Was ist FPV
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FPV-Fliegen oder auch Immersionsflug ist ein neuer Trend aus Kanada und den USA in der Modellflugszene. FPV-Fliegen (engl. first-person-view, sprich Ich-Perspektive) bedeutet, dass das Flugmodell nur nach Funkkamera und Videobrille gesteuert wird, quasi aus Pilotensicht.
Unter Zuhilfenahme kleiner leistungsfähiger CCD-Kameras und 2,4Ghz Funkübertragung lassen sich Reichweiten von knapp 1000m erzielen. Wichtig zu beachten ist hier die in Deutschland gesetzliche Vorlage von einer Sendeleistung von nicht mehr als 10mW.
Durch sogenannte Headtracker, also Bewegungssensoren, ist es möglich die Kopfbewegungen auf die Kamerasteuerung zu Übertragen.
Als Modelle eignen sich aufgrund ihrer ruhigen Fluglage Trainer- und Einsteigermodelle sowie ferngesteuerte Quadrocopter.
Eine Einblendung von Flugdaten (Geschwindigkeit, Höhe, Akkukapazität, Entfernung vom Startpunkt) ist mit Hilfe eines OSD (On-Screen-Display) möglich.
Bei FPV-Flugmodelle handelt es sich nicht um Drohnen oder UAV´s, da letztere autonom fliegen, wohingegen FPV-Flieger durch den Piloten am Boden gesteuert werden.
Inhaltsverzeichnis |
Technik
Kameras
KT&C KPC-650CHQ
Sony Exview CCD (1/3")
Auflösung: 550 Linien horizontal
Empfindlichkeit: Tag 0.5Lux / Nacht 0.05Lux
Betriebsspannung: DC 10-12V (±10%)
Stromverbrauch: 180mA (±10%)
Linse: C/CS mount
Abmessungen:
Breite: 31mm
Höhe: 31mm
Länge: 55mm
Gewicht: 137gr.
GF OSC-Cam
Sony CCD (1/3")
Auflösung: 420 Linien horizontal
Empfindlichkeit: Tag 0,5Lux / Nacht 0.05Lux
Betriebsspannung: DC 10-12V (±10%)
Stromverbrauch: 80mA (±10%)
Abmessungen:
Von Linse zur Rückwand: 35mm
Breite: 30mm
Höhe: 30mm
Gewicht: 35gr.
Eingebautes Mikrofon
Diverse Einstellmöglichkeiten über 5 Tasten an der Rückseite:
Gegenlicht, Weißabgleich, Bildspiegelung, Tag-/Nachtmodus, etc.
(Menü wird in Videobild eingeblendet)
KX-131
Sony Super HAD CCD (1/4")
Auflösung: 380 Linien horizontal
Empfindlichkeit: 1.0Lux / F2.0
Betriebsspannung: DC 5V (±10%)
Stromverbrauch: 180mA
Abmessungen:
Von Linse zur Rückwand: 30mm
Breite: 30mm
Höhe: 25mm
Gewicht: 30gr.
KX-171
Sony CCD (1/4")
Auflösung: 420 Linien horizontal
Empfindlichkeit: bei Tag 0.5lux, bei Nacht 0.05lux
Betriebsspannung: DC 12V (±10%)
Stromverbrauch: 100mA
Abmessungen:
Breite: 20mm
Höhe: 20mm
Gewicht: 22gr.
Killer-CCD
CMOS Kamera
Auflösung: 420 Linien horizontal
Betriebsspannung: DC 3,3V - 5,5V
Stromverbrauch: 60mA
MTV-54C2AP
1/4 Panasonic-CCD Kamera
Auflösung: 380 Linien horizontal
Empfindlichkeit : 0.5 Lux
Betriebsspannung: DC 5V
Stromverbrauch: ca. 170mA
Abmessungen: 26 x 22 x 30 mm
Gewicht: 14g
Videobrillen
Fatshark RCV922
Headplay Visor
Z800 Emagin
Zeiss Cinemizer
GVD510 Cyberman
Video HR i-glasses
VIO I-Glasses
Modelle
Eine Übersicht geeigneter FPV-Modelle soll Stärken und Schwächen der jeweiligen Luftfahrzeuge abwägen.
Flächenmodelle
Multiplex Easy-Star
Einmotoriger Hochdecker mit Seglerqualitäten und Pusher-Antrieb.
