Как я провёл лето. Часть 1.

technolog

Примерно год назад – прошлой осенью я решил попробовать свои силы в полетах по камере. Однако не так прямо сразу примотать камеру с передатчиком на одном транзисторе скотчем к какому-нибудь дрыгофлаю, а основательно, поэтапно, смакуя и получая удовольствие от каждого шага. Поскольку идти по проторенной дороге было не интересно, решено было сделать всю систему максимально самодельной (тавтология получилась).

Вся работа была разделена на несколько частей:
-система управления
-видео-линк
-набортное барахло (телеметрия, GPS и т.д.)
-собственно носитель для всего этого.

Начнём в хронологическом порядке - аппаратура управления. Поскольку основной мой передатчик Спектрум как выяснилось, он не дружит с видеопередатчиками 2,4 ггц, частота системы управления была выбрана 433 мгц.
Многие сейчас скажут «ФИ!» мол диапазон загажен или даже больше - засран и всё в таком духе, но на практике не всё так плохо. Можно уйти от частоты 433,92 Мгц где работают почти все брелоки автосигнализаций, LPD радиостанции и т.д. и будет всё нормально. В общем, решено – 433 мгц, а если конкретней - модули радиокрафтс RC1240, с которыми я работал ранее. С одной стороны это простота использования, хорошая чувствительность, интерфейс uart, доставаемость. С другой – высокая цена, не высокая скорость передачи и некоторые другие заморочки. (ну почему разработчики не встроили супевайзер питания радиочипа в сам модуль?).

Выходная мощность радиосигнала этого модуля чуть менее 10 мвт. Что нам это даёт? а даёт нам это примерно 700 метров устойчивого приёма по земле. Для поставленных задач этого мало. К счастью фирма митсубиси выпускает замечательные твёрдотельные усилительные модули. Был выбран самый маломощный на этот диапазон – RA07H4047M. 7 ватный, питание 12 вольт. Как оказалось мощности RC1240 вполне хватает для раскачки усилителя до штатной мощности. При 5вт выходной мощности дальность по земле составила около 6 километров (замете в непрямой видимости – через леса). Но не подумайте, я не злобный радиогубитель и такой мощностью эфир не засоряю.

Собственно получилось два ВЧ модуля – маломощный – без усилителя и мощный –с усилителем, требует отдельного питания. С ВЧ частью более-менее ясно.

Валялся у меня без дела пульт управления Hitech flash 4. Электроника была аккуратно извлечена и вставлена новая. Поизучал немного тему самодельного передатчика на форуме и плюнул, пошёл своим путём. Подобрал дисплей по размеру окошка экрана в корпусе передатчика, кнопки остались на своих местах. Управляющий микроконтроллер – AVR mega 16. Сигналы с потенциометров подаются на входы встроенного ацп, кнопки триммеров и управляющие – заведены как сканирующая клавиатура на отдельный порт. МК цифрует аналоговые сигналы с ручек, формирует пакет для радиомодуля и шлёт его в свой UART.

Далее стоит микросхемка – преобразователь уровня TTL-RS232. Зачем? Затем, что бы можно было вынести радиопередающую часть, например повыше, на мачту. Функциональность в пульт добавлялась по мере необходимости: нужна регулировка расходов – написал, нужны реверсы – на. Нет, правда, экспоненты.

Теперь приёмник.

Точнее 2 приёмника. Первый просто радиомодуль и МК (mega8). Модуль принимает, микроконтроллер на основе принятых данных формирует сигнал для сервомашинок.

Второй приёмник был собран в экспериментальных целях. Кроме МК и радиомодуля там был установлен SAW фильтр и малошумящий усилитель (maxim). Давало это какие-то преимущества на практике трудно сказать. Вроде приёмник с фильтром и усилителем работал на чуть большем расстоянии.
Из-за тормознутости радиомодулей на каждый канал был выделен один байт. Пакет состоял из пяти байтов (символов). Первый всегда одинаковый – сигнализировал микроконтроллеру в приёмнике о начале пакета. 4 символа (байта) – положение ручек соответствующих каналов.

К этому всему радиомодуль прикручивал кучку своей информации: преамбулу, символ начала кадра (несколько байтов), адрес, CRC. Заявленная скорость 4800 кб/с это скорость с учётом всей этой шелухи. Конечно, можно было поизвращаться: уменьшить длину преамбулы, отключить адресацию, в конце концов, проверку (CRC) это бы дало некоторое увеличение скорости передачи, но на практике выяснилось, что частоты обновления данных в 30 ГЦ достаточно для управления не только большим инертным самолётом, но вертлявым зумом. Именно на супер-зуме система управления и была опробована.

Так же было добавлено некое подобие файл-сейва на канал газа. При пропадании сигнала передатчика более чем на 1 секунду, двигатель отключался. Если сигнал появлялся, то всё продолжало работать.
С пульта можно изменить некоторые параметры радиомодуля, введя его в режим настройки. Например мощность выходного сигнала, включить несущую частоту (полезно для проверки и настройки антенны).

В целом система управления удалась. Конечно речь не идёт о высокоточном спортивном пилотаже, но для полётов по камере самое то.
Если бы сейчас пришлось строить всё заново, я выбрал бы более быстрые модули, возможно из диапазона 868 Мгц.

Продолжение следует…

Плата пульта управления: