высоты мотора требует увеличения как обмоток (электромагнитов), так и постоянных магнитов. Разница в том, что при увеличении высоты статора размеры постоянных магнитов увеличиваются сильнее, чем катушки; а при увеличении диаметра статора обмотки увеличиваются сильнее, чем магниты.
Высокий или широкий статор?
У более высокого статора больше «площадь поверхности» (обращенной к магнитам) следовательно через него проходит «больше» магнитных полей. Большая площадь также способствует хорошему охлаждению. Высокие моторы дают большую мощность и имеют высокие обороты.
Чем больше диаметр статора, тем больший объем железа и меди в нём, в результате мы получаем мотор с большим крутящим моментом, а также более эффективный мотор.
«KV» — это количество оборотов в минуту (RPM) на единицу напряжения (более правильное определение KV, англ). Это очень важный параметр бесколлекторных моторов, он показывает на сколько увеличатся обороты мотора (RPM) при увеличении напряжения на 1 вольт, при отсутствии нагрузки на валу (без пропа). Например, если подключить мотор 2300 KV к аккумулятору 3S LiPo (12,6 вольт), тогда без пропеллера он будет вращаться со скоростью 28980 оборотов в минуту (2300 * 12,6). Обычно это примерное значение, указываемое производителем.
Как только вы поставите пропеллер, обороты снизятся из-за сопротивления воздуха. Моторы с более высоким KV будут стараться раскрутить проп быстрее, но могут потреблять большой ток. Именно поэтому мы обычно ставим большие пропы на моторы с небольшим KV, а мелкие и легкие пропы отлично подходят для моторов с высоким значением KV.
*Если установить очень большой пропеллер на мотор с большим KV, тогда он попробует раскручивать его также быстро, как будто это маленький проп, но для этого требуется гораздо большее усилие. А чтобы получить требуемое усилие, мотор начнет потреблять гораздо больший ток, а следовательно выделять больше тепла. Что ведет к его перегреву, и может повредить мотор. При перегреве мотора изоляция в обмотках сгорает и получается короткое замыкание.
Как только вы поставите пропеллер, обороты снизятся из-за сопротивления воздуха. Моторы с более высоким KV будут стараться раскрутить проп быстрее, но могут потреблять большой ток. Именно поэтому мы обычно ставим большие пропы на моторы с небольшим KV, а мелкие и легкие пропы отлично подходят для моторов с высоким значением KV.
*Если установить очень большой пропеллер на мотор с большим KV, тогда он попробует раскручивать его также быстро, как будто это маленький проп, но для этого требуется гораздо большее усилие. А чтобы получить требуемое усилие, мотор начнет потреблять гораздо больший ток, а следовательно выделять больше тепла. Что ведет к его перегреву, и может повредить мотор. При перегреве мотора изоляция в обмотках сгорает и получается короткое замыкание.
1.4 винты и их характеристики
- Наиболее популярными размерами с нашей стороны в зоне СВО являются 7,9,10 дюймов
- соответственно как у тебя
- - 7 дюймов, допустимая масса без потерь в дистанции полета 1,2кг
- - 9 дюймов, допустимая масса без потерь в дистанции полета 3кг
- нормальная нагрузка не более 2,8 кг при АКБ не более 6500mA 6S
- - 10 дюймов, допустимая масса без потерь в дистанции полета 3,5кг
- нормальная нагрузка не более 3,2 кг при АКБ не более 7500mA 6S
ВИНТЫ отличаются размерами в дюймах.
также винты различаются на обычные и тяговые.
также винты различаются на обычные и тяговые.
Тяговые отличаются от обычных шириной и глубиной лопасти
рекомендуется не более 2,8. При аккумуляторе Lipo не более 6500 mA 1S
1.5 Полётные "стэки"
Полётный "стэк" - полетный контроллер + силовая плата.
Полётный "стэк" отвечает за частоту вращения моторов, определение дрона в пространстве, а также прочего оборудования.
За счёт чего обеспечивается полёт квадрокотпера - за счёт управления газом, углами крена, тангажа и рыскания (throttle, pitch, roll, yaw)
Это своеобразные "мозги" квадрокоптера.
На полётном контроллере существует понятие UART, что своего рода является клемником (группой контактов). Каждый UART имеет свой порядковый номер и имеет пару TX-RX (передатчик-приемник)
Полётный "стэк" отвечает за частоту вращения моторов, определение дрона в пространстве, а также прочего оборудования.
За счёт чего обеспечивается полёт квадрокотпера - за счёт управления газом, углами крена, тангажа и рыскания (throttle, pitch, roll, yaw)
Это своеобразные "мозги" квадрокоптера.
На полётном контроллере существует понятие UART, что своего рода является клемником (группой контактов). Каждый UART имеет свой порядковый номер и имеет пару TX-RX (передатчик-приемник)
1.6 Приёмник управления (RX) + антенна
Радиоканал управления состоит из приёмника (receiver, rx) и передатчика (transmitter, tx).
RX - это приёмник на дроне, который захватывает и интерпретирует сигналы (пакеты данных) управления, отправленные передатчиком (TX).
Он преобразует эти пакеты управления в перечень команд, которые в дальнейшем передаются на полётный контроллер, который, в зависимости от показаний датчиков, начинает их распределять
RX - это приёмник на дроне, который захватывает и интерпретирует сигналы (пакеты данных) управления, отправленные передатчиком (TX).
Он преобразует эти пакеты управления в перечень команд, которые в дальнейшем передаются на полётный контроллер, который, в зависимости от показаний датчиков, начинает их распределять
Приёмники управления бывают нескольких типов и формфакторов и в первую очередь они различаются частотой (868/915 Ггц, 2,4 Ггц)
Типы приемников RX
- обычные - одна рабочая частота приема, одна антенна приема (одно направление поляризации)
- diversity - одна рабочая частота, две антенны приема (два направления поляризации)
- gemini - две рабочии частоты, две (четыре) антенны приема, до 3 направлений поляризации
Так же сейчас уже на фронте появляются альтернативные виды связи с более расширенным функционалом и более широким диапазоном рабочих частот. Например спецсвязь Гермес, охватывающая диапазон от 150 МГц до 1000МГц
Приемники управления бывают нескольких типов и форм факторов, но первую очередь они различаются рабочей частотой, в частности если мы говорим про самые популярный протокол CRSF (CROSSFIRE).На основе этого протокола самыми популярными видами связи являются TBS и ERLS, с рабочими частотами 868/915 МГц и 2,4 гГц, более подробно мы их разберем в данном курсе позже.
1.7 видеопередатчик (VTX) + антенна
цифровой видеопередатчик
аналоговый видеопередатчик
система построения видеосвязи завязана на паре видеопередатчик (VTX) + ВИДЕОприемник (VRX)
VTX (видеопередатчик)
VTX — это компонент, отвечающий за передачу живого видео с дрона на землю. Он принимает видеосигнал с камеры FPV, установленной на дроне, и передает его по беспроводной сети на землю, где он принимается VRX.
Основными характеристиками видеопередатчика (VTX) являются рабочий диапазон частот и мощность в ваттах, при этом, мощность является преобладающим фактором в дальности полёта и уверенной картинки на больших расстояниях.
VRX (видеоприемник)
На земле VRX принимает передаваемый видеосигнал от видеопередатчика. Затем он выводит этот сигнал на устройство отображения, такое как очки FPV или монитор, позволяя пилоту видеть изображение с дрона в реальном времени.
