Spiegazione tecnica FPV e trasmissione immagini

[_p!er]

Ciao a tutti,
butto lì una domanda che ai più sembrerà stupida e banale, ma per me non lo è.
Ho chiaro cosa sia il concetto di volo FPV (e le sue limitazioni..) ma avrei bisogno della spiegazione tecnica/elettronica di come avviene la trasmissione delle immagini.
Come prima cosa serve che nel drone sia presente l'hardware necessario. Di cosa si compone esattamente questo hardware? Un sensore più o meno risoluto e poi? Va collegato alla FC immagino, ma come? Come trasmette le immagini "a terra"? Serve una canale libero nella ricevente? La ricevente che caratteristiche deve avere?
Grazie mille per le spiegazioni.

[Pier2162]

Ciao a tutti,
butto lì una domanda che ai più sembrerà stupida e banale, ma per me non lo è.
Ho chiaro cosa sia il concetto di volo FPV (e le sue limitazioni..) ma avrei bisogno della spiegazione tecnica/elettronica di come avviene la trasmissione delle immagini.
Come prima cosa serve che nel drone sia presente l'hardware necessario. Di cosa si compone esattamente questo hardware? Un sensore più o meno risoluto e poi? Va collegato alla FC immagino, ma come? Come trasmette le immagini "a terra"? Serve una canale libero nella ricevente? La ricevente che caratteristiche deve avere?
Grazie mille per le spiegazioni.

Ciao.
Un sistema fpv è essenzialmente composto da una piccola telecamera e da un trasmettitore video che vengono installati sul modello.
Cam e tx possono anche essere in corpo unico ovvero AIO (All In One) compresa la o le antenne.
Il tutto alimentato con batteria a parte o con quella del modello avendo cura di tenere conto di tensione e consumo di corrente.
La ricevente può essere separata oppure già integrata in un monitor ed alimentata individualmente, anche essa corredata di apposite antenne riceventi.
Nel primo caso serve un monitor.
In alternativa si possono utilizzare appositi occhiali o Goggles (in inglese).
Il sistema è multicanale per poter utilizzare più modelli contemporaneamente, per esempio nelle gare.
I sistemi video maggiormente utilizzati sono il Pal è l'Ntsc.
Se il tx è pal anche l'rx deve essere pal, idem per l'ntsc.
La potenza ammessa in Italia è 25mW max e l'fpv è vietato dal regolamento.
È consentito volare in fpv solo in appositi circuiti al chiuso o segregati da apposite reti.

[_p!er]

Grazie per la risposta e la chiarezza. Mi pare di capire che il "sistema video" sia indipendente dalla FC, nel senso che ha una sua trasmittente ed una sua ricevente. La FC interverrebbe solo se la camera fosse collegata ad un servo per muovere l'inquadratura.. giusto?
Solitamente, in fase di acquisto, si compra un unico kit comprensivo di camera+trasmittente (separati o AIO)+ricevente(con o senza monitor)? Oppure si procede separatamente, es. camera, trasmittente, ricevente, monitor? Presumo che il mercato offra di tutto, ma te cosa consiglieresti?
Grazie ancora

[Invernomuto]

Grazie per la risposta e la chiarezza. Mi pare di capire che il "sistema video" sia indipendente dalla FC, nel senso che ha una sua trasmittente ed una sua ricevente. La FC interverrebbe solo se la camera fosse collegata ad un servo per muovere l'inquadratura.. giusto?

In linea di massima sì, è indipendente, nel senso che la FC può essere completamente separata dal collegamento per la VTX video. E' possibile, tramite un OSD (on screen display, che alcune FC hanno integrato), miscelare nel flusso video le informazioni di telemetria della FC (in sintesi, crei delle scritte in sovraimpressione sull'immagine che viene ripresa dalla telecamera con informazioni quali velocità, altitudine, batteria, ecc) e quindi anche la FC entra in gioco, ma nella confugurazione più basilare, per semplicità, possiamo considerare i due sistemi come completamente indipendenti: la FC avrà i suoi collegamenti con alimentazione, ESC dei motori e ricevente della radio mentre la VTX e camera avranno i loro collegamenti separati ed indipendenti fra loro e con l'alimentazione.
Per quanto riguarda il servo per muovere l'inquadratura, ovvero un gimbal, non è detto, puoi anche collegare il gimbal direttamente alla ricevente del radiocomando senza passare dalla FC.

