Kamerák FPVhez
Már a csapból “drón” kifejezés is folyik, természetesen, semmi köze az igazi drónokhoz, de a média felkapta, és jól felfújta, az üzletek meg megpróbálnak ebből is jó hasznot húzni. Jelentem, ez így volt korábban is, mára sem változott semmi. :) Vagyis mégis.
Emlékszem még mennyit szenvedtünk az első multikopterekért, hogy működésre bírjuk őket, manapság meg, jóformán aprópénzért vehetünk WiFi-s 2MP (HD) kamerával szerelt játékgépet. Azonban ezeknek a késleltetése jelentős, és FPV repülésre nem alkalmasak biztonságos kereteken belül. Marad egyenlőre a jól bevált analóg technika. Marad egy vitathatatlan tény, hogy a jó képhez, jó fénygyűjtő eszköz kell, és az sem baj, ha a háttérben dolgozó elektronika minimális késleltetés ad. Az sem mindegy, hogy a földi egység segítségével akarjuk rögzíteni a mozgó képet, vagy már a fedélzeten, átviteli közeg által hozzáadott minőség romlás nélkül. Nem szándékom egy teljes áttekintést adni, nem is lehet, hiszen folyton fejlődik a világ, de pár példán át talán nyújthatok egy kis segítséget, ha igényt lenne rá
Amit legelőször látunk a kamerából, és szinte biztos, hogy azonnal bele is nézünk, az a lencse. Parány kameráknál általában mindössze egy lencse szokott lenni. Ennek megvannak az előnyei és hátrányai: kevesebb fény vész el, azonban egy lencse jó ki eltolódást tud okozni a színekben, különösen a széleken, akromatikus aberrációt hozva létre. A lencsék általában védő réteggel is el vannak látva, mely keményebb, mint maga a lencse anyaga, esetleg még valami szűrő réteget is kap., pl., az infóra sugárzás kiszűrésére. Komolyabb fényképezőgép esetén az ár 75%át is képezheti.
A következő fontos eleme a kamerának az érzékelő. Ezekbből manapság CCD és CMOS technológia dominál az első javára, de a CMOS fiatalabb és dinamikusan fejlődik és előreláthatóan hamarosan átveszi a vezetést. A CCD érzékelőnek sok előnye van:
- Nagy érzékenység,
- kevés zaj,
- interline felépítés esetén elektronikus zár megvalósítható.
Sajnos, akad hátránya is:
- Bonyolult előállítás, emiatt drága,
- a kiolvasási elektronikának több kiolvasási csatorna esetén tökéletesen megegyezőnek kell lennie, egyébként sávosodás lép fel (banding),
- könnyen létre jöhet az ún. Blooming effektus,
- magas fogyasztás, emiatt nagyobb melegedés (és nagyobb termikus zaj).
A CMOS ugyan olcsóbb a magas integrálódás miatt és kevesebbet fogyaszt, azonban van pá kellemetlen tulajdonsága:
- Nagyobb zaj: a pixelek egyedi erősítőit nem lehet pontosan beállítani, ezért ezek extra zajt adnak a képhez (pix-pattern noise). Erre a problémára a Canon talált tökéletes megoldást hardver szinten (és lassan minden gyártó alkalmaz hasonló megoldásokat),
- interferencia érzékenység: a nagy számú aktív elem sokkal érzékenyebb a környezetből érkező elektromágneses zavarokra, mint a CCD,
- az aktív elemek csökkentik az érzékelő hatásos méretét (mint az Interline CCD-knél), de itt is segítséget nyújtanak a mikrolencsék,
- az elektronikus zár nem, vagy nehezen valósítható meg. Jól látható a CMOS érzékelőkkel készült videofelvételeken ennek a hatása: a kiolvasási sebesség miatt jól érzékelhetően elcsúszik a kép (nem azonos időpillanatban történik a teljes kép kiolvasása meg, mint a CCD-knél), és ha pl. egy mozgó autót fényképezünk, akkor az eredetileg kb. téglatest forma szétcsúszik paralelogrammává.
