Самая длинная дистанция управления


8

Я хотел бы сделать квадрокоптер дальнего действия (5 км). На данный момент я просто пытаюсь найти лучший способ контролировать это. Я знаю, что есть несколько передатчиков на 5 км, но они размером с кирпич, что немного неудобно. Мне было интересно, можно ли установить связь через GSM, GPS или другой беспроводной протокол, который будет дешевле и / или весит меньше. Любые идеи о том, как этого добиться, принимаются.


GPS является навигационной системой и не может использоваться для навигации. Что касается любых альтернатив, я думаю, что вы в значительной степени привязаны к размеру кирпича. GSM не очень подходит, так как через него трудно посылать управляющие сигналы, а режимы передачи данных, такие как GPRS, не достаточны в реальном времени для дистанционного управления, если БПЛА не очень умный и ему просто нужны путевые точки.
AndrejaKo

Проконсультируйтесь с вашим органом управления полетом о том, можете ли вы летать с четырьмя вертолетами на этом расстоянии - Великобритания рассматривает их как самолеты с дистанционным управлением, поэтому требуется прямая видимость и максимальное расстояние 500 м. США требуют прямой видимости, и я сомневаюсь, что вы бы ясно увидели позицию квадрокоптера на этом расстоянии.
Пит Киркхэм,

Ответы:


10

Существует, по крайней мере, два широко используемых гражданских механизма для управления БЛА или автомобилями на больших расстояниях: радиосвязь TX / RX общего пользования и пакетная мобильная передача данных в зависимости от возможностей на борту автомобиля с дистанционным управлением.

Для радиочастотного управления в широком диапазоне на больших расстояниях такие модули, как 1-ваттный RSPMA Xtend 900 от Digi , хорошо работают на скорости 5+ миль, обеспечивая скорость передачи данных от 10 кбит / с до 115 кбит / с при очень низких требованиях к мощности. В 18 граммов они не будут классифицироваться как «кирпичи».

Xtend

Эти модули немного дорогие, около 200 долларов каждый , включая стоимость антенны. Сама антенна также может быть проблемой, так как она должна быть достаточно существенной, что мешает воздушному потоку. Самым распространенным типом антенны является антенна утка, аналогичная тем, которые используются в некоторых беспроводных маршрутизаторах.

Утиная антенна

Обратите внимание, что полоса 900 МГц недоступна для публичного использования в большинстве стран, кроме США, Канады, Австралии и некоторых других. Даже в тех странах, где это разрешено, максимальная мощность этого модуля в 1 Ватт может значительно превышать допустимые местные нормы в области телекоммуникаций.

В то время как маркетинговые материалы предполагают диапазон 40 миль для этого устройства, реалистичные тесты аэромоделей показывают пригодный диапазон от 5 до 10 миль , меньше в областях с большим количеством радио трафика в полосе 900 МГц.

Для более узкого бюджета стоило бы поэкспериментировать с XBee-Pro 900 XSC S3B , также с digi.com, хотя и с некоторыми компромиссами:

XBee-Pro 900 XSC

Эти модули обеспечивают скорость передачи данных около 10 кбит / с на реалистичном расстоянии от 3 до 5 миль в зоне прямой видимости. Маркетинговый материал предлагает 28 миль, примите это как хотите.

Хорошо то, что антенна - это просто кусок провода, припаянный к плате, следовательно, не такой разрушительный для RC-самолета. Кроме того, по цене около $ 70, это намного проще в кармане.


Параметры мобильной передачи пакетных данных немного более ограничены: скорости передачи данных сильно зависят от пропускной способности сотовой станции, доступности сотовой сети и расстояния между вышками, а время задержки широко варьируется. Если БПЛА обладает достаточным интеллектом на борту, что, по сути, требует лишь периодических обновлений путевых точек и не критичных ко времени команд (например, «возврат к точке взлета во время X: YY и приземление»), это может быть жизнеспособным.

Модули GPRS, такие как SM5100B от SparkFun , используются некоторыми энтузиастами RC. При весе до 9 грамм, опять же, они не размером с кирпич. Также цена аналогична XBee-Pro 900 выше.

5100B

Диапазон может быть произвольно высоким - при условии, что базовый контроллер и транспортное средство RC находятся в пределах диапазона вышек сотовой связи, для которых доступ к сети доступен для соответствующих устройств, механизм будет работать - даже между странами, не говоря уже о милях, до тех пор, пока задержка и случайные падения сигнала не являются проблемой.

Хорошим мысленным экспериментом было бы выяснить, может ли ваше автомобильное радиоуправление работать, например, опросив URL-адрес в Интернете. Если да, то GPRS будет нормально работать для этой цели.


Стоит иметь в виду, что на любое такое радиочастотное дистанционное управление на большие расстояния влияют капризы всего, от солнечной активности до местных погодных условий или от того, кто использует беспроводной телефон поблизости, чтобы позвонить. Следовательно, должна быть небольшая зависимость от непрерывной доступности канала управления или пропускной способности данных. При этом, это делается все время, даже на враждебных территориях, таких как Антарктика, так что делайте это!


Спасибо за глубокий анализ и предоставленные варианты. Если бы я хотел также транслировать видео, вы бы предложили одно поверх другого? GSM также требует сим-карту и ежемесячные платежи правильно?
Райли Ллойд

@RileyLloyd Я бы не стал смотреть потоковое видео на большие расстояния, если бы у меня не было достаточно мощных возможностей сжатия видео на борту беспилотного летательного аппарата, и я не хотел работать с очень скромным разрешением и частотой кадров. Теоретически вы можете передавать потоковое видео как по GPRS (когда-либо смотрели YouTube по GPRS на телефоне?), Так и по Xtend, но это было бы очень отрывочно и с задержкой. GPRS потребует подписку на мобильные данные, да. Я не предложил старый добрый GSM из-за ограничений скорости передачи данных.
Аниндо Гош

Смогу ли я использовать XBee Pro 900 U.FL Connection ( sparkfun.com/products/9098 ) для управления квадрокоптером и передачи видео? или, может быть, использовать оригинальный XBee, который вы предложили для элементов управления, и этот XBee для видео?
Райли Ллойд

@RileyLloyd XBee Pro 900, скорее всего, не будет работать на 5 милях в реальных условиях - я слышал, что он заикался на расстоянии менее 4 километров. Кроме того, использование двух РЧ-устройств в одной и той же полосе частот при высокой мощности на одном БПЛА ... это не закончится хорошо. :-)
Anindo Ghosh

Если видео выйдет из строя, это не станет концом света, так как я все еще надеюсь управлять через другой XBee. Я очень плохо знаком с целым БПЛА и удаленной связью. Я читал, что у вас могут быть разные «номера сигналов» (из-за отсутствия лучшего слова), чтобы не было перекрестного общения. Под плохим окончанием вы подразумеваете чрезмерное использование батареи? Почему это не закончится хорошо? Спасибо за вашу постоянную помощь.
Райли Ллойд

0

TI утверждает, что их высокочастотные чипы могут достигать 25 км. См. Их страницу RF Performance Line, которая включает в себя устройство CC1200, которое претендует на этот диапазон.

В реальном мире вы не всегда можете достичь этого из-за различных факторов, таких как затухание многолучевого распространения. Но поскольку вы используете квадрокоптер, и он в большинстве случаев повышен, эффект замирания из-за многолучевого распространения не будет таким плохим по сравнению с системой, в которой два приемопередатчика разговаривают друг с другом, а оба находятся на высоте 5 футов над землей.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.