Czech Republic - Libcice - Tursko (GFS 27 km 22.11. 06 UTC)
logo St
22.
St
22.
St
22.
St
22.
St
22.
Čt
23.
Čt
23.
Čt
23.
Čt
23.
Čt
23.

24.

24.

24.

24.

24.
So
25.
07h 10h 13h 16h 19h 07h 10h 13h 16h 19h 07h 10h 13h 16h 19h 07h
Vítr (m/s) 4 6.4 5.4 3.2 3.5 1.7 1.9 2.4 3.1 3 2.3 2.7 2.8 2.4 2.1 3.3
Nárazy větru 10 10.9 9 6.5 7.4 2.2 3.2 5.2 4.3 5.4 3 6.5 6.1 3.2 2.8 8.2
Směr větru WSW WSW WSW SW SW SSE SSE S S SSW S S S S SSW SE
Teplota (°C) 5 8 10 8 6 3 6 10 9 7 5 8 12 10 9 4
Srážky (mm/3h) -                              

Frekvence pro FPV ? Jak vylepšit dosah ? Ladění antény ?

Dříve či později budete při sestavování vašeho FPV zařízení postaveni před otázku, jakou frekvenci zvolit a jaké antény použít ? Jsou antény dodávané spolu s video vysílačem a video příjmačem optimální ? Nelze vylepšit jejich dosah, nebo alespoň snížit jejich hmotnost ?

Na tyto otázky se laikovi těžko hledá odpověď. Já mám sice elektrotechnické vzdělání, ale tato oblast elektroniky mi vždy byla tak trochu cizí, takže si také sám nevystačím. Naštěstí je tu David ze Švédska, který už výzkum a experimenty provedl a my se od něho můžeme jen učit.

Nejprve musíme rozhodnout, na jaké frekvenci budeme video z letadla vysílat. Na trhu jsou dostupné v podstatě video vysílače pro čtyři pásma: 900MHz, 1,3 GHz, 2,4 GHz a 5,8 GHz. Každé frekvenční pásmo má své výhody a nevýhody. Největší otazníky vyvolává otázka použití pasma 2,4 GHz které může být používáno k řízení modelu. Obecné doporučení zní: nepoužívat, přestože technicky to je možné. Stejný problém může nastat v případě použití 2,4 GHz a 1,2 GHz systému, protože může dojít k rušení signálu. Vice informací naleznete například zde. Z hlediska rušení se jeví jako nejlepší použít pro ovládání modelu starý systém 35 MHz.

Dalším parametrem, který nás musí zajímat je vysílací výkon. Svoji roli hrají v rozhodování i zákony, které jsou pro každou zemi trochu odlišné a některá pásma jsou v některých zemích pro volné použití zakázána, některá jen omezena vysílacím výkonem zařízení, někde je třeba mít licenci.

Jaký je tedy nejlepší postup při výběru frekvence ?

Nejprve si zjistíme která pásma jsou podle zákona volná k použití a jaké výkonové omezení pro ně platí. Dotazem u zkušeného kolegy, dotazem na příslušném úřadě nebo zkusíme štěstí na googlu.

Dalším krokem je rozhodnout která z povolených frekvencí je pro naš účel nejlepší. Ti kdo používají pro řízení modelu pásmo 2.4 GHz mají rozhodování snažší. Ostatní se mohou rozhodovat podle tohoto stručného popisu od Davida:

900 MHz a 1,3 GHz

  • + menší vliv překážek
  • + méně využívané pásmo
  • + lze použít společně s 2,4 GHz systémy ( pozor na rušení harmonickou )
  • - může rušit GPS signál
  • - těžší sehnat anténu
  • - menší nabídka vysílačů na trhu

2,4 GHz

  • + větší výběr antén
  • + širší výběr vysílačů
  • + neruší GPS signál
  • - větší vliv překážek
  • - více obsazené pásmo
  • - nelze použít s 2,4 GHz systémy

5,8 GHz

  • + větší výběr antén
  • + neruší GPS signál
  • + lze použít společně s 2,4 GHz systémy
  • - ještě větší vliv překážek
  • - více obsazené pásmo
  • - menší nabídka vysílačů na trhu

Nyní je třeba vybrat výkon vysílače. Na trhu jsou k dispozici vysílače o různých výkonnech, od 10mW/2,4Ghz až po několika watové speciální zařízení s dosahem nekolika kilometrů. Platí zde jednoduchá kritéria. Podobně jako u frekvencí, nejprve zjistíme zda nám zákon neomezuje výkon pro zvolenou frekvenci.

