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Erläuterung des Begriffes FPV

FPV steht für First Person Video, oder First Person View und beschreibt die Sicht aus der Ich-Perspektive. Der FPV-Flug (oder auch Video-/Kameraflug) ist eine relativ neue und stark wachsende Sparte des Modellfluges, die in zwei Arten unterteilt wird:

  • passives FPV
  • aktives FPV

Beim passiven FPV trägt das Flugmodell eine Kamera, welche ein Video aufzeichnet (z.B. auf einer Speicherkarte), dass nach dem Flug betrachtet werden kann. Da es heutzutage schon sehr kompakte und vor allem leichte Kameras gibt, die solche Videos aufzeichnen können, ist dies sehr einfach mit den meisten Modellflugzeugen realisierbar.

Aktives FPV hingegen bedeutet, dass man das Videobild live über eine Funkverbindung zum Piloten am Boden überträgt, welcher entsprechend über einen Monitor oder eine Videobrille aus der Kamera-Perspektive fliegen kann.

Weitere Details können im Wikipedia Artikel "FPV" eingesehen werden.

Welche Komponenten werden für FPV benötigt?

Basis-Ausstattung

Für ein rudimentäres FPV-Setup werden im wesentlichen folgende Komponenten benötigt:

  • Video Sender
  • Video Empfänger
  • zwei Antennen (sind meistens beim Sender und Empfänger mit dabei)
  • Kamera mit analogem Live-Bildausgang
  • Wiedergabegerät (Videobrille oder Monitor)


Mehr bedarf es für ein simples Basis-Setup nicht. Die wichtigste Kaufentscheidung ist an dieser Stelle meist im Punkt Wiedergabegerät. Kleine Monitore sind schon für wenig Geld erhältlich, bieten aber nicht das Immersionsgefühl einer vernünftigen Videobrille. Brauchbare Videobrillen sind momentan leider erst ab ca. 200€ erhältlich.

Erweiterungsmöglichkeiten

OSD

OSD steht für On Screen Display und ermöglicht es, diverse Informationen über das Kamerabild zu legen.

Hier unterscheidet man zwischen OSDs mit GPS und ohne GPS.


OSD ohne GPS

Bei einem OSD ohne GPS, wird meist die Spannung eines (oder mehrerer) Akkus ausgelesen und als zusätzliche Information im Videobild angezeigt. Somit kann der Pilot jederzeit sehen, wann es Zeit ist, zur Landung anzusetzen.


OSD mit GPS


Ein OSD mit zusätzlichem GPS Empfänger, ermöglicht es (neben den Akkus-Spannungen) viele nützliche Informationen zur Position und Geschwindigkeit des Modells anzuzeigen. Die meisten OSDs mit GPS zeigen dann folgende Informationen im Videobild an:

Videobild mit CE OSD
  • Entfernung zum Startpunkt
  • Höhe (relativ zum Startpunkt)
  • Geschwindigkeit
  • Akkuspannung
  • Startposition (Pfeil oder Markierung, in die man das Modell steuern muss, um zum Startpunkt zurück zu kehren)
  • Kompass

Es gibt auch OSDs, die noch weitere Sensoren (außer GPS- und Spannungssensor) mitliefern um weitere Informationen anzeigen zu können:

  • aktueller Stromverbrauch (Current Sensor)
  • bisher verbrauchte Milliamperestunden (Current Sensor)
  • Signalstärke des RC Empfängers (RSSI Spannungssensor), sofern der Empfänger einen passenden Ausgang dafür hat
  • künstlicher Horizont (Fluglage-Sensoren)
  • weiteres

Besonders, wenn man in unbekannter Umgebung oder relativ weit/hoch fliegen möchte, ist ein OSD mit GPS absolut empfehlenswert.