Der ES ist ein sehr eigenstabil fliegendes und über nur 2 Achsen (Höhen- und Seitenruder) steuerbares Hartschaummodell. Das heißt, daß er praktisch aus jeder beliebigen Fluglage bei Loslassen aller Steuerknüppel (aber Motor aus!) von alleine in die neutrale Fluglage zurückkehrt - vorausgesetzt, er ist richtig ausbalanciert und natürlich auf noch ausreichend Höhe. Zudem ist sein Propeller oberhalb und hinter der Tragfläche angebracht, sodaß er so gut wie nie Bodenberührung erfährt, ein sog. Pusherprop.
Diese Eigenschaften machen ihn nicht nur extrem anfängertauglich sondern auch ideal fürs FPV-Fliegen, denn im Zweifelsfalle kann man alles loslasen und alles wird gut, o.a. Bedingungen vorausgesetzt. Eben diese sind es auch, die für den ES den Einsatz eines evtl vorhandenen Failsafe sinnvoll machen.
Zusammengefaßt kann man fürs FPV-Fliegen folgende Merkmale hervorheben:
- fliegt langsam und eigenstabil (wichtig für den FPV-Einstieg)
- sehr leicht zu beherrschen
- lange Flugzeiten dank langer Segelphasen möglich
- kein störender Propeller im Bild
- sehr viel auf den ES zugeschnittenes Zubehör erhältlich (z.B. Pan-Tilt-Canopy, etc)
- sehr einfach zu bauen, daher kurze Bauzeit
- hervorragende Reparierbarkeit, z.B. nach einem Crash
- last not least: geringe Anschaffungskosten
Anmerkung: Der Originalantrieb mit 400er Bürstenmotor ist sehr schwach und sollte von vornherein durch einen BL-Motor ersetzt werden, besonders wegen der leicht erhöhten Zuladung durch das FPV-Equipment.
Multiplex Easy-Glider
Multiplex Twin-Star
Zweimotoriger Hochdecker komplett aus Hartschaum (Elapor) gefertigt. Das Modell ist binnen
weniger Stunden gebaut und sehr gutmütig im Flugverhalten.
- Siehe Multiplex Twin-Star
Hubschrauber
Hubschrauber-Modelle ab der 450er Klasse lassen sich problemlos mit FPV-Equipment ausstatten. Leichter wird der Einbau mit der 500er- und 600er-Klasse, da man hier nicht mehr so auf das Gewicht achten muß. Die Kamera wird mittig zwischen den Kufen angebracht und im 45 Grad-Winkel nach vorne verbaut. Der Sender kann am hinteren Corpus oder am Heck angebracht werden. Wichtig ist dabei, dass man nach der Installation den Schwerpunkt wieder mit dem Akku austariert. Schwierigkeiten macht beim Hubschrauberflug mit FPV die Lageorientierung, da man nur schwer mitbekommt in welche Richtung der Heli wegbricht. Tipp: Genug Höhe gewinnen und ständiger Geradeausflug mit Ziel am Horizont. Dann leichte Kurven fliegen. Zum Landen FPV-Brille absetzen. Grundsätzlich ist am Anfang ein Lagestabilisationsgerät (Helicomand, Gyrobot, etc.) empfehlenswert. Er hält den Hubschrauber immer in der Waagerechten. Der Vorteil beim Heli zum Flächenflieger: man benötigt keine Schwenktechnik für die Kamera. Man kann durch den Heckrotor, selbst im Vorbeiflug, immer die Kamera auf das Ziel gerichtet lassen.
Quadrocopter
Genau genommen ist ein Quadrocopter ein Hubschrauber mit 4 Rotoren. Durch die Anordnung von jeweils zwei links- und rechtslaufenden Rotoren kann auf eine Blattverstellung verzichtet werden, wenn die Geschwindigkeiten der Rotoren verändert werden kann. Alle üblichen Flugbewegung eines Hubschraubers sind möglich (drehen, hoch/runter, vor/zurück, links/rechts).
- Siehe Quadrocopter
Begriffe
Diversity
Der Diversity ist ein Gerät, welches von 2 unabhängigen Video-Empfängern das jeweils beste Signal benutzt. Dadurch steigert sich die Empfangsqualität aber auch der Flugradius immens. Meistens wird das Diversity in Verbindung mit 2 unterschiedlichen Patch-Antennen(Richtantennen) verwendet. Nutzt man jedoch eine Richt- sowie eine Rundstrahlantenne so ist ein Flugradius von 360° möglich.