Основными характеристиками видеоприёмника (VRX) являются рабочий диапазон приёма частоти чувствительность в децибелах, при этом чувствительность является преобладающим фактором в купе с качественной антенной для получения хорошей картинки
VTX — это компонент, отвечающий за передачу живого видео с дрона на землю. Он принимает видеосигнал с камеры FPV, установленной на дроне, и передает его по беспроводной сети на землю, где он принимается VRX.
Основными характеристиками видеопередатчика (VTX) являются рабочий диапазон частот и мощность в ваттах, при этом, мощность является преобладающим фактором в дальности полёта и уверенной картинки на больших расстояниях.
VRX (видеоприемник)
На земле VRX принимает передаваемый видеосигнал от видеопередатчика. Затем он выводит этот сигнал на устройство отображения, такое как очки FPV или монитор, позволяя пилоту видеть изображение с дрона в реальном времени.
Основными характеристиками видеоприёмника (VRX) являются рабочий диапазон приёма частоти чувствительность в децибелах, при этом чувствительность является преобладающим фактором в купе с качественной антенной для получения хорошей картинки
Внешние отличительные особенности
- внешний вид
- прямое подключение камеры к видеопередатчику (VTX)
- наличие разъема Type C (USB-C)
+
- Цифровая видеосвязь зашифрована
2.Высококачественное видео, большая дальность действия и расширенные функции, такие как управление фокусом.
3.Меньшее влияние искажений, шума и помех. Это связано с тем, что цифровые сигналы менее подвержены их воздействию.
-
- В виду технических особенностей при потере картинки вернуть ее невозможно
- Цена
+
- Цена и распространенность в зоне СВО
2.При потере картинки существует возможность в нее вернуться, так же возможность даже при очень плохой картинке дальше выполнять полет
3.Простая настройка, низкая задержка
-
- Открытый канал видеосвязи
- Ограниченная дальность действия и восприимчивость к помехам
1,2ГГц
ласточкин хвост, или Y
1,5ГГц
диполь плоская
4,9 (5,8Ггц)
"клевер"
1.Lollipop
2."Клевер"
3.Foxeer тип Pagoda
!!!Антенны должны быть правильно подобраны на выдаваемую частоту видеопередатчика!!! ВАЖНО!!!
наиболее распространенные антенны в зоне СВО
Подключаться может любой видеоприёмник, находящийся в зоне действия видео передатчика, при этом совсем не обязательно идеально выставленная антенна. Она влияет лишь на качество получаемого сигнала.
Подключиться к другому невозможно, даже с использованием спец средств.
принцип работы fpv дрона
Пульт
TX
Антенна
RX приёмник
Дрон
Перевод пакетов в команды на "языке" LoRa
Полётный котролллер
Силовая плата (ESC)
ESC - чип управления двигателем (двигателями), своего рода "пускатель"
Дрон
Камера
Полётный контроллер
VTX видеопередатчик
VRX
video in
Аналоговое видео (VRX analog)
video in
video out
накладывает OSD
TX - - - IRC
video out
питание
video in
Антенна
Очки
VTX видео передатчик
Полётный контроллер
VRX
Цифровое видео (VRX HD)
TX - - - RX
питание
SBUS
Очки
Антенна
Готовые команды
Выполнение команды
+
2.Основные характеристики антенн управления и видео. понятие поляризация
Коэффициент усиления
Коэффициент усиления служит показателем дальности действия и угла покрытия направленной антенны. Он показывает, насколько большую мощность может излучать антенна в определенном направлении по сравнению с изотропным излучателем (теоретическая эталонная антенна, которая излучает одинаково во всех направлениях). Коэффициент усиления. Произведение КНД на коэффициент полезного действия антенны (отношение излучаемой мощности к подводимой). Показывает полный выигрыш по мощности, получаемый в результате применения данной антенны по сравнению с изотропной.Коэффициент усиления выражается в децибелах или дБ. Имея дело с децибелами, полезно помнить, что каждые 3 дБ усиления, которые вы получаете от вашей антенны, эквивалентны удвоению мощности вашего передатчика. Так же существуют понятия dbi и dbm.
Коэффициент направленного действия (КНД). Показывает, во сколько раз мощность излучения в направлении максимума ДН рассматриваемой антенны превышает мощность излучения в том же направлении ненаправленной антенны (изотропным излучателем), при условии равенства полных излучаемых мощностей.
Коэффициент направленного действия (КНД)
Диаграмма направленности
Диаграмма направленности (ДН). Показывает угловое распределение в пространстве интенсивности (мощности) излучения (передающая антенна) или зависимость мощности принимаемого сигнала от направления прихода радиоволн (приёмная антенна). В зависимости от вида диаграммы различают изотропные антенны, слабонаправленные, высоконаправленные. Диаграмма направленности формирует пространственнуюб фигуру, которая
показывает в какую сторону антенна излучает (принимает) лучше в какую хуже.
Диаграмма направленности сигнала, излучаемого вашей антенной, представлена двумя схемами. Одна показывает сигнал при взгляде на антенну сверху, а другая – при взгляде сбоку. Эти графики подскажут вам, где находятся слабые места.
Вот пример антенны с усилением 0 дБ и красный кружок вставка с картинкой
показывает в какую сторону антенна излучает (принимает) лучше в какую хуже.
Диаграмма направленности сигнала, излучаемого вашей антенной, представлена двумя схемами. Одна показывает сигнал при взгляде на антенну сверху, а другая – при взгляде сбоку. Эти графики подскажут вам, где находятся слабые места.
Вот пример антенны с усилением 0 дБ и красный кружок вставка с картинкой
Как видите, она действительно всенаправленная и имеет почти идеальную сферическую диаграмму направленности.
Важный момент при полете дрона на большой высоте – не летайте прямо над собой! Верхняя часть диаграммы направленности указывает на область, где усиление наименьшее и высока вероятность потери сигнала.
В реальной жизни всенаправленные антенны обычно имеют слабые места сверху и снизу, а трехмерная диаграмма направленности будет больше напоминать форму пончика. В двухмерном виде она образует форму восьмерки в вертикальной плоскости и круг в горизонтальной плоскости.
Антенны должны быть правильно подобраны на выдаваемую частоту: TX-RX; VTX-VRX
КСВ
(коэффициент стоячей волны)
(коэффициент стоячей волны)
КСВ означает «Коэффициент стоячей волны» . Он измеряет эффективность антенны, показывая, сколько энергии излучается после того, как вы подали энергию на антенну.
При проектировании антенны нужно стремиться к тому, чтобы значение было как можно ближе к 1. КСВ, равный 1, означает, что мы можем передать 100% энергии в антенну и вывести 100% в эфир.
Для случая передачи радиоволн представим, что существует наш видеопередатчик (VTX), к которому подключена наша антенна. VTX генерирует сигнал и задача антенны максимально эффективно передать его в окружающую среду. Однако мир очень сложен и жесток, существует множество факторов, которые влияют на эффективность излучения сигнала антенной. Для нас сейчас важно понимать, что в реальности антенна излучает в среду не 100% энергии сигнала, часть теряется. Причем у одной и той же антенны эффективность преобразования вкачиваемой в нее энергии в радиосигнал для разных частот – разная. Для количественного отображения согласованности антенны (для упрощения будем понимать его как эффективность антенны в качестве передатчика) существует параметр КСВ (коэффициент стоячей волны). Для идеально согласованный антенны значение КСВ = 1. С ухудшением характеристик антенны это значение растет вверх. На практике антенны, КСВ которых меньше 2 (двух), считаются приемлимыми, но чем это значение ближе к единице, тем лучше. Антенна с КСВ > 2 считается неэффективной.
Обратите внимание, что коэффициент меняется в зависимости от частоты. При настройке антенны нужно стремиться к частоте с самым низким КСВ.