(Bayer interpolációról és egyebekről bővebben)
És ha már megvannak a fényinformációink, akkor a következhet rögzítés, módosítás (OSD), átvitel, és itt kezdődik az eszközvásárlásokban a bonyodalom, ugyanis manapság léteznek csak kamerák eltérő feszültség igényel, vannak olyanok, melyek hangot is rögzítenek. Vehetünk olyan kamerát, mely 20-50mW teljesítményű adót is tartalmaznak, mert csak FPV-zni akarunk, és nincs szükségünk nagy hatótávra. Bolondítja ezt a kérdést még a SmartAudio szabvány. Azonban, de ha úgy tartja kedvünk, már a fedélzeten rögzíthetjük 4K-ban a légi felvételt, jobb minőség érdekében.
Alapkészletem első tagját egy kicsiny jószág, mindössze 1.2g, képes hangos videó készítésére, eltérőókusztávolságú lencsével (70, 90, 100, 120, 170° FOV), PAL és NTSC szabványú kivitelben is kapható. Érzékelője CMOS, 600TVL, 1/4″, 648 × 488. Mivel tápellátása 3,7-5V (50-70mA)közötti feszültséget igényel, ezért kiváló a kis, egycellás LiPo akkumulátorral üzemelt modellek számára. Kicsi, olcsó, hullámzó képet ad, de mit is akarunk 4 gombóc fagylalt áráért? Kevéssé többért lehet kapni hasonló kategóriájú kamerát 700 illetve 1000 képsorral, azonban utóbbinak nincs sok értelme 720 soros analóg standard esetén (PAL, NTSC), csak leterheljük az elektronikát fölösleges számolással és kb 30%-al növeli képátviteli késleltetést. [videó]
Analóg kamerák megfizethető csúcsát jelenleg a RunCam és a Foxeer termékei képviselik széles választékban. Kiváló színdinamikának és gyors adaptációs képességnek köszönhetően kedvelt tárasai lettek a modellezőknek. Cadex szorosan a nyomukban, és bármikor jöhet egy másik versenyző és felborzolja a kedélyeket. Azonban a tudni illik, hogy a mai technológiai hozzávetőlegesen 3-5ms min. késleltetést tud produkálni, a kijelző pedig, 25-100ms hozzáad.
Következő nehézségi szintet képviselnek All-in-One kamerák. Van is a dobozban egy JF – 01 Mini AIO FPV kamera. Kelemenesen parány, de kezelhető: 148° FOV, 1/3 colos CMOS érzékelő, 800 képsor, beépített 25mw 5.8GHz-es adó (40 csatorna között nyomógomb segítségével válogathatunk), lóhere antenna, 3,6-5,5V tápfeszültség tartomány (~400mA fogyasztás), és mind ez 5 grammba csomagolva (alu tokozás nélkül). Ez a teljesítmény bőven elegendő multirotoros barátainkhoz. [videó] Aki ennél jobb minőséget keres, annak tudom ajánlani az FX798 sorozatot vagy a Realacc TX48-ot.
Az én szemléletemben a következő szintet a videó rögzítésére alkalmas készülékek képviselik, de ahhoz, hogy FPVre is használhatók legyenek, szükségünk van AV kimenetre vagy digitális adatátviteli közegre (pl., WiFi). Tagadhatatlan tény, hogy videórögzítés terén, manapság HD/4K minőség az elfogadott minőség. Az én kedvencem a Mobius illetve utódja, Mobius Mini. [videó] Utóbbi tulajdonságaiból legfontosabbak: 1920 x 1440 x 30 fps, 1920 x 1080 x 60 fps, fotó 2688×1512, FOV 110° ill., 135° lencsétől függően, 300 mAh LiIon akkumulátor, mely 30 perc videóra elegendő, de támogatja a külső áramforrást is, – mindez 27g tömegbe sűrítve.