Hace unos días atrás recibí en Aeromodelismo a Full unos comentarios de un anónimo que decía lo siguiente: "Acá te muestran como armarte el avión para volarlo desde la cámara","Acá te dicen como ponerle una cámara y volarlo directamente por vídeo" .
En los comentarios esta persona dejó un enlace hacia la página que él se refería, y cómo también me interesó, ingresé para chusmear un poco y ver de que se trataba esto del aeromodelismo virtual, y la verdad, muy interesante el tema. A continuación, podrán leer los conceptos básicos para iniciarse en el vuelo FPV. La información fue extraída del Foro de los amigos de "AEROMODELISMO VIRTUAL".
¿Qué es el aeromodelismo Virtual o FPV?
El aeromodelismo piloteado por vídeo cámara ( FPV del ingles first person view) básicamente se refiere al pilotaje del avión R/C mediante un sistema de vídeo inalámbrico. El sistema de vídeo le dará al piloto la misma perspectiva visual que si "estuviera dentro del aeromodelo".
Que necesito? Primero tener mediana o avanzada experiencia en aeromodelismo. CONOCER MUY BIEN LA ZONA DONDE UNO VA A VOLAR ( mediante mapas o fotos de la zona tipo google earth. )
Luego:
Se puede dividir en 2 grandes grupos: Equipo de vuelo y Equipo de Tierra ( base de tierra ). Ambos equipos servirán para que el "piloto pueda ver lo que el avión ve".
Equipo de vuelo: Avión de aeromodelismo completo, cámara, equipo transmisor de vídeo (Tx), antena Tx vídeo, baterías para alimentar la cámara y el transmisor, servos para mover la cámara de vídeo (opcional), telemetría (opcional), módem de datos inalámbrico(opcional).
Equipo de Tierra: Emisora R/C convencional, receptor de señal de vídeo (rx) , antena receptora de vídeo ( Rx), equipo para visualizar las imágenes ya sea Gafas virtuales o Monitores, Batería alimentación tierra. Dicho esto voy a detallar cada uno de los componentes:
Detalles Equipo de vuelo:
AVIÓN: No me voy a extender, simplemente voy a decir que cualquier avión de R/C en un principio seria valido, solo tiene que tener capacidad de poder volar con la "carga extra" de peso del equipo vuelo. A algunos les gusta mas los aviones lentos (ideales para aprender ) como motoveleros o modelos de ala alta y a otros les gusta mas los rápidos o acrobáticos, estos 2 últimos ya para pilotos FPV experimentados. Los aviones eléctricos son los preferidos por cuestiones de seguridad, menor vibraciones y peso final. Dentro de los eléctricos, los aviones de materiales como ser Elapor o similes son ideales para el aprendiz FPV. Sin intención de hacer publicidad alguna, el EasyStar de Multiplex es el entrenador FPV de más éxito. Sus cualidades como: fácil pilotaje a baja o alta altura, visión sin obstáculos al tener la hélice detrás, capacidad de carga, fácil aterrizaje en FPV y sobre todo su dureza a los golpes hace que todos sus dueños lo recomienden para empezar. El Easyglider, comparte las mismas ventajas que el EasyStar pero tiene su hélice delante de la cámara ( algunos lo modifican y colocan el motor detrás de esta).
CÁMARA: se usarán mini o micro cámaras que por su tamaño y bajo peso son ideales para esta disciplina. Hay 2 tipos, las que tienen sensor CCD y las q tienen sensor CMOS. Las CCD son las mas indicadas. CCD tiene mejor calidad de imagen q CMOS, además CCD tolera mejor las interferencias eléctricas emanadas de un motor eléctrico, glow o bien el TX.
La contra del CMOS es que la imagen se ve afectada por las cargas electromagnéticas ( ej. motor eléctrico funcionando) . Otra desventaja y grande es que si vuelo con una cámara CMOS y entra el sol en la imagen , esta se pondrá negra por varios segundos hasta que vuelva a la normalidad. Esos segundos "negros" dejan al piloto sin imagen con sus consecuencias. Las CMOS tienen pésimo balance de blancos en situaciones de movimiento ( vuelo ), Las cámaras también se clasifican según su tamaño de sensor: Pueden ser de 1/2, 1/3 o 1/4. Las más usadas en FPV son las de 1/3 y 1/4 en ese orden. Lente de la cámara: Lo que mas se usa son lentes que den un ángulo de visión entre 60 y 110 grados. Para los principiantes es mejor aprender con un lente de gran ángulo ( 80 a 100 grados) ya que mejora perspectiva y la ubicación del piloto. Traducido esto al idioma de los lentes seria algo como lentes desde 4 mm a 2.5 mm, cuanto menos mm tiene el lente mas cobertura angular tengo ( 2.5 mm = 120 grados aprox en cámaras 1/3 ). Ahora bien, un lente de "X" mm no tendrá el mismo campo visual en una cámara que en otra, pero sí similar. Esto es porque existen lentes específicos para sensores 1/2, 1/3 y 1/4. Así que para saber que ángulo de campo visual exacto tengo, hay q saber si mi cámara es de sensor 1/2 , 1/3 o 1/4. Estos datos los provee el fabricante de la cámara y del lente. Es mejor utilizar una cámara que permita intercambiar lentes. Por dar un ejemplo hay lentes que utilizan montura tipo CS, board mount, etc. Los mas usados en FPV son los tipo "Board Mount". Los lentes tipo "Pin Hole u cabeza de alfiler" no se recomiendan para FPV. Un lente de mucho exito en FPV es el de 2.8mm para sensores 1/3. Resolución de la cámara: lo mas usado son de 380 a 520 lineas. Alimentación cámara: Básicamente se alimentan a 12v o 5V, tenerlo en cuenta para escoger las baterías y aparejos eléctricos adecuados. Norma de la cámara: En Europa y América del Sur se utilizan las PAL y en USA, Canadá y Méjico las NTSC.
EQUIPO TRANSMISOR DE VIDEO TX: Se hicieron hace ya algunos años infinidad de pruebas con diferentes frecuencias y potencias en el Tx. La conclusión fue que en aeromodelismo lo ideal es tener como mínimo 200 mW de potencia y de ahí hasta 3000 mw ( 3W). Para vuelo INDOOR se usa potencias menores a 500 mW. ( hay experiencias de vuelo FPV con potencias inferiores a 200mW pero son casos muy puntuales). La frecuencia más usada es de 2.4 Ghz ( gigahertzios ) pero hay algunos que usan las de 900 Mhz o 1.2 Ghz. Cuanto mas alta sea la frecuencia ( 2.4 Ghz es mas alta q 900 Mhz) mas "lineal" será la señal". Se usa comunmente 2.4 Ghz debido a la amplia disponibilidad de antenas en el mercado ( es la misma banda que las señales Wi-FI de los ordenadores). Tener poca o mucha potencia tiene sus inconvenientes. Si tengo poca potencia mi alcance será limitado y si tengo mucha ( 3W) esta interfiere con el equipo Rx de control del avión a pesar de la diferencia de frecuencias. Lo q mas se usa repito, son Tx de 500 a 1000 mW. El mio es de 1000mw. Hay gente que probo equipos de 500 mW hasta 2,5 Kms del piloto sin inconvenientes. Esto se logro usando buenas antenas Tx y Rx. Tb hay experiencias de vuelo de 6 Kms con 3000 mw. El alcance de la señal no se puede calcular teniendo solo en cuenta la potencia del TX, sino que entran en juego un montón de cosas como: el tipo de antena del TX, RX; nivel de interferencias entre los componentes electrónicos abordo; condiciones atmosféricas; etc. Se aconseja comprar equipos donde el TX esté separado de la cámara, es decir, un Tx por un lado y un cámara por el otro. Advertencia:Existen en el mercado kits en los cuales vienen unidos Tx y cámara. Su apariencia externa es una cámara con una antena. ( generalmente chinos), estos equipos NO SON APTOS PARA FPV.
ANTENA TX: Una antena cuanto mas Dbi de ganancia tenga mayor será la sensibilidad de recepción y transmision. También cuantos mas Dbi tenga, menor será su ángulo de cobertura. Lo mas usado son antenas de 3 Dbi en Omnidireccionales. A las ONMIDERECCIONALES se las suele llamadar también "DIPOLOS" ( irradian en todas direcciones por sus costados pero no lo hacen por sus extremos). Al usar antenas de mas de 3dbi de ganancia, se cierra el ángulo de cobertura por lo que aumenta el riesgo de perder señal en giros cerrados, justo cuando el avión se inclina, por lo tanto se desanconseja usar antenas de más de 5dbi abordo. La forma mas usada en omnidireccionales es la "Rubber Duck" tb llamada colita de ratón. Son como unos palillos de menos de 30cm. La posición que mas éxito dio fue colocarla Vertical para arriba o para abajo. Hay más posiciones pero solo se usan para vuelos muy específicos ( gran altura, etc). Si quieren saber mas u opinar entren a foro de antenas.
BATERIAS AVIÓN:Lo que mas se usa son las LIPOS por su voltaje y bajo peso. Generalmente los Tx y cámaras tiene un gran rango de voltaje , así un Tx q necesita 12 V podría funcionar bien con los 11,1 V de una lipo de 3 celulas. Si la cámara o TX es de 5V ya seria necesario un transformador DC- DC. Se suele usar comunmente una misma bateria para TX y Cámara y otra separada para el motor del avión. Osea 2 baterias. En menor medida, hay quienes utilizan una sola bateria que alimenta todo ( en aviones pequeños) requiriendo un mayor cuidado en su instalación para evitar interferencias Para informarse mas u opinar ir al foro de Electrónica.
MOVIMIENTO DE CÁMARA (opcional): A esto en ingles se le llama "Pan and Tilt". Lo mas usado es colocar un servo vertical y sobre este, colocar otro horizontal. Con esto ya tengo los 2 ejes de rotación para mover la cámara. Hay infinidad de diseños. La idea de mover la cámara fue concebida para facilitar la orientación del piloto. Como un piloto "real" observa la tierra para orientarse en su posición, la cámara móvil brindará dará esa posibilidad. En trepadas o bajadas pronunciadas girar la cámara para saber el ángulo de avión con respecto a la tierra es muy útil. También es útil cuando el sol esta bajo y me entra en la imagen. Girar la cámara puede ayudar a evitar ser encandilados por el sol. Cuanto menor sea el ángulo de cobertura del lente de la cámara, tendré mayor necesidad de girar esta para poder orientarme. Los diseños del pan&tilt varian desde: Movimiento en un solo eje con plano recto( 1 servo); movimiento en un solo eje pero con plano de rotación inclinado. Se logra inclinando el servo unos grados hacia abajo ( 1 servo); movimiento en 2 ejes, vertical y horizontal ( 2 servos). Advertencia: Evitar sobrecargar el consumo eléctrico con los servos de la cámara, para lo q se necesitará usar alimentadores acordes con el consumo ( BEC, ESC, etc )
TELEMETRIA ( opcional): Este es un tema que da para largo. La telemetría mejora la interacción piloto-entorno. La telemetría son los datos referentes a la posición y funcionamiento del avión. En aeromodelismo FPV la telemetría puede observar superpuesta a la imagen del video ( a esto de le llama OSD -Over Screen Display ).El OSD se conecta entre la cámara y el Tx del video. Hay aeromodelistas que se fabrican sus propios aparatos de telemetría y otros, los mas, lo compran hechos. La telemetría en R/C sobre todo da: Altitud, velocidad, Rpm, Variometro ( velocidad con la q sube o baja el avión) y GPS. Para ello utiliza sensores como tubo pitot, etc. Hay muchas casas que fabrican estos dispositivos para R/C. Un aeromodelista decía q la mejor Telemetría es el Ojo. Se trata de algo opcional y no necesario 100 %. Para leer mas u opinar ir al foro de telemetría, o tiendas/fabricantes telemetria.
MODEM (opcional): Lo usan algunos aeromodelistas para transmitir datos del avión al piloto y del piloto al avión, como ser algunos tipos de telemetría y también datos para el PILOTO - AUTOMATICO, rumbo, waypoints, etc. Generalmente necesitan un ordenador en tierra. Los modems pueden ser unidireccionales o bi direccionales. Para leer mas u opinar r al foro Telemetría y proyectos UAV / tiendas y fabricantes.
EQUIPO DE TIERRA:
EMISORA R/C: La de siempre. Seria bueno que tenga 2 canales libre para el Pan and Tilt de los servos que mueven la camara. Lo q mas se usa son potenciómetros para moverlos o sistemas de movimientos de servos mediante movimiento de la cabeza(HEADTRACKING ). El headtracking se coloca en la cabeza y mueve los servos con los movimientos de esta. Esa señal entra a la emisora por la entrada alumno/profesor. Se venden ya fabricados o bien hay algunos aeromodelistas "expertos" en electrónica q se los fabrican. Para leer mas o opinar sobre Headtracking ir al foro de electronica.
RECEPTOR señal de video RX:Generalmente ya lo venden en un paquete con el emisor. Tiene que ser la misma frecuencia que el emisor sino no funcionara ( TX y RX deben ser compatibles). Los mas usados tiene 8 canales para elegir. Se alimentan generalmente de 12 V y muchos ya traen salida RCA para Audio y Video.