Всегда измеряется весь антенно-фидерный тракт. Для принимающей антенны КСВ не является основополагающим параметром, тут важны понятия «коэффициент усиления антенны», «диаграмма направленности», “поляризация антенны”, объяснение единиц измерерния dB.
Для измерения КСВ требуется прибор - векторный анализатор частот.
При проектировании антенны нужно стремиться к тому, чтобы значение было как можно ближе к 1. КСВ, равный 1, означает, что мы можем передать 100% энергии в антенну и вывести 100% в эфир.
Для случая передачи радиоволн представим, что существует наш видеопередатчик (VTX), к которому подключена наша антенна. VTX генерирует сигнал и задача антенны максимально эффективно передать его в окружающую среду. Однако мир очень сложен и жесток, существует множество факторов, которые влияют на эффективность излучения сигнала антенной. Для нас сейчас важно понимать, что в реальности антенна излучает в среду не 100% энергии сигнала, часть теряется. Причем у одной и той же антенны эффективность преобразования вкачиваемой в нее энергии в радиосигнал для разных частот – разная. Для количественного отображения согласованности антенны (для упрощения будем понимать его как эффективность антенны в качестве передатчика) существует параметр КСВ (коэффициент стоячей волны). Для идеально согласованный антенны значение КСВ = 1. С ухудшением характеристик антенны это значение растет вверх. На практике антенны, КСВ которых меньше 2 (двух), считаются приемлимыми, но чем это значение ближе к единице, тем лучше. Антенна с КСВ > 2 считается неэффективной.
Обратите внимание, что коэффициент меняется в зависимости от частоты. При настройке антенны нужно стремиться к частоте с самым низким КСВ.
Всегда измеряется весь антенно-фидерный тракт. Для принимающей антенны КСВ не является основополагающим параметром, тут важны понятия «коэффициент усиления антенны», «диаграмма направленности», “поляризация антенны”, объяснение единиц измерерния dB.
Для измерения КСВ требуется прибор - векторный анализатор частот.
Децибел (Дб, dB) — это значение, применимое для:
- указания затухания волны при распространении в поглощающей среде;
- измерение коэффициента затухания радиочастотного кабеля;
- указание коэффициента усиления и коэффициента шума усилителя.
Децибел-милливатты (дБм,dbm) используются для выражения децибел в милливаттах.
дБм(dbm) обычно используется для измерения уровня сигнала в проводах.
Децибел относительно изотропного коэффициента усиления (дБи, dbi) — единица измерения коэффициента направленного действия антенны. Коэффициент направленного действия антенны определяется как отношение сигнала, контролируемого в одном максимальном направлении, к сигналу, контролируемому изотропной антенной ( гипотетической антенной, которая излучает одинаково во всех направлениях). dBi также отражает эффективность антенны при передаче или приеме сигналов.
Таким образом, дБ, дБм, дБи (db, dbm, dbi) являются относительными значениями, но у них есть два следующих различия:
ДБ(db) и дБи(dbi) используются для представления относительной интенсивности (усиления или потерь) радиоизлучения антенны, а дБм(dbm) используются для представления фактической мощности оборудования.
ДБ(db) - это относительное значение разницы в интенсивности излучения между двумя антеннами, а дБи(dbi) - это сравнение мощности радиосигнала антенны до и после усиления (или ориентации).
- указания затухания волны при распространении в поглощающей среде;
- измерение коэффициента затухания радиочастотного кабеля;
- указание коэффициента усиления и коэффициента шума усилителя.
Децибел-милливатты (дБм,dbm) используются для выражения децибел в милливаттах.
дБм(dbm) обычно используется для измерения уровня сигнала в проводах.
Децибел относительно изотропного коэффициента усиления (дБи, dbi) — единица измерения коэффициента направленного действия антенны. Коэффициент направленного действия антенны определяется как отношение сигнала, контролируемого в одном максимальном направлении, к сигналу, контролируемому изотропной антенной ( гипотетической антенной, которая излучает одинаково во всех направлениях). dBi также отражает эффективность антенны при передаче или приеме сигналов.
Таким образом, дБ, дБм, дБи (db, dbm, dbi) являются относительными значениями, но у них есть два следующих различия:
ДБ(db) и дБи(dbi) используются для представления относительной интенсивности (усиления или потерь) радиоизлучения антенны, а дБм(dbm) используются для представления фактической мощности оборудования.
ДБ(db) - это относительное значение разницы в интенсивности излучения между двумя антеннами, а дБи(dbi) - это сравнение мощности радиосигнала антенны до и после усиления (или ориентации).
понятие поляризация
Направление поляризации - это направление колебаний поляризованной волны. Оно может быть любым: волна может колебаться вертикально, горизонтально или под определенным углом.
Существуют разные типы поляризации, в зависимости от того, как ведут себя направление колебаний электрического поля и его величина.
Существуют разные типы поляризации, в зависимости от того, как ведут себя направление колебаний электрического поля и его величина.
- Линейная поляризация.
- Круговая поляризация.
Круговая поляризация характеризуется вращением радиоволны во время её передачи.
Вращение может быть по часовой ст релке (правая поляризация, RHCP) или против часовой стрелки (левая поляризация, LHCP). При круговой, или циклической поляризации, поле вращается вокруг оси Х определённым циклом, или шагом, так, что в разных точках пространства или вертикальную, или горизонтальную поляризацию.
На приёме антенна должна быть такой же, что и на передаче. В противном случае, наш сигнал будет "выталкиваться".
Обычно правосторонняя используется на аналоговом видео, а левосторонняя - на цифровом:
3.виды связи управления, особенности и характеристики
Более подробно о технологии lora
Типы передатчиков (TX)
Технология обмена пакетами информации через радиосигнал построена на языке LoRA
- внутренние передатчики (internal RF)
- внешние передатчики (external RF)
Основные характеристики передатчиков (TX)
- рабочая частота передачи
- Мощность излучаемого сигнала
Режим ППРЧ
ППРЧ - псевдослучайная перестройка рабочей частоты.
Это технология, при которой и приёмник, и передатчик прыгают одновременно на частоту вверх и вниз по известному им алгоритму.
Принцип работы: передатчик и приёмник переключаются между несколькими частотами в соответствии с заранее определённым алгоритмом или ключом. Для правильной передачи данных передатчик и приёмник должны оставаться синхронизированными. Когда передатчик передаёт данные на определённой частоте, приёмник прослушивает их на той же частоте.
Это технология, при которой и приёмник, и передатчик прыгают одновременно на частоту вверх и вниз по известному им алгоритму.
Принцип работы: передатчик и приёмник переключаются между несколькими частотами в соответствии с заранее определённым алгоритмом или ключом. Для правильной передачи данных передатчик и приёмник должны оставаться синхронизированными. Когда передатчик передаёт данные на определённой частоте, приёмник прослушивает их на той же частоте.
При ППРЧ есть два критерия - скорость прыжков, и главная полоса, в которой БПЛА может это делать.
Некоторые преимущества ППРЧ в связи управления:
Помехоустойчивость. Поскольку частота передачи данных быстро меняется, устройствам, создающим помехи, сложно создавать постоянные помехи сигналу на всех частотах, что повышает устойчивость системы к помехам.
Защита от обнаружения. ППРЧ затрудняет захват и перехват сигнала связи злоумышленниками, поскольку частота сигнала постоянно меняется.
Некоторые преимущества ППРЧ в связи управления:
Помехоустойчивость. Поскольку частота передачи данных быстро меняется, устройствам, создающим помехи, сложно создавать постоянные помехи сигналу на всех частотах, что повышает устойчивость системы к помехам.
Защита от обнаружения. ППРЧ затрудняет захват и перехват сигнала связи злоумышленниками, поскольку частота сигнала постоянно меняется.
Некоторые преимущества ППРЧ в связи управления:
Помехоустойчивость. Поскольку частота передачи данных быстро меняется, устройствам, создающим помехи, сложно создавать постоянные помехи сигналу на всех частотах, что повышает устойчивость системы к помехам.
Защита от обнаружения. ППРЧ затрудняет захват и перехват сигнала связи злоумышленниками, поскольку частота сигнала постоянно меняется.
Помехоустойчивость. Поскольку частота передачи данных быстро меняется, устройствам, создающим помехи, сложно создавать постоянные помехи сигналу на всех частотах, что повышает устойчивость системы к помехам.
Защита от обнаружения. ППРЧ затрудняет захват и перехват сигнала связи злоумышленниками, поскольку частота сигнала постоянно меняется.
Что важно в ППРЧ?
TBS
(Team Blacksheep)
(Team Blacksheep)
- протокол управления CRSF (кросфаер)
- мощность передатчиков от 1-2 Вт, но возможно использовать "усилитель"
- закрытый исходный код
- частота управления 868/915 МГц
- имеет телеметрию
- связь не шифрованная
- небольшое количество каналов управления (8), имеет возможность расширения до 12 (включая основные - roll, yaw, throttle, pitch).
- отсутствие тех поддержки
- бесконечный failsafe
Итог
Бесперспективная связь как в плане инженерии, так и рабочей частоты в контексте РЭБ. Поставляется в войска на дронах ВТ-40 (Судоплатов, "Судный день")
3.1 основные виды связи управления
ELRS
(Express LRS)
(Express LRS)
- протокол управления CRSF (кросфаер")
- мощность передатчиков от 1-3 Вт, но присутствует возможность использования усилителя
- открытый исходный код
- базовые рабочие частоты 2,4 ГГц и 868/915 МГц
- возможность прошивки и смещения рабочей частоты (программно от 700-1000 МГц, и от 2100-2700 мГц)
- имеет телеметрию
- большое количество каналов управления (12), имеет возможность расширения до 16.
- так как система открытая, тем самым развивается каждый день
- связь не шифрованная
- failsafe ограничен 5 мин, без сторонних прошивок
Итог
Хорошее решение в плане инженерии и диапазона рабочих частот.
Огромным плюсом является то, что данная связь широко распространена в войсках, одна из причин этому - использование данной связи на дронах BT-40 (Судоплатов "Судный день")
Огромным плюсом является то, что данная связь широко распространена в войсках, одна из причин этому - использование данной связи на дронах BT-40 (Судоплатов "Судный день")
Альтернативные виды связи
- Гермес (перейти в телеграм канал)
В связи с развитием средств РЭБ, а с другой стороны развитием технологий связи, на фронте, появились команды разработчиков, которые начали создавать свои виды связи, отличные от стандарта ELRS.
На данном этапе можно выделить несколько производителей, которые себя прекрасно зарекомендовали "в полях"
- Гагаринг (перейти в телеграм канал)
- Сектор (перейти в телеграм канал)
- Протокол управления CRSF
- мощность передатчиков от 1-2 Вт, можно использователь усилители
- закрытый исходный код, но существует возможность настройки
- расширенный частотный диапазон, от 150-960 МГц
- отсутствует телеметрия
- тех поддержка присутствует, но ответы редкие и помощь не всегда качественная
- присутствует возможность работы в режиме MULTI BAND
- существуют приёмники diversity
- шифрованная связь
- наличие режима ППРЧ и возможность его настройки
- существует разработанные НСУ ретрансляторы, выносы и прочее оборудование
- большое количество брака
Также можно выделить команды
Связь "Кузнечик"
Связь "Гермес"
Связь "Радуга"
- также у них можно отметить шифратор аналогового сигнала МИРАЖ
- Протокол управления собственной разработки с ППРЧ, шифрованием и защитой от перехвата управления.
- мощность передатчиков от 1-2 Вт.
- Присутствует возможность работы в режиме MULTI BAND.
- Возможна реализация на основе этого режима принципа diversity.
- Физический уровень - LoRA с частотой пакетов 25ГЦ, обеспечивающий большую дальность и помехоустойчивость при сравнительно небольшой мощности передатчика.
- Отключение передачи при потере сигналов управления, что усложнит работу службы РЭР противника.
- Существует режим с пониженной частотой пакетов для наземной и водной техники.
- Есть возможность настройки ширины ППРЧ и разноса частот каналов под параметры используемых антенн, при этом генерация новой последовательности ППРЧ происходит при каждом включении передатчика.
- существует режим "подхват".
ИТОГ:
Данная команда оставляет о себе двоякое впечатление.Называть свой продукт полностью своей разработкой, но при этом использовать китайскую разработку в основе по меньшей мере странно. Цена на оборудование очень завышена,владея информацией сколько стоит китайский продукт на основе которого их связь. Связь рабочая имеющая много своих плюсов, но частые отказы и большое количество брака оставляет плохое впечатление в целом, учитывая ценник оборудования. Однако неоспаримым фактом остается то что где не летит ELRS Гермес может показать достойный результат
Данная команда оставляет о себе двоякое впечатление.Называть свой продукт полностью своей разработкой, но при этом использовать китайскую разработку в основе по меньшей мере странно. Цена на оборудование очень завышена,владея информацией сколько стоит китайский продукт на основе которого их связь. Связь рабочая имеющая много своих плюсов, но частые отказы и большое количество брака оставляет плохое впечатление в целом, учитывая ценник оборудования. Однако неоспаримым фактом остается то что где не летит ELRS Гермес может показать достойный результат
ИТОГ:
Очень и очень перспективная команда разработчиков, отличная и надежная связь. Много реализованных своих "фишек". 99% оборудования работает безотказно. Хорошая тех.поддержка и адекватная цена.
Очень и очень перспективная команда разработчиков, отличная и надежная связь. Много реализованных своих "фишек". 99% оборудования работает безотказно. Хорошая тех.поддержка и адекватная цена.
Что же это за показатели?
Значения RSSI и LQI являются важными индикаторами состояния связи в FPV-дронах. Их мониторинг не только обеспечивает безопасность полетов, но и способствует более качественному и эффективному управлению дроном. Пилоты, осознающие важность этих параметров, могут значительно снизить риски и повысить успешность своих полетов.
Знание текущих значений RSSI и LQI помогает пилоту заранее определить, когда связь начинает ухудшаться. Это позволяет принять решение о возвращении на базу или изменении маршрута, что снижает риск потери дрона. А при запуске дрона можно диагностировать неисправности, связанные с системой приема/передачи радиосигнала.
Знание текущих значений RSSI и LQI помогает пилоту заранее определить, когда связь начинает ухудшаться. Это позволяет принять решение о возвращении на базу или изменении маршрута, что снижает риск потери дрона. А при запуске дрона можно диагностировать неисправности, связанные с системой приема/передачи радиосигнала.
- RSSI - индикатор силы полученного сигнала (Received Signal Strength Indicator), это значение показывает, насколько "громко" принимается сигнал. RSSI должен быть выше уровня чувствительности, чтобы сигнал мог быть понят.Единицы измерения — дБм, значения начинаются с 0 и уменьшаются по мере снижения "громкости" (предел 130 дБм).
- LQI - индикатор качества связи (Link Quality Indicator), это значение показывает, насколько хорошо понимается передача, и в конечном итоге это является наиболее важным показателем. Единицы измерения — проценты, при этом 100% означает, что все пакеты данных принимаются, а 0% — что ни один пакет данных не принимается.