Solitamente, in fase di acquisto, si compra un unico kit comprensivo di camera+trasmittente (separati o AIO)+ricevente(con o senza monitor)? Oppure si procede separatamente, es. camera, trasmittente, ricevente, monitor? Presumo che il mercato offra di tutto, ma te cosa consiglieresti?
Grazie ancora

Domanda principale: per cosa ti serve il video sul quad? Su che quad lo devi montare? Qual è il budget? Senza queste informazioni è impossibile aiutarti.
In linea di massima un monitor non ti serve per l'FPV su un quad da racing, per questo servono dei visori (goggles, si trovano delle "maschere" molto economiche che per iniziare vanno benissimo, mentre gli occhialini costano per ora molto di più), una VTX e mini camera anche a bassa risoluzione (tanto la risoluzione, per via della tecnologia di trasmissione, è in analogico e sostanzialmente uguale a quella delle vecchie TV, PAL o NTSC, scordati trasmissioni FPV in HD a costi sostenibili) e a bassissima latenza (indispensabile se vuoi pilotarlo in FPV, pochi ms di latenza possono fare la differenza fra prendere un ostacolo o meno).
Se invece vuoi fare registrazione video e vuoi anche vedere in tempo reale quello che vede il quad potrebbe bastare una action cam con AV out, in sintesi mandi il segnale video dell'action cam alla VTX (anche mentre sta registrando in 4K) che viene poi ricevuto a terra su un monitor che puoi montare con delle staffe sul tuo radiocomando o sui tuoi goggles.

Spero di non averti confuso ulteriormente.

[Pier2162]

A quanto detto da Invernomuto aggiungo solamente di scegliere una cam con almeno 800/1000 tvl ed un monitor con almeno 800 pixel pena una ulteriore perdita della già scarsa qualità di questi sistemi.
Il prezzo a volte molto allettante lascia in secondo piano questi dati importantissimi...

[Invernomuto]

A quanto detto da Invernomuto aggiungo solamente di scegliere una cam con almeno 800/1000 tvl ed un monitor con almeno 800 pixel pena una ulteriore perdita della già scarsa qualità di questi sistemi.
Il prezzo a volte molto allettante lascia in secondo piano questi dati importantissimi...

Concordo che quando punti su prodotti magari AIO da 15-20 euro non si possono pretendere miracoli. Anche l'obiettivo e il sensore per la cam da FPV sono importantissimi (es avere sensori IR blocked), camere da FPV decenti tipo Runcam Swift 2 sono capaci di costare una quarantina di euro solo quelle.
Peccato non si sia diffusa una tecnologia di trasmissione in digitale in HD/FHD a prezzi umani, dal poco che ho visto costano più di tutto il quad e hanno latenze non accettabili per un racer.

[_p!er]

Grazie mille a tutti per le risposte. Ora mi è tutto più chiaro. Sono ancora distante dall'installare un sistema FPV sul mio drone, ero però curioso di capirne il funzionamento e diciamo "le basi" tecniche. Ora i concetti mi sono più chiari. Grazie ancora!

[Pier2162]

È a questo che servono i forum....

[gianni_BT]

Grazie mille a tutti per le risposte. Ora mi è tutto più chiaro. Sono ancora distante dall'installare un sistema FPV sul mio drone, ero però curioso di capirne il funzionamento e diciamo "le basi" tecniche. Ora i concetti mi sono più chiari. Grazie ancora!

Praticamente tutto quanto e' stato discusso vale sia che tu usi l'FPV per pilotare il drone(con tutte le limitazioni legali gia' evidenziate da Pier2162) che per migliorare l'inquadratura di ripresa.
Quello che cambia sostanzialmente e' il tipo di telecamera. Nel primo caso servono le telecamere dedicate da 800/1000 tvl, meglio CCD che CMOS che hanno tempi di latenza bassi per evitare di andare a sbattere e sono leggere e compatte. Nel secondo caso, invece, di solito si usano Action Cam di mercato, piu' pesanti e ingombranti ma con ottiche migliori, piu' orientate alla ripresa, di solito montate su gimbal per stabilizzare l'immagine. Questo tipo di trasmissione delle immagini si monta normalmente non su quadricotteri Racer, ma su almeno dei 350 "paciocconi" (qualcuno li chiama lampadari) tipo il CX20, i primi Phantom, l'X380 e i vari QX350 etc. Il sistema di trasmissione a bordo e ricevente a terra, con o senza dati di telemetria, e' identico.
Meritano poi 2 parole le antenne. Quelle a stilo a polarizzazione orizzontale o verticale sono economiche, ma hanno una pessima ricezione quando , nelle varie manovre, si trovano in posizione perpendicolare tra di loro: in questo caso l'attenuazione e' altrissima(diciamo 30db) e il segnale sparisce.
Il problema si attenua utilizzando le antenne a polarizzazione circolare (quelle "a fungo"): possono essere diverse su TX e RX, ma devono essere polarizzate nello stesso senso(entrambe destre o RH o entrambe sinistre o LH). Io ne uso una coppia di qualita' non altissima, ma mi consentono di avere immagini stabili in tutte le posizioni relative tra TX e RX a 25mW(la potenza legale in Italia per la frequenza 5.8GHz) nelle distanze consentite(200 mt di raggio e 70 mt di altezza).