Spannungsfilter

Einige Komponenten und Bauteile lassen sich relativ leicht durch unsaubere Spannungen stören. Besonders die sehr beliebten Platinenkameras lassen sich durch Störspannungen stark beeinflussen. Dies resultiert meist in Streifen/Wellen, die durch das Videobild wandern. In den meisten Fällen tritt dies besonders stark auf, wenn große Ströme fließen (z.B. bei Vollgas).

Um dies zu verhindern, gibt es im wesentlichen zwei Methoden, die sich bewährt haben:

  • die Verwendung eines eigenen Akkus für die FPV Komponenten
  • einen LC-Filter in die Zuleitung der FPV Komponenten setzen

Wer sein Modell und die FPV Komponenten gemeinsam am gleichen Akku betreiben möchte, sollte sich einen LC-Filter bauen/kaufen (mehr dazu im Forum) und diesen entsprechend so einsetzen, dass zumindest die FPV Kamera und der Videosender durch den Filter eine saubere Spannung anliegen haben.

Diversity

Ein sogenanntes Diversity, ermöglicht es mehr als einen Empfänger und somit auch mehr als eine Antenne zu verwenden. Das Diversity-System kann frei zwischen den Empfängern wechseln und sich für den Empfänger mit dem besten Bild entscheiden.

Es gibt verschiedene Diversity Systeme und ebenfalls verschiedene Verfahren, mit denen das System zwischen den Empfängern wechselt. Ein Verfahren ist die Prüfung der Bildrate (dadurch versucht das System die Bildqualität zu beurteilen, ohne das eigentliche Bild zu analysieren), ein anderes ist die Prüfung der Signalstärke, die der Empfänger ausgibt. Ein Mischbetrieb beider Verfahren ist dabei noch besser geeignet um ein schlechtes oder gutes Bildsignal zu erkennen.

Gängig sind Diversity Systeme mit zwei Empfängern. Um einen Vorteil aus solchen Systemen zu ziehen, gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  1. Man kann an beiden Empfängern die gleichen Antennen verwenden, richtet diese aber verschieden aus
  2. Man verwendet eine gerichtete Antenne und eine ungerichtete (so kann man im Bereich der gerichteten Antenne weit fliegen, aber bei kleineren Entfernungen den Bereich der gerichteten Antenne problemlos verlassen)
  3. Man verwendet zwei gerichtete Antennen, die leicht versetzt ausgerichtet sind, so dass man eine Hohe Reichweite erzielt, aber dabei einen erweiterten Empfangsradius nutzen kann

Nähere Infos zu den momentan gängigen Diversity Systemen, findet ihr im Forum: http://fpv-treff.de/viewtopic.php?f=31&t=41

Diversity Video Empfänger

Es gibt mittlerweile Diversity-Systeme, in denen zwei oder mehr Empfänger integriert sind. Wie bei der modularen Variante, wählt das integrierte Diversity automatisch das beste Videosignal aus und leitet dieses weiter. Hier besteht beispielsweise die Möglichkeit, drei Helical-Antennen und eine SPW einzusetzen. In diesem Fall hat man mehrere Korridore nebeneinanderliegend. Verlässt alle Zonen, in der diese drei Antennen ihre Wirkung entfalten, wechselt das Diversity auf den "Rettungsanker", die SPW. Es ist zu beachten, dass nicht alle All-In-One-Systeme sauber arbeiten. Gelegentlich kommt es vor, dass das Umschalten spät oder gar nicht erfolgt. Feldversuche in Form von Sichtflügen mit einem Begleiter, der die Empfangsanlage beobachtet, sind vor dem ersten FPV-Flug unerlässlich.

Tracking-System

My Fly Dream AAT Tracker mit SPW und Helical Antenne (2G4)

Ein solches System besteht aus einem besonderen OSD, welches innerhalb des Videobildes oder über einen Audiokanal die Positionsdaten des Modells an den Empfänger übermittelt. Am Empfänger kann dann ein Tracker angeschlossen werden, welcher die Positionsinformationen auswertet und diese dann nutzt um die Empfängerantenne immer in Flugposition auszurichten. Dazu werden zwei Servos mit dem Tracker verbunden und bei korrekter Konfiguration des Trackers, kann dieser mithilfe der Servos die Antenne (sinnvollerweise eine gerichtete Antenne) so ausrichten, dass diese immer zum Modell zeigt.

