Telecomando a lungo raggio


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Vorrei fare un quadricottero a lungo raggio (5Km). A partire da ora, sto solo cercando di scoprire il modo migliore per controllarlo. So che ci sono alcuni trasmettitori R / C da 5 km ma sono delle dimensioni del mattone, il che è un po 'scomodo. Mi chiedevo se la comunicazione potesse essere effettuata tramite GSM, GPS o altri protocolli wireless che sarebbero più economici e / o di peso inferiore. Sono accettate tutte le idee su come raggiungere questo lungo raggio.


Il GPS è un sistema di navigazione e non può essere utilizzato per la navigazione. Per quanto riguarda le alternative, penso che tu sia praticamente legato alla dimensione del mattone. Il GSM non è adatto, poiché è difficile inviare segnali di controllo attraverso di esso e le modalità dati come GPRS non sono abbastanza in tempo reale per il controllo remoto, a meno che l'UAV non sia molto intelligente e abbia solo bisogno di waypoint.
AndrejaKo

Controlla la tua autorità di regolamentazione del volo per sapere se puoi pilotare quadricoptero a quel raggio: il Regno Unito li tratta come aeroplani di tipo r / c, quindi richiede una linea di vista e una distanza massima di 500 m. Gli Stati Uniti richiedono una linea di vista e dubito che vedresti chiaramente l'atteggiamento di un quadricoptero a quel raggio.
Pete Kirkham,

Risposte:


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Esistono almeno due meccanismi civili comunemente usati per il controllo a lungo raggio di UAV o auto RC: radio TX / RX a banda pubblica e dati di pacchetti mobili, a seconda delle capacità a bordo del veicolo controllato a distanza.

Per il controllo RF a banda pubblica a lungo raggio, moduli come Xtend 900 1 Watt RSPMA di digi funzionano bene a oltre 5 miglia, fornendo tra 10 kbps e 115 kbps di velocità dati, con requisiti di alimentazione molto bassi. A 18 grammi, non sarebbero classificati come "mattoni".

Xtend

Questi moduli sono un po 'costosi, a quasi $ 200 ciascuno , incluso il costo dell'antenna. Anche l'antenna stessa sarebbe una preoccupazione, in quanto dovrebbe essere abbastanza sostanziale, interferendo così con il flusso d'aria. Il tipo più comune di antenna è l'antenna anatra, simile a quelle utilizzate in alcuni router wireless.

Anatra Antenna

Si noti che la banda 900 MHz non è disponibile per l'uso pubblico nella maggior parte dei paesi diversi da Stati Uniti, Canada, Australia e alcuni altri. Anche nei paesi in cui è consentito, la potenza massima di 1 Watt di questo modulo può essere molto superiore a quanto consentito dalle normative locali sulle telecomunicazioni.

Mentre il materiale di marketing suggerisce un raggio di 40 miglia per questo dispositivo, test realistici da parte degli aeromodeler indicano un raggio utilizzabile da 5 a 10 miglia , meno nelle aree con molto traffico radio nella banda 900 MHz.

Per un budget più limitato, l' XBee-Pro 900 XSC S3B , anche di digi.com, varrebbe la pena sperimentare, anche se con alcuni compromessi:

XBee-Pro 900 XSC

Questi moduli offrono una velocità di trasferimento dati di circa 10 kbps, con una portata realistica di circa 3-5 miglia in linea di vista. Il materiale di marketing suggerisce un raggio di 28 miglia, prendilo come vuoi.

La cosa buona è che l'antenna è solo un pezzo di filo saldato alla scheda, quindi non così dirompente su un aereo RC. Inoltre, ad un prezzo di ~ $ 70, questi sono molto più facili da tasca.


Le opzioni di dati del pacchetto mobile sono un po 'più restrittive: le velocità dei dati dipendono fortemente dalla capacità del sito cellulare, dalla disponibilità del circuito cellulare e dalla distanza della torre e la latenza è ampiamente variabile. Se l'UAV dispone di un'intelligenza di bordo sufficiente che essenzialmente richiede solo aggiornamenti di waypoint occasionali e comandi non critici in termini di tempo (ad esempio "ritorno al punto di decollo al momento X: AA e atterraggio"), questo potrebbe essere praticabile.

I moduli GPRS come SM5100B di SparkFun sono utilizzati da alcuni appassionati di RC. A meno di 9 grammi di peso, anche questi non sono grossi. Inoltre, il prezzo è simile all'XBee-Pro 900 sopra.

5100B

La portata può essere arbitrariamente alta - fintanto che il controller di base e il veicolo RC sono entrambi all'interno della portata delle torri cellulari per le quali è disponibile l'accesso alla rete per le rispettive unità, il meccanismo funzionerà - anche attraverso i paesi, per non parlare delle miglia, purché latenza e cadute di segnale occasionali non sono un problema.

Un buon esperimento sarebbe quello di valutare se la comunicazione del tuo veicolo RC potrebbe funzionare eseguendo il polling di un URL Web su Internet, ad esempio. Se sì, allora GPRS funzionerà bene allo scopo.


Vale la pena ricordare che qualsiasi telecomando RF a lungo raggio è influenzato dai capricci di tutto, dall'attività delle macchie solari alle condizioni meteorologiche locali o da qualcuno che utilizza un telefono cordless nelle vicinanze per effettuare una chiamata. Quindi, dovrebbe esserci poca dipendenza dalla disponibilità continua del canale di controllo o dalla velocità di trasmissione dei dati. Detto questo, viene fatto sempre, anche in terreni ostili come l'Antartico, quindi fallo!


Grazie per l'analisi approfondita e le opzioni fornite. Se volessi trasmettere anche video in streaming, suggeriresti uno sopra l'altro? GSM richiede anche una sim card e pagamenti mensili corretti?
Riley Lloyd,

@RileyLloyd Non prenderei in considerazione lo streaming di video a lungo raggio a meno che non avessi una capacità di compressione video abbastanza potente a bordo dell'UAV e non fossi disposto a lavorare con una risoluzione e un frame rate molto modesti. In teoria, potresti trasmettere video sia su GPRS (hai mai visto YouTube su GPRS su un telefono?) Sia su Xtend, ma sarebbe molto impreciso e lento. GPRS richiederebbe un abbonamento ai dati mobili, sì. Non ho suggerito il semplice vecchio GSM a causa di vincoli di velocità dei dati.
Anindo Ghosh,

Sarei in grado di utilizzare la connessione U.FL XBee Pro 900 ( sparkfun.com/products/9098 ) da utilizzare per il controllo del quadricottero e la trasmissione video? o forse usi l'XBee originale che hai suggerito per i controlli e questo XBee per i video?
Riley Lloyd,

@RileyLloyd XBee Pro 900 molto probabilmente non funzionerà a 5 miglia in condizioni reali - ne ho sentito parlare balbettare a meno di 4 chilometri. Inoltre, usando due dispositivi RF nella stessa banda di frequenza ad alta potenza su un UAV ... questo non finirà bene. :-)
Anindo Ghosh il

Se il video si interrompesse, non sarebbe la fine del mondo, come spero che avrei ancora il controllo tramite l'altro XBee. Sono molto nuovo all'intero UAV e alle comunicazioni remote. Ho letto che puoi avere diversi "numeri di segnale" (per mancanza di una parola migliore) in modo che non ci sia comunicazione incrociata. Non finendo bene intendi un uso eccessivo della batteria? Perché non dovrebbe finire bene? Grazie per il vostro continuo aiuto.
Riley Lloyd,

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TI afferma che i loro chip RF ad alte prestazioni possono arrivare fino a 25 km. Vedere la pagina della linea delle prestazioni RF che include il dispositivo CC1200 che rivendica tale intervallo.

Nel mondo reale non puoi sempre raggiungerlo a causa di vari fattori come lo sbiadimento multipath. Ma poiché stai usando un quadricottero ed è elevato per la maggior parte del tempo, l'effetto della dissolvenza multipath non sarà così grave rispetto a un sistema che ha 2 ricetrasmettitori che parlano tra loro mentre entrambi sono sollevati di 5 piedi dal suolo.

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