Verkabelung von Videosender, Kamera und Flightcontroller

Videosender

Inhaltsverzeichnis

FPV – First Person View. FPV bedeutet, dass der Pilot das sieht, was man von der Drohne aus sieht. Damit das funktioniert benötigt man ein FPV System. Zu diesem System gehören eine Kamera in der Drohne, ein Videosender, ein Videoempfänger und eine Brille. Heute soll es um eines dieser Teile gehen. Um den Videosender.

Was macht ein Videosender?

Ein Videosender erhält ein Videosignal und wandelt dieses in eine elektromagnetische Welle um. Diese Welle breitet sich durch die Antenne im Raum aus und wird vom Videoempfänger empfangen und dem Piloten als live Video angezeigt. Eine solche elektromagnetische Welle besitzt eine Frequenz und eine Leistung.

Frequenz: Bänder und Kanäle

Eine Frequenz wird in Hz (Hertz) angegeben. Hz steht für pro Sekunde. Das Videosignal wird von dem Videosender im 5,8 GHz Bereich gesendet. 5,8 GHz sind 5800 MHz. Nun könnte man ein Signal mit 5800 MHz senden und ein weiteres Signal mit 5801 MHz. Wenn die Frequenz aber zu dicht beieinander liegen, können sie sich überlagern. Diese ungewollte Überlagerung wird auch Interferenz genannt. Um eine Überlagerung zu vermeiden, werden die Frequenzen so eingeteilt, dass sie einen gewissen Abstand zueinander haben. Wenn Person A auf Frequenz 5800 MHz sendet, so könnte Person auf Frequenz 5820 senden. Je größer die Differenz zwischen zwei Frequenzen, desto geringer ist die Gefahr der Überlagerung. Um die Frequenzen besser einteilen zu können, wurden sie in Bänder und Kanäle unterteilt. Es gibt mehrere Bänder und ein Band hat mehrere Kanäle. Es gibt etwa ein Band A. Dieses Band hat acht Kanäle. Dazu gehören die Frequenzen 5725 MHz, 5745 MHz, 5765 MHz, 5785 MHz, 5805 MHz, 5825 MHz, 5845 MHz und 5865 MHz. Diese werden dann mit Kanal 1 bis 8 bezeichnet.

Wenn man einen Videosender kauft, kann man sehen, auf welchen Bändern und Kanälen gesendet werden kann. Je mehr Bänder und Kanäle zur Verfügung stehen, desto besser. Eine Brille, genauer gesagt ein Empfänger kann einen gewissen Frequenzbereich empfangen. Beispielsweise kann ein Empfänger die Frequenzen im 5,8 GHz Bereich innerhalb der Frequenzen 5333 MHz – 5945 MHz empfangen.

Leider sind die Angaben sowohl bei Videosendern, als auch bei Videoempfängern in Online-Shops nicht immer alle vorhanden. Das macht das Vergleichen und Prüfen nach Kompatibilität schwierig.

Leistung

Je mehr Leistung, desto mehr Reichweite. Die Leistung wird in W (Watt) angegeben. Die Leistungen eines Videosenders sind meistens kleiner als 1 W und werden daher in mW (milli Watt) angegeben.

Bei der Leistung eines Videosenders gibt es in Deutschland nicht so viel zu wählen. In Deutschland ist eine maximale Leistung von 25 mW erlaubt. Die meisten Videosender können mit bis zu 800 mW senden. Die Leistung kann meistens mit einem Knopf am Videosender eingestellt werden. Je größer die Leistung, desto länger ist die Reichweite des Signals. Die Leistung lässt sich meistens stufenweise einstellen. Ein Videosender kann etwas mit 25 mW, 200 mW, 600 mW und 800 mW Leistung senden.

Es gibt auch einen sogenannten Pitmode. Dieser ist wichtig, wenn man mit anderen Personen gleichzeitig fliegt. Der Pitmode reduziert die Leistung auf ein Minimum.

