Fernbedienung mit größter Reichweite


8

Ich möchte einen Quadcopter mit großer Reichweite (5 km) bauen. Ab sofort versuche ich nur herauszufinden, wie ich es am besten kontrollieren kann. Ich weiß, dass es einige 5 km R / C-Sender gibt, aber sie haben die Größe von Ziegeln, was etwas unpraktisch ist. Ich habe mich gefragt, ob die Kommunikation über GSM, GPS oder ein anderes drahtloses Protokoll erfolgen kann, das billiger und / oder weniger schwer ist. Alle Ideen, wie diese große Reichweite erreicht werden kann, werden akzeptiert.


GPS ist ein Navigationssystem und kann nicht zur Navigation verwendet werden. Was Alternativen angeht, denke ich, dass Sie ziemlich stark an die Ziegelgröße gebunden sind. GSM ist nicht gut geeignet, da es schwierig ist, Steuersignale zu senden, und Datenmodi wie GPRS für die Fernsteuerung nicht in Echtzeit genug sind, es sei denn, das UAV ist sehr intelligent und benötigt nur Wegpunkte.
AndrejaKo

Überprüfen Sie bei Ihrer Flugaufsichtsbehörde, ob Sie Quad-Copter in dieser Entfernung fliegen können. In Großbritannien werden diese als R / C-Flugzeuge behandelt. Daher ist eine Sichtlinie und eine maximale Entfernung von 500 m erforderlich. Die USA benötigen eine Sichtlinie, und ich bezweifle, dass Sie die Haltung eines Quadcopters in dieser Entfernung deutlich sehen würden.
Pete Kirkham

Antworten:


10

Es gibt mindestens zwei häufig verwendete zivile Mechanismen für die Fernsteuerung von UAVs oder RC-Fahrzeugen: TX / RX-Funk im öffentlichen Band und mobile Paketdaten, abhängig von den Fähigkeiten an Bord des ferngesteuerten Fahrzeugs.

Für die öffentlich-rechtliche HF-Steuerung über große Entfernungen eignen sich Module wie das Xtend 900 1 Watt RSPMA von digi gut für mehr als 5 Meilen und bieten Datenraten zwischen 10 kbit / s und 115 kbit / s bei sehr geringem Strombedarf. Mit 18 Gramm würden sie nicht als "Ziegel" eingestuft.

Xtend

Diese Module sind mit jeweils fast 200 US-Dollar , einschließlich der Kosten für die Antenne, etwas teuer . Die Antenne selbst wäre ebenfalls ein Problem, da sie ziemlich umfangreich sein müsste und somit den Luftstrom stören würde. Der gebräuchlichste Antennentyp ist die Entenantenne, ähnlich wie bei einigen drahtlosen Routern.

Entenantenne

Beachten Sie, dass das 900-MHz-Band in den meisten anderen Ländern als den USA, Kanada, Australien und einigen anderen Ländern nicht für die öffentliche Nutzung verfügbar ist. Selbst in Ländern, in denen dies zulässig ist, kann die maximale Leistung dieses Moduls von 1 Watt weit über den Bestimmungen der örtlichen Telekommunikationsvorschriften liegen.

Während das Marketingmaterial eine Reichweite von 40 Meilen für dieses Gerät vorschlägt, zeigen realistische Tests von Flugmodellen eine nutzbare Reichweite von 5 bis 10 Meilen , weniger in Gebieten mit viel Funkverkehr im 900-MHz-Band.

Für ein knappes Budget lohnt es sich , mit dem XBee-Pro 900 XSC S3B , ebenfalls von digi.com, zu experimentieren, wenn auch mit einigen Kompromissen:

XBee-Pro 900 XSC

Diese Module liefern eine Datenrate von etwa 10 kbit / s bei einer realistischen Reichweite von 3 bis 5 Meilen in Sichtweite. Das Marketingmaterial schlägt eine Reichweite von 28 Meilen vor. Nehmen Sie das so, wie Sie wollen.

Das Gute ist, dass die Antenne nur ein Stück Draht ist, das mit der Platine verlötet ist und daher in einem RC-Flugzeug nicht so störend ist. Bei einem Preis von ~ 70 US-Dollar sind diese außerdem viel einfacher für die Tasche.


Die Datenoptionen für mobile Pakete sind etwas restriktiver: Die Datenraten hängen stark von der Kapazität des Zellenstandorts, der Verfügbarkeit der Zellenschaltung und der Turmentfernung ab, und die Latenz ist sehr unterschiedlich. Wenn das UAV über ausreichende Informationen an Bord verfügt, sodass im Wesentlichen nur gelegentliche Wegpunktaktualisierungen und nicht zeitkritische Befehle erforderlich sind (z. B. "Rückkehr zum Startpunkt zum Zeitpunkt X: YY und Land"), ist dies möglicherweise möglich.

