Видеопередатчики

Видео передатчики - самая важная часть видеосистем для полётов по FPV ("first person view" вид от первого лица - позволяет реализовать полёт, заплыв или поездку на радиомодели, как бы находясь на её борту) и обзорных камер на борту радиомоделей. От того, какими характеристиками обладает радиопередатчик видео зависит многое, включая то, насколько быстро будет передаваться изображение и звук с модели, насколько качественным оно будет и как далеко можно с этим всем улететь (или уехать). О какой FPV передатчик лучше купить для своих целей, а также почему профессиональные пилоты до сих пор предпочитают аналоговые видеосистемы, разберём ниже.

Какие бывают видеопередатчики?

Все радиопередатчики видеосигнала разделяются по типу видеовхода и методике передачи видеосигнала. Аналоговые видеопередатчики используют на вход композитный видеосигнал (привычный желтый тюльпан), его же без особых изменений (частоты на которых передаётся звук и видео раздвигают на 5,5/6,5 МГц друг от друга) передают в эфир в частотной модуляции. Преобразование это имеет аналоговую природу и практически не затрачивает времени. В приёмнике это разделение тоже не затрачивает времени, т.к.приём звука работает на своей частоте, а приём видео на своей и делают это параллельно. Таким образом задержки, которые возникают при передаче изображения формируются в подавляющем виде за счёт камеры и дисплея. В сравнении с аналоговыми, цифровые видеосистемы позволяют при той же полосе радиочастот передавать намного более детальное изображение. Достигается это за счёт специализированных алгоритмов сжатия, таких же как и те, что используются в видеокодеках. Но это имеет свою цену. Для сравнения: полноцветное изображение FullHD 60кадров в секунду без сжатия требует скорость передачи данных в 2,7 гигабайта в секунду. Если использовать относительно быстрые алгоритмы сжатия без потерь, необходимо около 370 мегабайт в секунду. Если же использовать алгоритмы сжатия видео с потерями, такие как MJPEG или X.264, то можно вложиться приблизительно 20-40 мегабит на секунду (2,5-5 МБ/с), что уже позволит передать его через радиоканал 5 или 5,8 ГГц (где полоса на один канал до 60 МГц, с учётом служебной информации). Факт в том, что для всех этих преобразований нужно время, вычислительные мощности и энергия, чего на авиамоделях сложно сыскать. На момент написания статьи самые быстрые наборы аналоговых FPV-видеосистем имеют задержку всего в 15-17 миллисекунд, в отличие от цифровых, где задержка варьируется от 40 до 500 мс. Не говоря уже о потреблении энергии: при равных условиях времени, мощности и дальности радиопередачи набортный комплект из аналоговой камеры и видеопередатчика будет потреблять 1,2-1,5 Вт, а цифровая система 4-9 Вт. По этим причинам FPV-гонщики, фристайлеры и пилоты 3D-акробатики используют для своего самолета или квадрокоптера именно аналоговые видеосистемы, где каждая лишняя миллисекунда задержки это шанс проиграть гонку или влететь в препятствие на огромной скорости.

1,2ГГц 2,4 ГГц или 5,8 ГГц - какой диапазон выбрать?

В зависимости от радиочастотного диапазона зависит дальность связи и детальность картинки при той же излучаемой мощности передатчика. Для дальнобойного видеолинка (3 и более км) стоит применять диапазон 1,2 ГГц, однако разрешение камеры придётся выбирать пониже, из-за того, что при избыточном TVL часть информации просто будет теряться, т.к.из-за слишком высокой частоты попросту не влезет в канал. Это может проявиться в артефактах цветности или переходе отображения дисплеем на чёрно-белый режим. Также надо учесть, что чем ниже частота передачи, тем больше антенна. И если на наземной станции большую антенну можно просто поставить на штатив, то корректно расположить большую антенну на авиамодели будет намного сложнее. Зачастую видео передатчик на квадрокоптеры ставят на 5,8 ГГц, позволяющие ставить более компактные антенны, и камеры с разрешением вплоть до 1200 TVL и летать на расстояниях менее 1,5-2 км. Для расстояний от 1 до 5 км можно использовать диапазон 2,4 ГГц, однако при этом нельзя использовать пульты радиоуправления 2,4 ГГц - видеопередатчик будет забивать приёмник на радиомодели и она просто не будет слышать пульт.

