FPV -Del 1, va é dé?

Är det en fluga, en julafton för tekniknördar, eller en fantastisk nytändning för vår hobby? I denna artikelserie får ni följa en nybörjares funderingar och vedermödor med att sätta ihop en FPV-utrustning. Del 1, kameran

Förkortningen FPV står för ”First Person View” och innebär i modellflygarsammanhang att du monterar en videokamera på ditt flygplan och sänder ner signalen till piloten på marken. Via en skärm eller videoglasögon kan piloten se och styra planet precis som han/hon suttit i cockpiten. I artikelserien kommer jag att gå igenom komponenterna för FPV-flygning en efter en. Därefter ska jag försöka sätta ihop allting till ett fungerande system.

Först av allt började jag fundera på vilka krav jag skulle ställa på kameran.

Många verkar lägga störst vikt vid själva överföringssystemet, men jag anser att det är minst lika viktigt att välja rätt kamerautrustning för uppgiften.Om kameran inte klarar av den upplösning, ljusstyrka, skärpa etc som jag behöver så spelar det ingen roll hur bra min videolänk är.

Det är därför viktigt att välja kamera med omsorg utifrån vilka behov man har. De parametrar som styr mitt val av kamera är:

Största bländaröppning
Ju större bländaröppning kamerans objektiv har, desto mer ljus släpper det in till kamerans sensor. Mycket ljus in till sensorn betyder att det blir bätttre bild vid dåliga ljusförhållanden.  Men det är inte enbart positivt med stor bländaröppning då skärpedjupet i bilden minskar med ökande bländaröppning.

Bländaröppningen anges för objektivet med ett F-tal, till exempel F1.6. Lägre F-tal innebär mer ljus till sensorn, men också kortare skärpedjup och sämre absolutskärpa.

Planerar du att flyga i dåligt ljus så är det viktigt med lågt F-tal. Kommer du däremot mestadels att flyga i bra ljus så kan det vara viktigare att ha större skärpedjup.

Brännvidd
Brännvidden tolkas ofta som ett mått på objektivets bildvinkel, men enbart brännviddsvärdet ger dig inte tillräckligt med information om vilken bildvinkel objektivet har eftersom vinkeln beror både på brännvidden och kamerans sensorstorlek. Så leta i specifikationen efter brännvidden angiven som en bildvinkel i grader.

Ett mindre värde på brännvidden betyder större bildvinkel.

Om man har en fast monterad kamera på planet vill man oftast ha så stor bildvinkel som möjligt för att se så mycket som möjligt utan att behöva svänga planet. En nackdel med stor bildvinkel är att varje föremål i kameran kommer se litet ut (eftersom det är så mycket som ska synas i bilden).

Planerar du att använda en så kallad headtracker för att panorera med kameran under flygning så kan man minska bildvinkeln eftersom man då kan ”titta runt” under flygningen.

Sensortyper
Två typer av sensortekniker dominerar bland kamerorna, CCD- och CMOS-sensorer. Jag kommer inte gå in på sensorernas skillnad i uppbyggnad (för tillfället) utan nöjer mig med att notera vissa skillnader mellan dem som kan vara bra att känna till.    -CMOS-sensorer kan ge upphov till irriterande ränder i bilden när man filmar genom propellern.

  •    Billigare CMOS-sensorer har mer brus än motsvarade CCD-kameror. (Inte att jämföra med dyrare systemkameror som tex Canons, som alla har CMOS-sensorer).
  •    CMOS-sensorer klarar inte av starkt ljus. Solen bllir tex en svart punkt på bilden.
  •    CMOS-sensorer kräver mindre ström och är därför bra för lättviktssystem.

Vill du läsa mer om sensorertyperna kan den här artikeln vara en bra start: http://electronics.howstuffworks.com/cameras-photography/digital/question362.htm

Sensorerna är olika bra på att hantera brus i bilden och bruset framträder tydligast vid dåligt ljus. Här är ett par förstorade utsnitt som visar att det inte alltid är en sanning att CCD-sensorer är bättre på att hantera brus än CMOS-sensorer:

Bild tagen med ”billig” CCD-sensor


Bild tagen med ”dyr” CMOS-sensor

Vill du veta mer om brus i digitalfoton så kan jag rekommendera en gammal artikel som jag skrev för ett antal år sedan: http://www.fotografiska.org/2009/05/artikel-minska-bruset-i-dina-bilder/

Vitbalans
Med vitbalans menas kameran förmåga att tolka det den ser till samma färger som vi anser oss se. Kanske inte låter så svårt, men vår hjärna är faktiskt suverän på att tolka färger oavsett belysning. Eftersom vi vet att ett vitt papper är vitt oavsett om du ser det i dagsljus, i lysrörsbelysning eller i skenet från ett stearinljus. Den erfarenheten har inte kameran och det är därför som färgerna kan upplevs som konstiga när vi filmar inomhus.