Чтобы понять как это все работает можно провести аналогию с двумя людьми в автобусе. Один человек это приемник а другой это передатчик. Когда один человек говорит - громкость его голоса это значение RSSI. Другой человек слушает и если несмотря на шум автобуса и других людей он слышит то о чем говорит ему первый человек то значит значение LQ - 100%. Он услышал каждое слово (каждый пакет данных дошел до приемника). Если в автобусе начинают ругаться и шуметь то собеседник может половину слов не услышать - значение LQ падает - 80% (Это может быть работает РЭБ или дрон залетает за препятствие или рельеф не ровный). Так же значение LQ может падать в зависимости от удаления от передатчика.
Значения качества связи и силы сигнала RSSI и LQ
Телеметрия - это данные, полученные с FPV дрона на передатчик с различных датчиков. Эти датчики могут быть встроены в приемник или полетный контроллер или могут быть отдельными датчиками, такими как GPS или магнитометр.
Высокое значение LQ (близкое к 100%) , высокое значение RSSI (близкое к -5 дБм) - это очень хороший показатель - связь отличная.
Низкое значение LQ (ниже 20%) , высокое значение RSSI (близкое к -5 дБм) - это значит что то глушит наши пакеты - возможно работает РЭБ.
Высокое значение LQ (близкое к 100%) , низкое значение RSSI (выше -70 дБм) - если дрон находится очень далеко это значит что скоро связь может отвалиться и пора бы подумать о возвращении обратно или найти цель. А если такие показатели возникают при запуске птички то нужно проверить исправность антенны.
Низкое значение LQ (ниже 20%) , низкое значение RSSI (выше -70 дБм) - требуется возврат домой, птичка далеко и возможно пропадание сигнала RXLOST.
Низкое значение LQ (ниже 20%) , высокое значение RSSI (близкое к -5 дБм) - это значит что то глушит наши пакеты - возможно работает РЭБ.
Высокое значение LQ (близкое к 100%) , низкое значение RSSI (выше -70 дБм) - если дрон находится очень далеко это значит что скоро связь может отвалиться и пора бы подумать о возвращении обратно или найти цель. А если такие показатели возникают при запуске птички то нужно проверить исправность антенны.
Низкое значение LQ (ниже 20%) , низкое значение RSSI (выше -70 дБм) - требуется возврат домой, птичка далеко и возможно пропадание сигнала RXLOST.
устройство видео связи, волновые свойства. Частотные диапазоны, их особености и характеристики.
В fpv технологии для реализации видеосвязи применяются два вида диапазонов частот, каждый из которых обладает своими свойствами и особенностями.
При этом, оба диапазона обладают ультракороткими волнами (УКВ).
К ультракоротким волнам относятся волны с частотой более 30 мГц.
Данные волны не отражаются ионосферой (проходят сквозь) и следовательно, для них распространение пространственными волнами невозможно. Так как эти волны сильно поглощаются поверхностью земли, то дальность волн УКВ диапазонов поверхностными волнами крайне ограничена.
В данных диапазонах распространение возможно лишь прямыми волнами и волнами, отражёнными от поверхности земли.
При этом, оба диапазона обладают ультракороткими волнами (УКВ).
К ультракоротким волнам относятся волны с частотой более 30 мГц.
Данные волны не отражаются ионосферой (проходят сквозь) и следовательно, для них распространение пространственными волнами невозможно. Так как эти волны сильно поглощаются поверхностью земли, то дальность волн УКВ диапазонов поверхностными волнами крайне ограничена.
В данных диапазонах распространение возможно лишь прямыми волнами и волнами, отражёнными от поверхности земли.
Ультравысокий диапазон частот (дециметровые волны)
В зоне СВО применяются VTX (VRX) в этом диапазоне, такие как:
Частоты от 300 мГц (0,3 гГц) до 3 гГц, длина волны у которых от 1 м до 1 дм
4.
Диапазон от 1080 мГц до 1360 мГц (расширенный до 1400 мГц)
- 1,2/1,3 G (1,2/1,3 гГц)
Модельный ряд очень большой с мощностями до 10 ВТ
Диапазон был широко распространён на начальном этапе появления fpv компетенций в наших войсках, благодаря тому, что большинство дронов ВТ-40 "Судный день" шли с такими передатчиками.
Особенностями данного диапазона являются хорошие "пробивные" свойства волны, при этом выдавая стабильную картинку не самого хорошего качества.
Но учитывая, что антенны на дрон выдавались только на 3 частоты из 9 возможных каналов и 90% дронов выпускалось на эти частоты, всё это привело к тому, что противник адаптировался и насытил средствами РЭБ ЛБС на эти частоты, и в целом на весь диапазон.
В виду всего, сейчас данный диапазон практически отсутствует, но зато сейчас данный диапазон актуален на "тележках" и робоплатформах.
Диапазон был широко распространён на начальном этапе появления fpv компетенций в наших войсках, благодаря тому, что большинство дронов ВТ-40 "Судный день" шли с такими передатчиками.
Особенностями данного диапазона являются хорошие "пробивные" свойства волны, при этом выдавая стабильную картинку не самого хорошего качества.
Но учитывая, что антенны на дрон выдавались только на 3 частоты из 9 возможных каналов и 90% дронов выпускалось на эти частоты, всё это привело к тому, что противник адаптировался и насытил средствами РЭБ ЛБС на эти частоты, и в целом на весь диапазон.
В виду всего, сейчас данный диапазон практически отсутствует, но зато сейчас данный диапазон актуален на "тележках" и робоплатформах.
- 1,5 G ( 1,5 гГц)
Диапазон от 1400 мГц до 1700 мГц
Модельный ряд представлен несколькими вариантами с мощностью 1,5 - 2 Вт.
Диапазон на данном этапе второй после 5,8 гГц оп популярности в войсках, одной из главных причин этому является поставка дронов ВТ-40 с такими видеопередатчиками.
Так же, как и частотный диапазон 1,2 гГц, этот диапазон обладает хорошими "пробивными" свойствами, что позволяет работать в условиях не только прямой видимости, но и через лесопосадки умеренной плотности насаждений.
Наличие средств РЭБ противника на данную частоту невелико, в отличие от 1,2 ГгЦ.
Так же, как и диапазон 1,2 гГц, его можно использовать успешно на наземных дронах.
Диапазон на данном этапе второй после 5,8 гГц оп популярности в войсках, одной из главных причин этому является поставка дронов ВТ-40 с такими видеопередатчиками.
Так же, как и частотный диапазон 1,2 гГц, этот диапазон обладает хорошими "пробивными" свойствами, что позволяет работать в условиях не только прямой видимости, но и через лесопосадки умеренной плотности насаждений.
Наличие средств РЭБ противника на данную частоту невелико, в отличие от 1,2 ГгЦ.
Так же, как и диапазон 1,2 гГц, его можно использовать успешно на наземных дронах.
Сверхвысокий диапазон частот (сантиметровые волны)
Диапазон от 3300 мГц до 3500 мГц
Модельный ряд с каждым днём расширяется, мощности моделей доходят до 4 вТ.
На данном этапе это лучшее решение для дронов.Это утверждение складывается из двух факторов.
Применение данной частоты на наземных дронах, ввиду свойств волны, будет неэффективным, так как для построения устойчивой связи антенны на приёмнике нужно поднимать на достаточную высоту.
Модельный ряд с каждым днём расширяется, мощности моделей доходят до 4 вТ.
На данном этапе это лучшее решение для дронов.Это утверждение складывается из двух факторов.
- Во-первых, частота новая и крайне редкая, что позволяет легко обходить имеющиеся средства РЭБ противника.
- Во-вторых, ввиду более низкой частоты, она является менее капризной по своим "пробивным" способностям, чем диапазон 4,9 (5,8) G.
Применение данной частоты на наземных дронах, ввиду свойств волны, будет неэффективным, так как для построения устойчивой связи антенны на приёмнике нужно поднимать на достаточную высоту.
В зоне СВО применяются VTX (VRX) в этом диапазоне, такие как:
- 3,3 G ( 3,3 гГц)
Частоты от 3 гГц до 30 гГц, длина волны у которых от 1 дм (10 см) до 1 см
- 5,8 G ( 5,8 гГц)
Частота от 5,3 гГц до 5,9 гГц
Модельный ряд огромен, мощности моделей доходят до 18 вТ. Это отличное решение для выполнения боевых и не только задач, в пределах прямой видимости.
Частота появилась именно с появлением технологии fpv. данный диапазон имеет как большой плюс, так и не менее большой минус.
С каждым днём всё больше поставляется дронов ВТ-40 "Судный день", что является ещё одним дополнительным плюсом операторам "в полях".
Частота появилась именно с появлением технологии fpv. данный диапазон имеет как большой плюс, так и не менее большой минус.
- Плюс заключается в том, что большинство дронов противника летает на этом диапазоне, что сказывается на прохождении дронов вглубь территории противника и решении поставленной задачи.
- Огромный минус этого диапазона - пробивные свойства частоты, они намного меньше, чем, допустим, диапазон 1,2/1,3 гГц. И если 1,2/1,3 гГц легко пробивает лесополосу, то для 5,8 гГц это может стать проблемой.
С каждым днём всё больше поставляется дронов ВТ-40 "Судный день", что является ещё одним дополнительным плюсом операторам "в полях".
5,8 G
48 CH
48 CH
- 4,9 (6,2) G ( 4,9 (6,2) ГГц)
Модельный ряд с каждым днём увеличивается, мощность моделей доходит до 18 ВТ. Это решение является развитием диапазона 5,8 ГГц. По своим свойствам данный диапазон очень схож с диапазоном 5,8 ГГц, за тем исключением, что противник его использует редко.
Так же появились специальные прошивки backpack и специальный софт, который позволяет прыгать по каналам видео передатчика во всем диапазоне от 4900 до 5950 МГц, что является отличным способом борьбы (противодействий) в случае применения средств РЭБ на частоты видео.
Свойства волны имеет всё те же минусы. Поэтому вывод - использование данного диапазона, хотя и является альтернативой диапазону 5,8 ГГц и в некоторых случаях может быть успешно применено, но при этом не является какой-то "палочкой выручалочкой". Но при этом списывать возможности этого диапазона не нужно, при всём вышесказанном, он является хорошим дополнением к диапазону 5,8 ГГц.
Так же появились специальные прошивки backpack и специальный софт, который позволяет прыгать по каналам видео передатчика во всем диапазоне от 4900 до 5950 МГц, что является отличным способом борьбы (противодействий) в случае применения средств РЭБ на частоты видео.
Свойства волны имеет всё те же минусы. Поэтому вывод - использование данного диапазона, хотя и является альтернативой диапазону 5,8 ГГц и в некоторых случаях может быть успешно применено, но при этом не является какой-то "палочкой выручалочкой". Но при этом списывать возможности этого диапазона не нужно, при всём вышесказанном, он является хорошим дополнением к диапазону 5,8 ГГц.
Управление
5. умение определять по внешним признакам технические характеристики и характеристики связи.
Связь управления TBS
Связь управления ERLS
Приёмник типа diversity встречается часто
отсутствуют PWM контакты
Видео
Разберём все виды подробно
По внешним признакам иногда только можно определить уверенно, в каком частотном диапазоне работает видеопередатчик.
Главной задачей остаётся уверенно определять, и, соответственно, различать цифровые видеопередатчики от аналоговых.
Главной задачей остаётся уверенно определять, и, соответственно, различать цифровые видеопередатчики от аналоговых.
Если передатчик цифровой, то мы уверенно можем сказать, что система работает в диапазоне 5,8 гГц, так как цифровое видео пока только работает в этом диапазоне, и все производители предлагают свои решения.
Основными моментами определения диапазона аналогового видео является антенна.
Всё же иногда можно определить частотный диапазон аналогового видеопередатчика, в этом нам могут помочь антенны, установленные на них. Но чаще всего, только подключение дрона может уверенно показать тот или иной диапазон
Дециметровые волны Диапазон 1,2/1,3 гГц
Тип V-образные антенны
Антенны типа "патч"
Тип Geprc Soma
-/-/-
-/-/-
Тип V-образные антенны
Антенны типа "патч"
Антенны типа "клевер"
Тип антенны lollipop
Сантиметровые волны Диапазон 3,3 гГц
Сантиметровые волны Диапазон 4,9 (6,2) гГц
Тип антенны lollipop
Антенны типа "клевер"
Антенны типа "патч"
Антенны типа AKK Diamond
Антенна Foxeer, типа pagoda
Антенны дисковые типа Cherry
-/-/-
-/-/-
Антенны типа "патч"
Дециметровые волны Диапазон 1,5 гГц
Тип V-образная антенна
Усиление ~ 2dbi
Поляризация комбинированная, диаграмма направленности скорее круговая
Частотный диапазон 1080-1320 мГц; 3100-3600мГц
Поляризация комбинированная, диаграмма направленности скорее круговая
Частотный диапазон 1080-1320 мГц; 3100-3600мГц
Тип Geprs Soma
Усиление ~ 2dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 1160-1360 мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 1160-1360 мГц
Антенны типа "патч"
Усиление ~ ?
Поляризация комбинированная, диаграмма направленности скорее направленная
Частотный диапазон 1000-1700 мГц; 2300-2600 мГц; 3000-3850мГц; 4900-6200 мГц
Поляризация комбинированная, диаграмма направленности скорее направленная
Частотный диапазон 1000-1700 мГц; 2300-2600 мГц; 3000-3850мГц; 4900-6200 мГц
Антенны типа "клевер"
Усиление ~ 2-3 dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 2300-2600 мГц; 3000-3850мГц; 4900-6200 мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 2300-2600 мГц; 3000-3850мГц; 4900-6200 мГц
Тип антенн "lollipop"
Усиление ~ 1,5-1,5 dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 5300-5950 мГц; 3100-3600мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 5300-5950 мГц; 3100-3600мГц
Тип антенн Foxeer, тип pagoda
Усиление ~ 3 dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 5500-6000 мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 5500-6000 мГц
Антенны типа AKK Diamond
Усиление 6 dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 4900-6060 мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 4900-6060 мГц
Антенны дисковые типа Cherry
Усиление ~ 1,2 - 1,5 dbi
Поляризация круговая
Частотный диапазон 4900-5900 мГц
Поляризация круговая
Частотный диапазон 4900-5900 мГц
АКБ батареи и зарядные устройства.
Последовательное подключение ячеек ("банок") увеличивает напряжение сборки (сборки батарей).
На FPV дронах 7-10 дюймов применимы батареи 4S и выше (в зависимости от поддержки регулятора оборотов), современные регуляторы поддерживают напряжение 6S (22,2 V) и 8S (29,6 V)
Типы применяемых батарей
6.
Параллельное подключение ячеек ("банок") увеличивает ёмкость сборки (сборки батарей).
