Télécommande longue portée


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Je voudrais faire un quadcopter à longue portée (5 km). En ce moment, j'essaie juste de trouver la meilleure façon de le contrôler. Je sais qu'il y a des émetteurs R / C 5Km mais ils sont de la taille de la brique ce qui est un peu gênant. Je me demandais si la communication pouvait être établie via GSM, GPS ou autre protocole sans fil qui serait moins cher et / ou pèserait moins. Toutes les idées sur la façon d'atteindre cet objectif à long terme sont acceptées.


Le GPS est un système de navigation et ne peut pas être utilisé pour la navigation. Comme pour toutes les alternatives, je pense que vous êtes à peu près lié à la taille de la brique. Le GSM n'est pas bien adapté, car il est difficile d'envoyer des signaux de contrôle à travers lui et les modes de données tels que GPRS ne sont pas assez en temps réel pour le contrôle à distance, sauf si l'UAV est très intelligent et a juste besoin de waypoints.
AndrejaKo

Vérifiez auprès de votre autorité de régulation des vols si vous pouvez piloter des quadriroptères à cette distance - le Royaume-Uni les traite comme des avions r / c, donc nécessitent une ligne de vue et une distance maximale de 500 m. Les États-Unis nécessitent une ligne de vue, et je doute que vous verriez clairement l'attitude d'un quadcopter à cette distance.
Pete Kirkham

Réponses:


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Il existe au moins deux mécanismes civils couramment utilisés pour le contrôle à longue portée des UAV ou des voitures RC: la radio TX / RX à bande publique et les données de paquets mobiles, selon les capacités à bord du véhicule télécommandé.

Pour le contrôle RF en bande publique à longue portée, des modules tels que le Xtend 900 1 Watt RSPMA de digi fonctionnent bien à plus de 5 miles, offrant des débits de données de 10 kbps à 115 kbps, avec de très faibles besoins en énergie. À 18 grammes, ils ne seraient pas classés comme des "briques".

Xtend

Ces modules sont un peu chers, à près de 200 $ chacun , y compris le coût de l'antenne. L'antenne elle-même serait également un problème, car elle devrait être assez importante, interférant ainsi avec le flux d'air. Le type d'antenne le plus courant est l'antenne canard, similaire à celles utilisées dans certains routeurs sans fil.

Antenne de canard

Notez que la bande 900 MHz n'est pas disponible pour une utilisation publique dans la plupart des pays autres que les États-Unis, le Canada, l'Australie et quelques autres. Même dans les pays où cela est autorisé, la puissance maximale de 1 Watt de ce module peut être bien supérieure à ce que la réglementation locale des télécommunications autorise.

Alors que le matériel marketing suggère une portée de 40 milles pour cet appareil, des tests réalistes par des aéromodélistes indiquent une portée utilisable de 5 à 10 milles , moins dans les zones à fort trafic radio dans la bande des 900 MHz.

Pour un budget plus serré, le XBee-Pro 900 XSC S3B , également de digi.com, mériterait d'être expérimenté, mais avec quelques compromis:

XBee-Pro 900 XSC

Ces modules offrent un débit de données d'environ 10 kbps, dans une plage réaliste de 3 à 5 miles en ligne de visée. Le matériel marketing suggère une portée de 28 miles, prenez-le comme vous voulez.

La bonne chose est que l'antenne n'est qu'un morceau de fil soudé à la carte, donc pas si perturbant sur un avion RC. En outre, à un prix de ~ 70 $, ceux-ci sont beaucoup plus faciles sur la poche.


Les options de données par paquets mobiles sont un peu plus restrictives: les débits de données dépendent fortement de la capacité du site cellulaire, de la disponibilité du circuit cellulaire et de la distance de la tour, et la latence est très variable. Si l'UAV a suffisamment d'intelligence embarquée pour qu'il ne nécessite essentiellement que des mises à jour ponctuelles des points de cheminement et des commandes non critiques (par exemple, "retour au point de décollage au moment X: YY et atterrissage"), cela pourrait être viable.

Les modules GPRS tels que SM5100B de SparkFun sont utilisés par certains passionnés de RC. À moins de 9 grammes, ils ne sont pas de la taille d'une brique. En outre, le prix est similaire au XBee-Pro 900 ci-dessus.

5100B

La portée peut être arbitrairement élevée - tant que le contrôleur de base et le véhicule RC sont tous deux à portée de tours de cellules pour lesquelles l'accès au réseau est disponible pour les unités respectives, le mécanisme fonctionnera - même à travers les pays, sans parler de miles, tant que la latence et les chutes de signal occasionnelles ne sont pas un problème.

Une bonne expérience de réflexion serait de déterminer si la communication de votre véhicule RC pourrait fonctionner en interrogeant une URL Web sur Internet, par exemple. Si oui, alors GPRS fonctionnera bien à cet effet.


Il convient de garder à l'esprit qu'une telle télécommande RF à longue portée est affectée par les aléas de tout, de l'activité des taches solaires aux conditions météorologiques locales ou à quelqu'un qui utilise un téléphone sans fil à proximité pour passer un appel. Par conséquent, il devrait y avoir peu de dépendance à l'égard de la disponibilité continue du canal de contrôle ou du débit de données. Cela étant dit, cela se fait tout le temps, même sur des terrains hostiles comme l'Antarctique, alors allez-y!


Merci pour l'analyse approfondie et les options données. Si je voulais également diffuser une vidéo, suggéreriez-vous l'un par rapport à l'autre? Le GSM nécessite également une carte SIM et des paiements mensuels corrects?
Riley Lloyd

@RileyLloyd Je n'envisagerais pas de diffuser de la vidéo sur une longue portée à moins d'avoir une capacité de compression vidéo assez puissante à bord de l'UAV et d'être disposé à travailler avec une résolution et une fréquence d'images très modestes. En théorie, vous pourriez diffuser de la vidéo sur GPRS (jamais regardé YouTube sur GPRS sur un téléphone?) Et Xtend, mais ce serait très sommaire et lent. Le GPRS nécessiterait un abonnement aux données mobiles, oui. Je n'ai pas suggéré de vieux GSM simple en raison de contraintes de débit de données.
Anindo Ghosh

Pourrais-je utiliser la connexion XBee Pro 900 U.FL ( sparkfun.com/products/9098 ) à utiliser pour contrôler le quadcopter et la transmission vidéo? ou peut-être utiliser le XBee d'origine que vous avez suggéré pour les contrôles et ce XBee pour la vidéo?
Riley Lloyd

@RileyLloyd Le XBee Pro 900 ne fonctionnera probablement pas à 5 miles dans des conditions réelles - j'ai entendu parler d'un bégaiement à moins de 4 kilomètres. De plus, l'utilisation de deux appareils RF dans la même bande de fréquences à haute puissance sur un seul UAV ... cela ne se terminera pas bien. :-)
Anindo Ghosh

Si la vidéo s'arrête, ce ne sera pas la fin du monde car j'espère que j'aurais toujours le contrôle via les autres XBee. Je suis très nouveau dans l'ensemble des drones et des communications à distance. J'ai lu que vous pouvez avoir différents "numéros de signal" (faute d'un meilleur mot) pour qu'il n'y ait pas de communication croisée. Par ne pas bien finir, voulez-vous dire une utilisation excessive de la batterie? Pourquoi ça ne finirait pas bien? Merci pour votre aide continue.
Riley Lloyd

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TI prétend que ses puces RF haute performance peuvent aller jusqu'à 25 km. Voir leur page RF Performance Line qui inclut le dispositif CC1200 qui revendique cette gamme.

Dans le monde réel, vous ne pouvez pas toujours y parvenir en raison de divers facteurs comme la décoloration par trajets multiples. Mais puisque vous utilisez un quadcopter et qu'il est élevé la plupart du temps, l'effet de la décoloration par trajets multiples ne sera pas aussi mauvais par rapport à un système qui a 2 émetteurs-récepteurs qui se parlent alors qu'ils sont tous deux élevés à 5 pieds au-dessus du sol.

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