Sofern der Tracker korrekt arbeitet, kann man auf diese Art und Weise mit nur einem Empfänger und einer recht stark gerichteten Antenne sehr große Reichweiten erzielen, ohne dabei im Flugradius eingeschränkt zu sein.

Autopilot / RTH

Vor- und Nachteile verschiedener Systeme

Video-Frequenzen: 2,4 oder 5,8 GHz

2,4 GHz

Vorteile:

  • Leicht höhere Reichweiten möglich
  • Linear polarisierte Antennen überall sehr günstig verfügbar
  • Nicht so anfällig für Hindernisse zwischen Sender und Empfänger

Nachteile:

  • Als Frequenz für die RC Steuerung bleibt nur 35/433MHz
  • "Nur" vier Kanäle im legalen Bandbereich verfügbar
  • Man kann nicht mit Leuten zusammen fliegen, die 2.4GHz RC haben
  • 2.4GHz in urbanen Gebieten oft überfüllt


5,8 GHz

Vorteile:

  • Frequenzband ist nicht so überfüllt wie 2,4GHz
  • kann Problemlos im Zusammenspiel mit 2,4GHz RC Anlagen genutzt werden
  • sehr kleine und leichte Antennen, somit kleineres Equipement

Nachteile:

  • Anfällig für Funkreflektionen (kann durch die Verwendung von zirkular polarisierten Antennen aber verbessert werden)
  • durchdringt Hindernisse noch schlechter als 2,4GHz
  • Sehr Hochfrequent, dadurch können kleine Bau-und/oder Montagefehler enorme Auswirkungen haben

Antennen: ungerichtet oder gerichtet

Ungerichtete Antennen, wie die Stabantenne oder die sogenannte SPW und CL (Skew Planar Wheel und Cloverleaf) Antenne, senden bzw. empfangen aus allen Richtungen. Der Sende-/Empfangsbereich ist dabei in der Regel Donutförmig anzusehen. Direkt über und unter der Antennenspitze ist das Signal am schwächsten (Loch im Donut), das erklärt auch, warum das Signal schlecht wird, wenn man mit dem Modell direkt über dem Empfänger fliegt (und die Antennen dabei nach oben/unten zeigen).

Gerichtete Antennen empfangen/senden nur einem begrenzten Öffnungswinkel, dafür aber mit höherer Signalstärke. Gerade am Videosender, können wir gerichtete Antennen aber gar nicht sinnvoll einsetzen, denn das Modell bewegt sich stetig, so dass nicht sichergestellt werden kann, dass eine gerichtete Antenne am Sender immer in Richtung des Empfängers zeigt. Darüber hinaus würde eine gerichtete Antenne am Sender dazu führen, dass die erlaubte ERIP Leistung überschritten wird.

Anders ist es am Empfänger. Hier können wir die Reichweite erhöhen, in dem wir den Empfangsbereich durch eine Richtantenne verkleinern und die Empfangsstärke in diesem Bereich erhöhen.

Ein Tracking- oder Diversity-System kann die Vorteile der versch. Antennen optimal ausnutzen oder kombinieren.

Weitere Infos hierzu, findet ihr unter Tracking-Systeme und Diversity.

Verkabelung leicht gemacht

Abkürzungen

In dieser speziellen Sparte des Modellfluges gibt es natürlich eine Vielzahl von Abkürzungen, die vielen FPV-Piloten geläufig sind, aber längst nicht allen. Wer sich einen Überblick der gängigsten Abkürzungen und deren Bedeutung verschaffen möchte, kann dies nun hier tun.


FPV- und Modellflug-Abkürzungen

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