GPRS-Module wie SM5100B von SparkFun werden von einigen RC-Enthusiasten verwendet. Bei einem Gewicht von unter 9 Gramm sind diese wiederum nicht ziegelgroß. Auch der Preis ist ähnlich wie beim XBee-Pro 900 oben.

5100B

Die Reichweite kann beliebig hoch sein - solange sich sowohl der Basiscontroller als auch das RC-Fahrzeug in Reichweite von Mobilfunkmasten befinden, für die den jeweiligen Einheiten Netzwerkzugriff zur Verfügung steht, funktioniert der Mechanismus - auch über Länder hinweg, geschweige denn über Meilen, solange Latenz und gelegentliche Signalabfälle sind kein Problem.

Ein gutes Gedankenexperiment wäre zu prüfen, ob Ihre RC-Fahrzeugkommunikation beispielsweise durch Abfragen einer Web-URL über das Internet funktionieren könnte. Wenn ja, funktioniert GPRS für diesen Zweck einwandfrei.


Es ist zu beachten, dass eine solche HF-Fernbedienung mit großer Reichweite von Sonnenflecken bis hin zu örtlichen Wetterbedingungen oder von Personen beeinflusst wird, die ein schnurloses Telefon in der Nähe verwenden, um einen Anruf zu tätigen. Daher sollte es kaum eine Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des kontinuierlichen Steuerkanals oder dem Datendurchsatz geben. Davon abgesehen wird es die ganze Zeit gemacht, auch in feindlichen Gegenden wie der Antarktis.


Vielen Dank für die eingehende Analyse und die gegebenen Optionen. Wenn ich auch Videos streamen möchte, würden Sie einen über den anderen vorschlagen? GSM erfordert auch eine SIM-Karte und monatliche Zahlungen korrekt?
Riley Lloyd

@RileyLloyd Ich würde nicht in Betracht ziehen, Videos über große Entfernungen zu streamen, es sei denn, ich hätte eine ziemlich leistungsstarke Videokomprimierungsfunktion an Bord des UAV und wäre bereit, mit einer sehr bescheidenen Auflösung und Bildrate zu arbeiten. Theoretisch könnten Sie Videos sowohl über GPRS (haben Sie jemals YouTube über GPRS auf einem Telefon gesehen?) Als auch über Xtend streamen, aber es wäre sehr lückenhaft und verzögert. GPRS würde ein Abonnement für mobile Daten erfordern, ja. Ich habe aufgrund von Datenratenbeschränkungen kein einfaches altes GSM vorgeschlagen.
Anindo Ghosh

Kann ich die XBee Pro 900 U.FL-Verbindung ( sparkfun.com/products/9098 ) zur Steuerung des Quadcopters und der Videoübertragung verwenden? oder verwenden Sie vielleicht das Original-XBee, das Sie für Steuerelemente vorgeschlagen haben, und dieses XBee für Video?
Riley Lloyd

@RileyLloyd Der XBee Pro 900 wird unter realen Bedingungen höchstwahrscheinlich nicht bei 5 Meilen funktionieren - ich habe gehört, dass er bei weniger als 4 Kilometern stottert. Wenn Sie zwei HF-Geräte im gleichen Frequenzband mit hoher Leistung an einem UAV verwenden, wird dies nicht gut enden. :-)
Anindo Ghosh

Wenn das Video ausfällt, wäre es nicht das Ende der Welt, da ich hoffentlich immer noch die Kontrolle über das andere XBee haben würde. Ich bin sehr neu in der gesamten UAV- und Fernkommunikation. Ich habe gelesen, dass Sie unterschiedliche "Signalnummern" haben können (mangels eines besseren Wortes), so dass es keine gegenseitige Kommunikation gibt. Wenn Sie nicht gut enden, meinen Sie zu viel Batterieverbrauch? Warum sollte es nicht gut enden? Vielen Dank für Ihre weitere Hilfe.
Riley Lloyd

0

TI behauptet, dass ihre HF-Hochleistungschips bis zu 25 km lang sein können. Sehen Sie ihre Informationen finden Sie auf der Seite RF Performance Line , die das CC1200-Gerät enthält, das diesen Bereich beansprucht.

In der realen Welt kann man dies aufgrund verschiedener Faktoren wie Multipath-Fading nicht immer erreichen. Da Sie jedoch einen Quadcopter verwenden und dieser die meiste Zeit erhöht ist, ist der Effekt des Mehrweg-Fading nicht so schlimm wie bei einem System, bei dem zwei Transceiver miteinander sprechen, während beide 5 Fuß über dem Boden liegen.

Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.