Här är två versoner av samma bild där kameran i ena fallet tolkat att bilden är tagen utomhus i dagsljus, och i andra fallet att bilden är tagen i lysrörsbelysning:

Ljuset tolkat som dagsljus


Ljuset tolkat som lysrörsbelysning

Här har jag skrivit lite mer om vitbalans och färgtemperaturer: http://www.fotografiska.org/2009/03/artikel-vitbalans-och-fargtemperatur/

Vikten
Vikten på kameran spelar givetvis en roll. Om du ska montera utrustningen på en inomhusmaskin vill du antagligen inte ha en kamera på 300 gram att släpa på. Har du däremot en stort utomhusplan med två meters spännvidd så märks inte kamerans vikt.

Drivspänning
Fundera igenom vilken spänning din kamera ska drivas med. Driver du videosändaren med 12 volt är det praktiskt att använda en kamera med samma spänning till kameran. Annars blir du tvungen att växla ner spänningen till kameran, alternativ ordna separat matning till kameran.

Många använder en huvudack på 3s i planet för att driva såväl motor, som mottagare, kamera, sändare och OSD. Det låter smidigt, men man får dock testa systemet noggrant så att systemen inte stör varandra.

Inspelning
Slutligen får du även fundera på om du ska spela in dina flygningar. Är inte kvaliten på inspelningen viktig kan du kanske nöja dig med en lågupplöst bild med vissa bildstörningar (som beror på videolänken). En sådan film kan du spela in med signalen från videomottageren på marken.
Här är ett exempel på en sådan film: http://www.youtube.com/user/dadde87#p/u/13/ZslcHqyIc38

Vill du däremot ha en högupplöst bild utan störningar eller inkopierade OSD data så behöver du spela in och lagra filmen direkt i luften. Ett vanligt men dyrt alternativ är att använda den så populära GoPro HD kameran (http://www.goprocamera.com/ )  som kan spela in högupplöst film på ett minneskort samtidigt som den sänder ner bilden till marken.  Så här kan det se ut då: http://www.youtube.com/user/dadde87#p/u/1/4s4m0AXLTtQ eller http://www.youtube.com/watch?v=J9L4phs1owA .
Ett annat alternativ är att använda två olika kameror på planet. En som spelar in filmen och en som sänder bilden ner till marken.

Vanligt förekommande kameror för FPV:
Dessa kameror har jag inte testat själv, men de omnämns ofta på olika forum. Jag har länkat till olika webbutiker runt om i värrlden så ni kan ha dessa som en utgångspunkt för ert sökande efter den optimala kameran för FPV.

Mitt val
Efter att ha funderat igenom ovanstående valde jag att köpa en övervakningskamera på Clas Ohlson. Den har en brännvidd på 2,8mm vilket ger en bildvinkel på ca 110 grader och en bländaröppning på F1,2. Upplösningen på 420 linjer anser jag räcker till då jag inte ska spela in filmen med den här kameran utan använda en separat kamera för detta. En nackdel med  kameran är att den väger över 50 gram. Länk till kameran: http://www.clasohlson.se/link/m3/Product,Product.aspx?artnr=36-3561

Genom att ta bort metallhöljet och ersätta det med krympplast kan man dock få ner vikten till ca 20 g, vilket David Windestål (RCExplorer) visar i den här utmärkta artikeln: http://rcexplorer.se/projects/fpvfg/fpvfg.html. Till mina första försök behåller jag dock höljet på. Min Multiplex Magister som är tänkt som testplattform klarar denna vikt utan större bekymmer.

I nästa artikel kommer vi titta närmare på OSD utrustningen.

Om Mattias

Flygintresserad sedan barnsben. Sedan 2008 en modellflygare som bygger hellre (och bättre) än vad jag flyger. Sekreterare och webmaster i Bluemax.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *