Ретранслятор построен!

Сегодня совместно с Манычем испытали ретранслятор видео и управления. Спасибо ему за помощь!

Конструкция

Ретранслятор работает по следующей схеме:

• Принимает 2.4GHz сигнал управления с пульта на приемник с CPPM выходом (у меня был Orange FASST 2.4GHz c ArduPPM на Arduino Mini 328p);
• Передает этот CPPM сигнал на FrSky DIY transmitter module;
• С выхода модуля 2.4GHz сигнал идет на 2W бустер со штыревой антенной;
• Принимает 5.8GHz видео-сигнал на diversity приемник с двумя антеннами - клевером и 3-х витковым IBCrazy helix’ом;
• Передает композитный видео-сигнал на вход 100mW 900MHz передатчика;
• Видео-сигнал на 1040MHz через Low-pass фильтр идет на IBCrazy Vee антенну.

Пилот находится с наземной станцией на 1040MHz и пультом вдали от ретранслятора в прямой видимости, так, чтоб был уверенный прием 1040MHz видео. Модель стартует от пилота и летает так, чтобы оставаться в прямой видимости ретранслятора, а не пилота.

Все сделано очень просто. Для питания сделана плата раздачи питания с минимумом импульсных помех:

• Сначала 3s питание идет на DC-DC (повышающий преобразователь), настроенный на 12V;

• Затем через LC фильтр и разделяется на:

  • common+mode фильтр и выход 12V;
  • 7805 стабилизатор и еще один common-mode filter и выход 5V;

Возможно немного переусложнено, но не хотелось бороться еще и с помехами по питанию.
А бороться пришлось и даже очень. Передатчик на 1040MHz практически полностью давил 5.8GHz приемник, если расстояние между ними было в пределах 40см. Low-pass фильтр улучшил ситуацию, но наиболее сильно повлияло разнесение их на расстояние порядка 120см.

Вся приемная аппаратура расположена на одном конце ретранслятора, а передающая - на другом. Антенны приемников и передатчиков расположены так, чтобы быть максимально развязанными друг с другом.

Испытания
​
Сначала испытали передачу 1040MHz видео с ретранслятора и передачу 2.4Ghz сигнала управления на него. Я ушагал с наземной станцией метров за 300 и прием видео еще был удовлетворительным на штыревую антенну. Если бы взял патч, или применил бы для связи на 1040MHz антенны круговой поляризации (желательно, противоположной поляризации видео-сигнала 5.8GHz), результат был бы еще лучше. А так сигнал портило отражение от кустарников и травы, когда я выходил на ровное место, даже отдаляясь от ретранслятора, сигнал улучшался. В принципе, убедились, что связь с ретранслятором работает на правильном расстоянии для 100mW.

Затем испытали связь ретранслятора с “моделью”. Моделью была картонная коробка с FPV оборудованием на 5.8GHz, приемником FrSky и сервой (а также BEC, DC-DC на 12V с фильтрами, батарейка, rc-switch с LED-прожектором). Антенной были разные клевера. Передатчиком были модуль на 200mW и на 1.5W.

Сначала убедились, что 200mW успешно пробивает 1.7км. Затем увезли “модель” за 4км. Оттуда 200mW добивал с помехами, в принципе летать можно, но начинали сказываться провалы при определенных положениях передающей антенны. 1.5W давал четкую и ясную картинку. В обоих этих случаях прием велся на helix из 3-х витков по схеме IBCrazy. На клевер приема не было вовсе, только 1.5W показывал что-то на фоне снежной метели. 😃 Этот helix ловил сигнал в угле примерно +/-25 градусов. Когда поставили 7-ми витковый helix, сигнал остался таким же четким, но угол уменьшился до +/-15 градусов (углы написаны “на глаз”).

Интересно, что я пробовал убирать low-pass фильтр с 100mW передатчика ретранслятора и связь не ухудшалась даже на 4км. То есть, разнесение передатчика видео и приемника видео на 120 см. устранило их нежелательное взаимовлияние. Жаль, что мне не пришло в голову сдвигать их ближе и ближе, чтобы выяснить минимальную дистанцию с фильтром и без него. Надо будет провести и этот эксперимент.

На обоих дистанциях (1.7 и 4 км.) я с пульта Futaba T7C 2.4GHz FASST через ретранслятор с приемником Orange 2.4GHz FASST успешно махал палочкой на серве перед камерой и включал и выключал прожектор.

Применение
​

1. Поставить ретранслятор на окно (вертикально, вдоль рамы), самому сидеть во дворе и летать над всеми дворами.

2. Повесить его на коптер и поднять высоко в небо, самому быть внизу и управлять другим mission-коптером.