- Литий-полимерные АКБ (Li-po, LiPo, Lipolimer)
- Литий-ионные АКБ (Li-ion)
- Литий-полимерные АКБ высокой отдачи (LiHV)
Рассмотрим подробно каждый из типов батарей
Строение
Обозначения
Плюсы Li-po АКБ
Минусы Li-po АКБ
- Литий-полимерная батарея (Li-po, LiPo, Lipolimer)
Литий-полимерные батареи имеют высокую плотность хранения энергии, высокую скорость разряда и относительно малый вес, что делает их отличным кандидатом для питания квадрокоптеров.
- Стойкость к пиковым перегрузкам, вибрациям, сжатию
- Низкое внутреннее сопротивление (увеличивается в зависимости от износа АКБ)
- Высокая удельная энергоёмкость
- Невыраженный эффект памяти
- Стабильное напряжение в процессе разряда
- Более 500 циклов и выше
- Высокая цена
- Временное снижение ёмкости на морозе
- Старение и естественная деградация (20% ёмкости за 1,5 года активной работы)
- С - рейтинг (коэффициент токоотдачи)
Скорость разряда указывается коэффициентом С.
Данный коэффициент показывает нам теоретически максимально безопасный постоянный ток непрерывного разряда батареи, MAX ток, который отдаст АКБ.
Так же данный параметр даёт нам понять, на сколько наш дрон будет более податлив к газу, т.е. чем больше значение этого коэффициента, тем быстрее дрон будет развивать свой максимальный лётный потенциал и будет более динамичным.
При этом, чем больше значение этого коэффициента, тем тяжелее батарея, из чего следует, что данный параметр не должен превышать требуемый, он часто не даст значительного улучшения в производительности, а лишь добавит дополнительный вес, который напрямую влияет на дальность полёта.
Данный коэффициент показывает нам теоретически максимально безопасный постоянный ток непрерывного разряда батареи, MAX ток, который отдаст АКБ.
Так же данный параметр даёт нам понять, на сколько наш дрон будет более податлив к газу, т.е. чем больше значение этого коэффициента, тем быстрее дрон будет развивать свой максимальный лётный потенциал и будет более динамичным.
При этом, чем больше значение этого коэффициента, тем тяжелее батарея, из чего следует, что данный параметр не должен превышать требуемый, он часто не даст значительного улучшения в производительности, а лишь добавит дополнительный вес, который напрямую влияет на дальность полёта.
Макс ток непрерывного разряда
коэффициент токоотдачи или С-рейтинг
Ёмкость/1000
*
=
Напряжение минимального заряда 3,7 V / S
Напряжение максимального заряда 4,2 V / S
Напряжение заряда хранения 3,85 V / S
Напряжение состояния "камикадзе" 3,3 V / S
Напряжение разряженного АКБ < 3,65 V / S
Напряжение глубокого разряда АКБ < 3 V / S
Напряжение максимального заряда 4,2 V / S
Напряжение заряда хранения 3,85 V / S
Напряжение состояния "камикадзе" 3,3 V / S
Напряжение разряженного АКБ < 3,65 V / S
Напряжение глубокого разряда АКБ < 3 V / S
Подбор тока заряда определяется по специальному коэффициенты, который указывается на батареях и обычно он составляет 1 к ёмкости всей батареи, но советуется использовать другой принцип (если мы не торопимся)
1) Ток заряда должен быть больше половины ёмкости
2) Ток заряда = 75 - 85% от ёмкости всей батареи.
Дозарядка аккумулятора не советуется.
1) Ток заряда должен быть больше половины ёмкости
2) Ток заряда = 75 - 85% от ёмкости всей батареи.
Дозарядка аккумулятора не советуется.
Основные пороговые значения напряжений li-po АКБ
Зарядка Li-po АКБ
- Литий-полимерные батареи высокой отдачи (LiHV)
Это разновидность обычной литий-полимерной батареи, где аббревиатура HV означает "High Voltage" (высокое напряжение).
Данный тип батарей наиболее подходит для соревнований, так как обеспечивает большую динамичность дрону. Отличительная особенность их от обычных Li-Po в том, что они при одинаковой ёмкости меньше и легче, а также аккумуляторы LiHV обладают бОльшей энергоёмкостью и меньшим провалом напряжения на элемент, по сравнению с обычными Li-Po.
Данный тип батарей наиболее подходит для соревнований, так как обеспечивает большую динамичность дрону. Отличительная особенность их от обычных Li-Po в том, что они при одинаковой ёмкости меньше и легче, а также аккумуляторы LiHV обладают бОльшей энергоёмкостью и меньшим провалом напряжения на элемент, по сравнению с обычными Li-Po.
Напряжение минимального заряда 3,8 V / S
Напряжение максимального заряда 4,35 V / S
Напряжение заряда хранения 3,95 V / S
Напряжение состояния "камикадзе" 3,3 V / S
Напряжение разряженного АКБ < 3,75 V / S
Напряжение глубокого разряда АКБ > 3 V / S
Напряжение максимального заряда 4,35 V / S
Напряжение заряда хранения 3,95 V / S
Напряжение состояния "камикадзе" 3,3 V / S
Напряжение разряженного АКБ < 3,75 V / S
Напряжение глубокого разряда АКБ > 3 V / S
Ток заряда батареи LiHV также, как у стандартной Li-Po, определяется по специальному коэффициенту, который указывается на батареях редко, и обычно составляет 1 к ёмкости всей батареи. Такой ток мы выбираем в случаях, когда очень торопимся, когда же время позволяет, то советуется всё-таки использовать меньший ток, 85%-90? от ёмкости
- Литий-ионовые батареи (Li-ion)
Данный тип батарей, пожалуй, наиболее распространён среди всех за счёт своей универсальности, небольшого веса (в сравнении с Li-Po батареями существенно заметно), несущественного процента саморазряда и относительной неприхотливости в обслуживании. Так же, благодаря распространённости, данный тип батарей имеет максимально низкую себестоимость, благодаря этому, можно собирать максимально энергоёмкое АКБ в несколько раз дешевле от цены больших Li-Po АКБ.
При этом, нужно при выборе Li-ion ячеек, обязательно внимательно подойти к этому вопросу, использовать только проверенных и качественных производителей (SAMSUNG, molicel, eveEnergy) в виду того, что рынок наполнен крайне некачественными аналогами
При этом, нужно при выборе Li-ion ячеек, обязательно внимательно подойти к этому вопросу, использовать только проверенных и качественных производителей (SAMSUNG, molicel, eveEnergy) в виду того, что рынок наполнен крайне некачественными аналогами
Литий-ионные аккумуляторные батареи обладают более высокой энергетической плотностью по сравнению с Li-Po батареями, что означает, что они хранят больше энергии в единице веса. Это приводит к более длительному времени полёта для дронов FPV дальнего радиуса действия. При сравнении батарей одинакового размера Li-ion имеет примерно вдвое бОльшую ёмкость, чем Li-Po.
Литий-ионные батареи обычно имеют меньшую скорость разряда по сравнению с Li-Po-батареями. Это означает, что они могут обеспечить высокий ток, необходимы для сверхактивного и высокопроизводительного полёта. Хотя Li-ion батареи не являются популярным выбором для фристайла и гонок, но они отлично подходят для дальнего радиуса действия, где не требуется большой ток.
Недостатками же данных батарей являются, в первую очередь, заметно выраженный эффект памяти и срок службы, который не столько зависит от циклов эксплуатации, сколько просто от времени. С его течением батарея теряет ёмкость независимо от того, как часто она заряжается и разряжается. Плюс, заметное ухудшение работы при минусовых температурах. Так же большие температуры тоже негативно влияют на характеристики Li-ion батарей.
Литий-ионные батареи обычно имеют меньшую скорость разряда по сравнению с Li-Po-батареями. Это означает, что они могут обеспечить высокий ток, необходимы для сверхактивного и высокопроизводительного полёта. Хотя Li-ion батареи не являются популярным выбором для фристайла и гонок, но они отлично подходят для дальнего радиуса действия, где не требуется большой ток.