Als Beispiel: Es gibt Videosender A und Empfänger A und Videosender B und Empfänger B. Beide Piloten stehen nebeneinander. Nun möchte Person A etwas an seiner Drohne einstellen. Dabei ist Videosender A sehr nah an Empfänger B. Wenn Videosender A mit voller Leistung senden würde, könnte er trotz einer anderen Frequenz das Signal von Videoempfänger B stören. Daher gibt es den Pitmode. Dieser reduziert die Leistung des Videosenders auf wenige Meter. Somit wird das Signal von Person B nicht gestört.

Verkabelung

Ein Videosender benötigt mindestens drei Kabel, hat meistens aber mehr für weitere Funktionen. Ein Videosender benötigt mindestens einen Plus- und einen Minuspol und ein Kabel für ein Videosignal. Viele Videosender haben zusätzlich noch eine Stromversorgung für die Kamera und einen Anschluss für die Steuerung.

Strom, Videosignal und Steuerung

In diesem Bild sieht man eine beispielhafte Verkabelung von Videosender, Flightcontroller und Kamera.

Was sieht man alles auf dieser Verkabelung?

Videosignal: Man sieht ein grünes Kabel. Dieses Kabel geht von der Kamera in den FC (Flightcontroller) und dann aus dem Flightcontroller in den Videosender. Über dieses Kabel wird das Videosignal übertragen.

Strom: Dann gibt es ein rotes und ein schwarzes Kabel, die vom Flightcontroller zum Videosender gehen. Diese versorgen den Videosender mit Strom. Der Flightcontroller selbst wird vom ESC (Electronic Speed Control) mit Strom versorgt. Es gibt noch zwei weitere rote und schwarze Kabel. Dieses gehen vom Videosender zur Kamera und versorgen die Kamera mit Strom.

Steuerung: Es gibt ein blaues Kabel. Dieses Kabel geht vom Videosender zum Flightcontroller. Dieses Kabel ist mit „Smart Audio“ betitelt. Smart Audio ist ein Protokoll zur Kommunikation zwischen Flightcontroller und Videosender. Früher wurde über dieses Kabel ein Audiosignal übertragen. Da diese Audioverbindung aber oft nicht genutzt wurde, wurde von TBS (Team Black Sheep) ein Protokoll entwickelt, was die Audioverbindung genutzt hat, um den Videosender zu steuern. Über das Kabel Smart Audio kann man also die Frequenz und die Leistung des Videosenders einstellen. Dies ist über die Fernsteuerung möglich. Neben Smart Audio gibt es auch noch das Protokoll Tramp. Mit diesem kann man ebenfalls den Videosender steuern.

Warum kann es wichtig sein den Videosender mit der Fernsteuerung steuern zu können?

Angenommen ich fliege mit anderen Personen gleichzeitig. Jetzt möchte ich von Frequenz 5800 MHz zu 5890 MHz wechseln. Leider gibt es einen anderen Piloten, der sein Videosignal auf 5840 MHz sendet. Wenn ich meinen Videosender nicht über die Fernsteuerung steuern kann, muss ich den Knopf am Videosender nutzten. Mit diesem kann ich aber nur durch alle Kanäle durchhangeln. In diesem Beispiel würde ich also für kurzer Zeit auf dem Videosignal 5840 MHz senden. Dadurch könnte der andere Pilot aber nicht mehr sein eigenes Videobild sehen. Wenn ich den Videosender aber mit der Fernsteuerung steuern kann, kann ich zuerst den gewünschten Kanal aussuchen und diesen dann einstellen. Somit sende ich nicht kurzfristig auf einem Kanal, der von einer anderen Person genutzt wird.

Plug and Play

„Plug and Play“ funktioniert vor allem bei der Steuerung noch nicht. Nachdem man einen Videosender mit einem Flightcontroller verbunden hat, muss man dem Flightcontroller noch sagen, was für eine Verbindung an diesem Anschluss anliegt. Ein Flightcontroller hat sogenannte UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) Anschlüsse. An solche Anschlüsse kann man verschiedene Geräte anschließen. Damit Smart Audio oder Tramp funktioniert, muss man dem Flightcontroller mitteilen, dass über den verbundenen Anschluss Smart Audio übertragen werden soll. Dies wird über die Software Betaflight eingestellt. Dafür wird der Flightcontroller mit dem Computer verbunden.

 

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