ANTENA RX:Video: Sin lugar a dudas, luego de muchas pruebas en el mundo la tipo PATCH ( panel ) direccional y la OMNIDIRECIONAl tipo RUBBER DUCK de 3Dbi fueron las q mas éxito dieron. Estas antenas se venden o también hay aeromodelistas que se las fabrican. Una antena tipo Patch de 8 Dbi seria lo mínimo para lograr una calidad aceptable. Cuanto mas Dbi de ganancia tenga la antena mejor calidad de imagen obtendremos. En los comienzos usar una OMNIDRECIONAL de 3dbi, ya que podremos volar 360º a la redonda con total libertad ( hay gente que voló a 4 Kms con esta antena). La patch a pesar de permitirnos volar mas lejos y alto, es para FPVs con experiencia ya que al ser "sectorial" es necesario mantenerse dentro de su area de cobertura para poder recibir video. Mucho dicen que la desventaja de tener una omnidireccional es que recibe señal de los 360 Grados a la redonda, pudiéndose "meter" interferencias en campos de vuelo cercanos a poblaciones ,etc. En zonas descampadas usar una OMNI. no tiene inconvenientes .La antena Patch al ser direccional, debería "apuntar" al avión solamente, filtrando de esta manera las interferencias de zonas cercanas. Cuanto mas DBi de ganancia tenga la antena menor será su ángulo de cobertura, así una antena de 8 Dbi patch puede tener unos 90 grados de cobertura, una antena de 21 Dbi tiene solo 20. Si la antena es muy direccional ( poco ángulo y muchos Dbi ) no nos será útil ya q el avión esta en continuo movimiento y se puede "salir" fácilmente de la zona de recepción de la antena. Hay q buscar una antena con la mayor cantidad de DBi y con el mayor ángulo de cobertura posible. Lo mas usado en antenas Patch son las de 8 y 14 Dbi ( esta última es a la que más gusta personalmente). Las patch de bajo Dbi, permiten volar "detras" de ellas algunas decenas metros. Para saber más u opinar ir al foro de Antenas.
EQUIPO PARA VISUALIZAR LAS IMÁGENES: Ya sea Gafas, monitores, tv. Con el desarrollo de la tecnología se abarataron los costos,de esta forma lo mas usado son las Gafas Virtuales. Las gafas dan la ventaja de una "teleinmersion" que facilita la orientación del piloto. En algunos modelos de gafas es necesario cierta oscuridad exterior para apreciar bien las imágenes ( colocarse un trapo oscuro sobre la cabeza, etc. Las gafas nuevas tiene brillo suficiente para no necesitar esto ultimo. Resolución: a gusto del piloto, cuanto mas resolución tengan mas caras serán las gafas. Tener en cuenta q si tengo una cámara de video de mala calidad no tiene sentido tener unas gafas de alta resolución ( 800 x 600). Otro punto a tener en cuenta es el ángulo de visión ( FOV - field of view) de las gafas. Cuanto mas ángulo FOV tengan las gafas , mas "grande" me parecerá la pantalla. Las más usadas en FPV tienen un FOV de 28º a 42º. Generalmente las gafas funcionan a 5 u 12 V. Para leer mas o opinar ir al foro GAFAS.
BATERIA BASE TIERRA: Se suele usar las baterías de 12V de plomo con sus correspondientes adaptadores. Es bueno sumar los miliamperios de cada dispositivo para saber que batería utilizar. Lo mas usado son baterías de 3 a 7A, pero cualquier bateria de coche tb sirve. Hay quienes también utilizan Lipos de 3s (11,1v) o una batería de NiMh de 10 elementos.
TÉCNICA DE VUELO: . Es mas sencillo de lo que se cree. Esta desarrollada en el foro, pero aconsejamos cuando se es un novato FPV , empezar contando con un "spotter", es decir, otra persona que mantenga contacto visual con el avión y le diga al piloto si se esta alejando demasiado y le pueda orientar en cualquier momento de duda.
DONDE COMPRAR LOS COPONENTES FPV?EL mejor equipo es el que se adapta a nuestro plan y estilo de vuelo. Si existiera algún equipo listo para volar, seguramente no nos sería util. Los componentes FPV fueron creados para fines distintos a los nuestros, por lo que su compra se realizaba antiguamente en tiendas que nada tinian que ver con este Hobby. En la actualidad, gracias al impulso y al auge de esta modalidad, surgieron tiendas online en varias parte del planeta dedicadas exclusivamente al FPV Asi mismo no duden en visitar la seccion "Electronica made in forum" donde esta expuesta la electrónica FPV mas relevante realizada por miembros de este foro. Dicha electrónica es opcional y la pueden adquirir solicitandosela a sus creadores. http://www.aeromodelismovirtual.com/electronica/electronica.php Pueden tambien visitar la "SECCION TIENDAS" del foro donde hay una amplia lista de comercios FPV donde pueden adquirir los componentes.
VOLAR FPV es maravilloso y abre una nueva "Dimension" a nuestro hobby, pero es indispensable tener buena experiencia como aeromodelista clásico tomando todas las medidas de seguridad / habilitaciones pertinentes. Buenos Vuelos!
Esta es toda la info de los amigos de AEROMODELISMO VIRTUAL hacia las personas que quieran iniciarse en el tema del vuelo FPV,Interesante no?,a mi me está picando el bichito :) .... me gustaría algún día poder practicar esta nueva actividad. Y ustedes?
A continuación,un vídeo sobre vuelo en Primera Persona a bordo de un Cap 232 eléctrico.
CAP 232 Premiers Essaies - Awesome video clips here
Aquí en Argentina también se practica esta nueva modalidad de vuelo, pueden obtener más información en : http://www.fpv-bsas.com.ar/