Недостатками же данных батарей являются, в первую очередь, заметно выраженный эффект памяти и срок службы, который не столько зависит от циклов эксплуатации, сколько просто от времени. С его течением батарея теряет ёмкость независимо от того, как часто она заряжается и разряжается. Плюс, заметное ухудшение работы при минусовых температурах. Так же большие температуры тоже негативно влияют на характеристики Li-ion батарей.
Маркировка Li-ion АКБ с общими характеристиками
Параметр
Материал катода
LiCoO2
LiMn2O4
Li(NiCoMn)O2
LiFePO4
25 С, кратковр. до 400
1-2 С
4-10 С
1С
Предельные токи разряда
Циклический ресурс
до 700 циклов
до 700 циклов
до 1000 циклов
более 2000 циклов
2-3,65 В
2,5-4,2(25) В
2,2-4,2(25) В
2,5-4,15 В
Диапазон напряжений
Номинальное напряжение
3,6-3,7 В
3,7-3,8 В
3,6-3,7 В
3,2-3,3 В
ICR
Иногда встречается нетипичная буквенная маркировка литий-ионных аккумуляторов NCR и NCA. Это Li-ion ячейки с никелем, кобальтом и изолятором из оксида алюминия. По типу химии они схожи с моделями типа INR, но вместо марганца содержат алюминий - Li(NiCoAl)O2.
У данных АКБ большой модельный ряд типоразмеров.
Наиболее подходящие типоразмеры 18650 и 21700.
Обозначение на примере:
Наиболее подходящие типоразмеры 18650 и 21700.
Обозначение на примере:
IMR
INR
IFR
18650
18 мм диаметр
65 мм длина ячейки
Если Li-ion аКкумулятор заряжать очень большим током, то АКБ будет сильно нагреваться. Как известно, при сильном нагреве характеристики аккумулятора постепенно ухудшаются. И чем сильнее нагрев, тем быстрее будет происходить ухудшение характеристик (увеличение внутреннего сопротивления, снижение ёмкости и т.д.)
Все Li-ion аккумуляторы намного хуже переносят нагрев именно при заряде, чем при разрядке. Поэтому общая рекомендация - не допускать нагрева Li-ion АКБ при заряде выше, чем +35 - =40 градусов.
Высокотоковые модели Li-ion аккумуляторов переносят нагрев при заряде лучше, чем низкотоковые, поэтому они вполне безболезненно переносят температуру уже до +40 - +45 градусов.
Все Li-ion аккумуляторы намного хуже переносят нагрев именно при заряде, чем при разрядке. Поэтому общая рекомендация - не допускать нагрева Li-ion АКБ при заряде выше, чем +35 - =40 градусов.
Высокотоковые модели Li-ion аккумуляторов переносят нагрев при заряде лучше, чем низкотоковые, поэтому они вполне безболезненно переносят температуру уже до +40 - +45 градусов.
Каким током заряжать Li-ion аккумуляторы 18650 и 21700
Ниже в таблице представлены значения токов заряда для некоторых моделей Li-ion аккумуляторов формата 18650 и 21700.
Эти данные взяты из официальной технической документации производителей (datasheet).
Стандартный ток заряда - это величина тока, которым производитель рекомендует заряжать аккумулятор. При заряде таким током не происходит нагрева аккумулятора выше допустимого, и ухудшения его характеристик. После заряда этим током, аккумулятор отдаст заявленную ёмкость при разряде (при увеличении тока заряда отдаваемая ёмкость немного уменьшится).И указанное в datasheet количество циклов заряд-разряд аккумулятор отработает при условии не превышения этого значения тока заряда.
Одним словом, стандартный ток заряда - это рекомендованная производителем величина тока заряда
Эти данные взяты из официальной технической документации производителей (datasheet).
Стандартный ток заряда - это величина тока, которым производитель рекомендует заряжать аккумулятор. При заряде таким током не происходит нагрева аккумулятора выше допустимого, и ухудшения его характеристик. После заряда этим током, аккумулятор отдаст заявленную ёмкость при разряде (при увеличении тока заряда отдаваемая ёмкость немного уменьшится).И указанное в datasheet количество циклов заряд-разряд аккумулятор отработает при условии не превышения этого значения тока заряда.
Одним словом, стандартный ток заряда - это рекомендованная производителем величина тока заряда
Как можно увидеть из таблицы, почти для всех низкотоковых моделей Li-ion аккумуляторов стандартный ток заряда составляет 0,5 С (С - это ёмкость аккумулятора).
У высокотоковых моделей 18650 и 21700 стандартный ток заряда от 0,5 С до 1 С. Больший рекомендованный ток заряда связан с меньшим внутренним сопротивлением высокотоковых аккумуляторов и с лучшей переносимостью нагрева при заряде.
В принципе, оба этих фактора связаны друг с другом.
Если обобщить всё вышесказанное, то главный принцип - чтобы аккумуляторы при зарядке сильно не нагревались, т.е. были чуть тёплыми. Это существенно продлит срок их службы. Уменьшать ток заряда никакого смысла не имеет. Срок службы аккумулятора это не продлит абсолютно. Также есть мнение, что зарядка малыми токами даже вредна.
У высокотоковых моделей 18650 и 21700 стандартный ток заряда от 0,5 С до 1 С. Больший рекомендованный ток заряда связан с меньшим внутренним сопротивлением высокотоковых аккумуляторов и с лучшей переносимостью нагрева при заряде.
В принципе, оба этих фактора связаны друг с другом.
Если обобщить всё вышесказанное, то главный принцип - чтобы аккумуляторы при зарядке сильно не нагревались, т.е. были чуть тёплыми. Это существенно продлит срок их службы. Уменьшать ток заряда никакого смысла не имеет. Срок службы аккумулятора это не продлит абсолютно. Также есть мнение, что зарядка малыми токами даже вредна.
Данные для Li-ion. Такой режим заряда способствует развитию дендритов в структуре аккумулятора.
Допускается дозарядка аккумулятора, в отличие от литий-полимерных батарей.
Допускается дозарядка аккумулятора, в отличие от литий-полимерных батарей.
Внутреннее сопротивление (IR - internal resistance) определяет качество батареи. Чем ниже значение, тем лучше. Более высокое внутреннее сопротивление уменьшает максимальный ток, выдаваемый АКБ, и увеличивает момент просадки напряжения.
В результате большая часть энергии расходуется впустую, высвобождаясь в виде тепла, что в итоге способствует перегреву АКБ.
В результате большая часть энергии расходуется впустую, высвобождаясь в виде тепла, что в итоге способствует перегреву АКБ.
- Внутреннее сопротивление батареи увеличивается в ходе эксплуатации, а сам процесс неизбежен и необратим.
- Значение IR будет разным для каждой отдельно взятой банки батареи. Самое высокое значение и будет ограничивать её эффективность.
- Большой разброс между значениями каждой банки указывает на её плохое состояние, а наименьший - на хорошее. Разница в 2 или 3 раза является значительной.
- Данный параметр измеряется. Значение сопротивления для разных типов АКБ разное, оно может варьироваться от срока службы и от качества продукта.
Внутреннее сопротивление
- Содержание
- 1.Строение дрона. принципы работы
- 2.Основные характеристики антенн. Понятие поляризация
- 3.Виды связи управления, особенности и характеристики
- 4.Устройство видео связи, волновые свойства
- 5. Умение определять по внешним признакам тех. характеристики и характеристики связи.
- 6. АКБ батареи и зарядные устройства.