Arbeitsweise des Diversity:
Diversity nehmen das Signal von 2 oder 4 Videoempfängern (Rx) entgegen, und schalten immer zu dem Signal welches die beste Video Qualität aufweist. Dadurch sieht der FPV Pilot meistens kaum Störungen, da meistens eine Antenne ein gutes Signal vom Flugobjekt empfängt. Wie oben beschrieben, ist ein weiterer Effekt das vergrößern des Empfangsradius. Eine normale 8dbi Patch Antenne hat in der Regel einen vertikalen Radius von 60-70°. Kombiniert man eine zweite Patch Antenne zu einem 2 Wege Diversity erhöht sich der Flugradius auf der vertikalen Ebene um 2 * 70° = 140°. Eine weitere Kombinationsmöglichkeit wäre eine 8dbi Patch in Kombination mit einer Rundstrahl Antenne mit 360°. Wobei der "Korridor" der Patch für weite Flüge geeignet ist, und die Rundstrahl für den Nahbereich (360° bei max. 300m vom Empfänger entfernt). Mit einem Diversity kann auch das sog. Multipathing verhindert werden, welches zu 90% für alle Störungen im Videofunk Bereich verantwortlich ist.
Produkte:
- Oracle Diversity Controller
- Yellow Jacket Diversity Receiver
- ImmersionRC Duo 2400 2,4 GHz RX
Headtracker
Der Headtracker dient zur Erfassung der "Kopfbewegungen" eines FPV-Piloten, sowohl in horizontaler, als auch vertikaler Richtung. Diese werden in ein PPM-Signal umgewandelt und z.B. über eine Lehrer-Buchse in die Fernsteuerung eingespeist.
- Siehe Headtracker
OSD (On-Screen-Display)
Dragon-OSD
Black-Stork-OSD
Eagle-Tree-OSD
Didi-OSD
EZ-OSD
Verkabelung mit GF High End Sender
Pan/Tilt
Mit Pan/Tilt bezeichnet man das über zwei Servos gesteuerte Nicken und Schwenken der Kamera (Pan=Schwenken) (Tilt=Nicken).
Ein Pan/Tilt ist für das FPV Fliegen nicht zwangsläufig notwendig jedoch macht es mit Pan/Tilt deutlich mehr Spaß. Außerdem erleichtert es mitunter erheblich die Orientierung in der Luft. Eine Pan oder Schwenkfunktion ist sehr zu empfehlen da man mit dieser im Kurvenflug hinunter zum Boden schauen kann, was ansonsten nur bei Sturzflügen möglich ist. Für Pan empfiehlt es sich ein Servo zu verwenden das 180° Drehwinkel aufweist. Mit Pan und einem Nick-Servo (Tilt) sind realistische Schwenks und der senkrecht Blick nach unten, überhaupt erst möglich.
Für die beliebtesten FPV-Modelle (Easystar, Twinstar II und Easyglider) gibt es im Fachhandel bereits fertige Pan/Tilt-Canopys zu kaufen. Hier müssen nur noch die zwei Servos sowie die Kamera eingebaut werden. Jedoch ist es zumeist auch problemlos möglich, sich mit einfachsten Mitteln selbst ein passendes Canopy zu bauen und die Kamera sowie die Servos darin einzupassen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten der Ansteuerung:
- Die wohl einfachste und günstigste Möglichkeit ist die Ansteuerung über ein oder mehrere Proportionalmodule. Mitunter kann man mit dieser Möglichkeit extrem gute Ergebnisse erzielen. Einige Piloten habe ihre Fernsteuerungen dahingehend umgebaut, das beide Module (Pan + Tilt) bequem mit dem Zeigefinger bedient werden können ohne das umgegriffen werden muss.
Die zweite, dafür aber deutlich kostspieligere, bequemere und realistischere, Möglichkeit ist eine Ansteuerung über einen Headtracker. Es gibt davon zwei Varianten:
- Magnetorientiert: orientiert sich am Erdmagnetfeld
- Gyro-Sensor orientiert: arbeitet mit Gyros
Diese Module werden an der Videobrille befestigt und die Bewegung des Kopfes wird über 2 freie Senderkanäle direkt auf die Kamera übertragen. Wer einmal mit Headtracker geflogen ist, möchte diesen nicht mehr missen, denn erst hier stellt sich das richtige Mittendrin-Gefühl ein.
Patch-Antenne
Video-RX
Ein Video RX (Receiver/Empfänger) empfängt das Videosignal einer Bordkamera, das vom Videosender (TX) ausgesandt wird.
Video-TX
Ein Video TX (Sender) sendet das Videosignal von der Kamera an einen oder mehrere Empfänger (RX).
- Siehe Video-TX