Мощность и дальность

В плане мощности - всё просто. Чем мощнее передатчик, тем дальнобойнее связь. Главное знать, что при прочих равных (те же антенны, условия и прочее) увеличение мощности в четыре раза поднимает дальность всего в два раза! Увеличивать мощность бесконечно не получится, т.к.растёт расход энергии (передатчик потребляет вдвое больше, чем излучает в эфир). Для расстояний прямой видимости на диапазоне 5,8 ГГц при хорошей антенне хватает передатчиков с мощностью 25-200 мВт, на мощности 600мВт можно улететь на 500-800м. С передатчиком на 1,5-2 Вт можно спокойно улететь на километр-полтора и более.

Функциональность решает выбор

Сам по себе видеопередатчик это довольно простое и глупое устройство с одной единственной задачей: получить видеосигнал и передать его в эфир. Однако благодаря современным технологиям видеосистемы не только уменьшили в размерах, но и получили множество удобств, которые облегчают жизнь пилотам и техникам моделей. Ниже прилагаем самые распространённые из них.

• Регулировка мощности. Позволяет убавить мощность при пилотировании на относительно небольших расстояниях, а заодно сэкономить заряд батареи.
• PitMode - режим сверхнизкой мощности (единицы мВт). Используется для настройки модели и проверки работоспособности видеопередатчика без его существенного нагрева, передавая видео на расстояние всего нескольких метров.
• SmartAudio - поддержка настройки видеопередатчика с полётного контроллера или пульта радиоуправления. Дополнительное удобство в виде возможности удалённой настройки видеопередатчика, а также позволяет сделать преднастройки, которые полезны в ситуации, когда на частоте видеоканала появляется помеха, а модель в это время в воздухе. Смена канала на свободный ограничивается переключением тумблера.
• Антенный тюнер. Имеет широкий функционал призванный улучшить согласование антенны с передатчиком и повышение эффективности видеосвязи. Также позволяет передатчику автоматически снизить мощность при повреждении антенны и не сгореть.

Как улучшить видеосвязь или "почему я ничего не вижу"?

Самый главный усилитель видеосвязи это правильно подобранные антенны. Основным ориентиром по характеристикам для выбора антенн является рабочий диапазон (должен совпадать с передатчиком и приёмником), поляризация и коэффициент усиления.

Как правило видеопередатчики и видеоприемники из коробки комплектуются штыревой антенной. Она не плоха в плане излучения, но ограниченная в усилении сигнала и направленности. Штыревые или "дипольные" антенны хорошо работают при условии, что ось антенны передатчика и ось антенны приёмника параллельны. В основном на моделях используют антенны с круговой поляризацией, которые позволяют не терять сигнал при движении радиомодели или пульта. Но они больше применимы для ближних связей из-за того, что излучают во все стороны сразу.

Также при необходимости увеличения дальности связи пилоты приходят к следующей комбинации: антенна с круговой диаграммой направленности на передатчике, и направленные антенны, с большим усилением на приёмнике. Более серьёзным и качественным вариантом приёма видео является антенная станция слежения, которая самостоятельно "прицеливается" на модель и с помощью очень чутких и узконаправленных антенн позволяет улететь в разы дальше чем просто с хорошими антеннами, стоящими на приёмнике в шлеме пилота.

Меры безопасности

Не стоит забывать, что при всей своей кажущейся простоте видеопередатчик, это устройство излучающее радиоволны. Которое не будет терпеть небрежного обращения. Ниже предложены простые правила, которые позволят использовать их без проблем:

• Без антенны не включать! Большинство видеопередатчиков от такого просто сгорит моментально и ремонту не подлежит.
• За антенну не хватать! Можно получить ожог от высокочастотного тока, который пойдёт по коже и опять же для передатчика это сродни короткому замыканию антенны - он сгорит.
• Не находиться возле мощных передатчиков! Повышенная концентрация радиоволн длительное время никому здоровья не добавляет. Если радиопередатчик 2,4 ГГц в пульте выдаёт не более 20-100 мВт, то видеопередатчик 5,8 ГГц на 1500мВт может при близком нахождении продолжительное время вызвать ухудшение самочувствия.
• Металлические корпус и открытые части включенного передатчика не трогать! Во-первых так можно замкнуть антенну и спалить передатчик, а во-вторых все радиопередатчики достаточно сильно греются, можно обжечься.

Где купить передатчик видеосигнала и на что обратить внимание при покупке?

Хорошие видеопередатчики стоит приобретать в специализированных магазинах, т.к.только там смогут подобрать современную модель по приемлемому бюджету, с необходимым функционалом, антеннами и другими аксессуарами. А также при таких магазинах есть сервисные центры, которые помогают с тестированием, сборкой и настройкой FPV-системы. Также стоит учесть, что видеомодули с барахолки не имеют гарантии, а отличить исправный видеопередатчик от сгоревшего визуально невозможно.