Potom platí, že čím vyšší výkon tím:

  • + vyšší dosah
  • - vyšší hmotnost
  • - větší rozměry
  • - vyšší odpadní teplo ( může vyžadovat chladič )
  • - vyšší spotřeba energie
  • - nižší efektivita

Protože se pohybujeme ve vysokofrekvenční technice, neplatí zde lineární vztahy. Neplatí, že zdvojnásobení výkonu zdvojnásobí dosah. Při dvojnásobném výkonu dosah vzroste přibližně 1,4 krát. Proto je mnohem efektivnější zvyšovat dosah spojení výkonější anténou na straně příjmače, kde nás neomezují rozměry ani hmotnost.

Výběr výkonu musí korespondovat také s dosahem ovladacího spojení. Nemá smysl budovat video spojení s dosahem 5km když ovládáme letadlo běžným 2,4 GHz systémem s dosahem do 1km.

Já jsem zvolil s ohledem na výše uvedené, frekvenci 1,3 GHz a výkon vysílače 300mW. Společně s vylepšenou příjmačovou anténou 9dB tato sestava může dosahovat spojení mezi 2-4km což pro začátek bohatě vyhovuje.

U antén je klíčová konstrukce a přesné rozměry které musí být podle vlnové délky signálu, který maji příjmat/vysílat. Anténu je třeba na daný kmitočet naladit. S vysílači se dodává samozřejmě i anténa. Protože vysílače obvykle mají volitelné frekvence kanálů v daném pásmu, dodávaná anténa nemůže být naladěna přesně a je tudíž nějakým kompromisem aby fungovala pro celý rozsah. Vyladěním antény na přesnou frekvenci můžeme dosáhnout lepších příjmových vlastností a menšího ohřevu (ztrát) na vysilači.

Další nevýhodou dodávaných antén může být velký konektor a kloub umožňující natáčení antény. Ani jedno ve vzduchu nepotřebujeme a zbytečně tak vozíme gramy navíc. V případě kolize navíc hrozí vylomení masivního konektoru z desky vysílače což by mělo pro vysílač fatální následky.

David zjistil a experimentálně ověřil, že je možné a výhodné nejen přesně vyladit anténu pro konkrétní kanál, ale vyrobit anténu zcela novou bez použití těžkého konektoru a masivního kloubu, navíc o kratší délce a s lepšími mechanickými vlastnostmi zejména pro případ havárie.

Rozhodl jsem se tuto úpravu vysílače podstoupit, zejména kvůli místu na které hodlám vysílač připevnit.

POZOR ! Vysílače bývají vyráběny technologií SMT a použité velikosti součástek vyžadují dobrý zrak (lupu) a kvalitní nástroje pro tuto technologii. Nemyslete si, že se do úpravy pustíte s pajecím očkem z 1,5 mm drátu na vaší trafopájce ! Protože jsme ve VF technice, anténa je připájena přímo na výstupní kondenzátor. Vysoká teplota a mechanické namáhání mohou definitivně zničit veškeré vaše snažení !

Jak jsem postupoval. Prohlédněte si fotografie. Nejprve jsem odsál cín mezi výstupním konektorem a kondenzátorem. Pak jsem konektor odpájel od stínícího plechu. Teplota pajeciho hrotu pro pájení na desce cca 280-300 stupňů, pro pájení na stínícím plechu 360-380 stupňů.

Potom jsem vyrobil novou anténu z měděného drátu o průměru 0,5 mm z UTP kabelu. Izolaci jsem zesílil silikonovou bužírkou za účelem vyšší mechanické pevnosti antény. UTP kabel je obvykle kroucený v párech a musíme jej nejprve narovnat. Vezmeme dostatečně dlouhý drát, jeden konec upneme do svěráku a druhý konec kleštěma natahujeme dokud se drát nenarovná. Je třeba dávat pozor, aby se drát příliš nenatáhl, zmenšil by se průřez

Délku antény vypočteme takto:

l = ((c / f) * 1000 ) * 0,95

c = rychlost světla = 299 792 458 m/s

l = délka antény v mm

f = frekvence v Hertzích

Kvůli impedančnímu přizpůsobení se používají antény poloviční nebo čtvrtinové vlnové délky. Jednoduše vydělíme výslednou délku ještě dvěma nebo čtyřmi podle toho jakou anténu budeme konstruovat.

Výsledek - funguje a to je to hlavní Laughing

Originální anténa

Velký a těžký konektor

Pohled dovnitř vysílače - SMD součástky jsou opravdu titěrné

Odstraněný cín z konektoru a kondenzátoru

Odpájený konektor

Kroucený pár z UTP kabelu

Rozmotáme dráty

Natažení drátu pomocí kleští

Zapájená anténa na výstupu vysílače

Detail spoje

Srovnání originální antény a nové