Проблемы съёмки за холмом

25/02/2014 20:52:04
Квадрик-ретранслятор

Теоретическая часть. Задача.

Позвонил мне давеча знакомый с просьбой отснять линию электропередач (ЛЭП). Линия относительно небольшого рабочего напряжения, так называемая "десятка", то есть 10кВ. Стало быть, столбы не высокие, а просека у ЛЭП небольшая. Собственно, целью съёмки и было понять текущее состояние опор и зарастание линии рядом стоящими деревьями. По результату моих полётов знакомый того знакомого готовит отчёт, по нему ... мне чуток денег :).

Из отснятого материала я смонтировал небольшой ролик. Снабдил его комментариями "со стороны пилота", то есть меня.

Если посмотрели видео, то заметили, что на 05:11 я впервые в жизни "поймал failsafe". Переводя на русский, впервые в жизни коптер потерял передатчик и сработала программа автовозврата. И это чертовски хорошо, что она сработала! Перепугался я не на шутку - когда сначала пропало видео, а потом появилось и жужжа летит куда-то, на руль не реагирует. Пока сообразил, что мчится она ко мне, успел уже проститься с коптером.

И задумался я, а как же избежать подобных неприятностей? Если коптер залетел за холм, то лишь вопрос времени - потеряется сильный сигнал чуть позже, или чуть-чуть позже. Но он точно потеряется. Другими словами - наращивание мощности мало что даст, нужно искать другой выход. И вот такое решение я придумал - нужно ввести в игру ещё одного игрока, кроме нас двоих с коптером. И разговаривать с моим "теряющимся другом" через посредника. Через реле. Через ретранслятора.

По всему выходит так, что ретранслятор стоит повесить надо мною. Метрах так этак в 100..200 выше меня. Вроеде как напрашивается воздушный шар. Да только куб водорода поднимет... 1.29 (масса куба воздуха) минус 90г (масса куба водорода) = 1.2 кило. Гелий вдвое тяжелее водорода, что не фатально. Куб гелия весит 180 грамм, то есть поднимет 1.1 кило. Дальше мысль идёт в сторону где ж взять такой шарик, сколько он будет весить, сколько будет весить 200м прочной верёвки, сколько навесного надо навесить, как это всё будет сносить ветром, как транспортировать сиё безобразие :). Много вопросов. Ответ один - идея несостоятельна. Нужно искать другую.

Честно сказать, это я сейчас поумничал, погуглил и расчитал примерный размер бедствия (размер шара). А когда идея реле попала мне в голову, в качестве носителя сразу же видился квадрик. Итого получаем следующую последовательность запуска окты:

• запускаем квадрик-ретранслятор. Пульт просто лежит на земле, запустил моторы, дал газу побольше - тот поднимается. С учётом, что на нём Naza Light + GPS, поднимает достаточно вертикально;
• запускаю основной борт (уже через ретранслятор);
• через минутку (или сколько надо квадрику, чтобы забраться повыше), щелчёк тумблером на пульте, валяющимся на земле - квадрик завис на месте с точностью 3..5м, то есть более чем хорошо для этой задачи;
• летаем-летаем октой... кружимся-вертимся, понимаем, что пора домой;
• как только по видео с основного борта вижу себя, можно выключить пульт квадрика. Он ловит failsafe и совершает автоматическую посадку, что и требуется от него.

Квадрик с килограммом веса будет летать минут 15, то есть как раз столько, что хватит окте с её 10 минут край запасом лёта.

Техническая часть проекта. Задумка и выбор деталей.

Итак, как же реализовать подобное "проксирование" или ретрансляцию двух каналов передачи данных, используемых на моём коптере? Кстати, о каких каналах идёт речь?

1. управление коптером сейчас у меня построено на базе решения от 1slon.ru.
   Интересное решение, хоть и слишком дорогое, сравнивая с аналогами. Работает на частоте 433 МГц, прыгает по каналам, имеет обратную связь. Собственно, это радиомодем с контролем ошибок, заточенный на RC-применение;
2. видео. Тут всё просто. Передатчик на несущей 5.8 ГГц передаёт видео и звук. Мощность передатчика у меня мизерная - лишь 200мВт (в продаже есть и полтора ватта). Антенны на передатчике и приёмнике - всенаправленные "клевера", что даёт хорошую картинку на расстоянии примерно 900 метров по прямой без малейших препятствий.

Ретранслирование управления, как оказалось, задача не мною придуманная и реализуемая достаточно просто. Достаточно докупить ещё один комплект приёмопередающего оборудования, способный выдавать serial-ppm сигнал. Его заводим на следующий передатчик. Там на следующий и так пока не надоест. Теоретически всё круто, на практике каждый хоп, естественно, вносит задержку. Но для задачи управления большим коптером на назе задержка в сотню миллисекунд не существенна.

Ретранслирование видео ещё проще. На реле надо принять видео-сигнал от основного борта и передать его на землю, используя другой передатчик. Можно, кстати, с направленной вниз антенной. Ну или на земле положить направленную наверх антенну. На самом деле это не принципиально, так как 200м пробъёт и мой хилый передатчик на всенаправленных антеннах.

Итого получаем такой список поднимаемых каналов связи:

Так как хочется летать километра на полтора, то видео с борта планирую передавать на несущей 2.4 или даже 1.2 ГГц. Пока что вовсе не пробовал использовать эти видео-каналы, думаю наступлю не на одни грабли. Но однозначно даже на той же мощность, видео на 1.2 будет передаваться дальше и быть менее подвержено помехам от веток и других возможных препятствий. Но, конечно, качество картинки может пострадать при уменьшении несущей. Буду пробовать.

Решил закупить такое оборудование:

[скопировать из гуглдока]

Реализация и тесты. Выводы.

... напишу по факту :)

Пока что проект чуть "на тормозах" из-за отсутствия финансирования заинтересованной стороны. С другой стороны, уже заказал 1.2 ГГц комплект приёмника / передатчика и есть мелкий квадрик. Но ещё не заказывал некоторые компоненты системы.