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Lo que hay que saber para elegir la transmisión de vídeo para un dron FPV

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Lo que hay que saber para elegir la transmisión de vídeo

 

Transmision de vídeo

Cuando se trata de elegir un videotransmisor VTX para un mini quad debes considerar su alcance, su potencia, su tamaño y el rango de bandas de frecuencia. En este post se discutirán todos estos factores.

Indice de contenido

  • Qué es un VTX
  • El VTX y la calidad de imagen
  • Sistemas analógicos y digitales
  • La calidad de la señal
  • Consideraciones al elegir us sistema VTX para un mini quad
  • Potencia y alcance
  • Canales
  • Cómo de fácil es cambiar de canal
  • Conector de antena
  • Voltajes de entrada y salida
  • Micrófono interno
  • Soporte para SmartAudio / Telemetría
  • NTSC / PAL
  • Cómo usar el VTX correctamente
  • Recomendaciones de Oscar Liang

Qué es un VTX

 
Yransmision de video con cámara

Un VTX es un videotransmisor. Es parte esencial de un sistema FPV. Es un sistema que envía la señal de vídeo de la cámara FPV en el dron un receptor VRX autónomo o integrado en unas gafas FPV de modo que la imagen recogida por la cámara pueda ser mostrada en un monitor o en unas gafas FPV.

Los VTX pueden usar diferentes frecuencias, como 1,2 GHz, 2.4 GHz, etc. La frecuencia más frecuente suele ser 5,8 GHz porque las antenas son más pequeñas y es normalmente legal usarla en muchos países.

El VTX y la calidad de imagen

 

Cuando se trata de la calidad de imagen: color, contraste, rango dinámico, nitidez, etc., todo esto tiene poco que ver con el VTX, sino más bien con la cámara y el monitor usados. Pagar mucho dinero por un VTX no mejorará la calidad de la imagen.

Sistemas analógicos y digitales

 

Analogic and digital systems

El sistema de 5.8 GHz que se utiliza para FPV es vieja tecnología analógica, así que no esperes vídeo de calidad HD. Los vídeos que se ven en Youtube están grabados con cámaras HD diferentes de las usadas para FPV. Ahora empiezan a salir soluciones digitales como la Connex Prosight.

Como la tecnología es nueva, todavía son sistemas caros y voluminosos, y si bien no producen imágenes tan buenas como las cámaras HD, sí que son mejores que las de los sistemas analógicos.

En esta guía nos centraremos de momento en los sistemas “normales” analógicos.

La calidad de la señal

 

Hay tres factores que afectan la calidad de la antena y proporcionan mayor alcance:

  • Cómo de buena es la antena
  • La sensitividad del receptor
  • Cómo de preciso es el VTX transmitiendo en la frecuencia deseada

La electrónica de los VTX baratos no es tan perfecta y pueden no transmitir en la frecuencia exacta en todos los canales. Por ejemplo, en lugar de hacerlo a 5800 MHz lo hace a 5802 MHz. En otros canales lo puede hacer a la frecuencia exacta. Este problema de calidad podría afectar diferentemente a los distintos VTX del mismo lote, así que resulta difícil concluir cual es el peor VTX.

Por este motivo es imperativo pagar unos pocos euros más por un buen VTX. Lo mismo vale para los receptores y también para las antenas, que deben estar diseñadas para funcionar en un rango determinado de frecuencias, tanto para emitir como para recibir.

El uso de antenas duales (diversity receiver) ayuda a reducir el riesgo de perder la señal. Usar antenas de alta ganancia también te puede dar mayor alcance.

Consideraciones al elegir us sistema VTX para un mini quad

 

La calidad de vídeo analógica no es atractiva, después de todo, comparada con la digital, incluso en las mejores condiciones. La imagen es borrosa, con poca resolución y mucho ruido comparada con la que nos da una GoPro. La razón por la que se usan es porque son baratos, fáciles de encontrar, compactos y con una latencia extremadamente baja.

Todos los VTX son pequeños y ligeros así que no merece la pena hablar sobre ello. Hay otros factores que considerar:

Potencia y alcance

 

La potencia de salida depende de cuanta potencia irradia el transmisor. En términos generales más potencia equivale a mayor alcance.

CAdjustable output VTX

Los VTX de los mini quads pueden tener diferentes niveles de potencia, por ejemplo 25 mW, 200 mW y 600 mW. En algunos VTX avanzados se puede seleccionar una entre las diferentes potencias de salida.

La potencia de salida viene a ser la cantidad de energía que la antena es capaz de entregar al receptor. Tanto la potencia de emisión como la antena tienen un impacto directo en el alcance.

Pros y contras de VTX de alta potencia

  • Es natural para cualquier principiante pensar que debería usar mucha potencia porque así tendrá más alcance. Pero esta no es toda la historia.
  • VTX de alta potencia como 600 mW es una buena opción si vuelas solo fuera, tras obstáculos como árboles. Hay un problema al emitir con tanta potencia, y es que parte de la energía simplemente se convierte en calor y se pierde, por eso los VTX de alta potencia suelen incorporar un radiador.
  • La alta potencia tampoco es una cosa buena si vuelas en un sitio cerrado como un garaje. Podría tener un efecto contrario al rebotar la señal en paredes y techo y crearse interferencias. Un VTX de poca potencia como 25 mW funciona mejor en esas circunstancias.
  • En carreras, a transmisión a 600 mW es ´demasiado potente y podría interferir en las señales de otros pilotos, por ello en muchas de ellas se exige que los pilotos vuelen con señales de 25 mW.

En resumen, pros y contras de el VTX de alta potencia:

A favor:

  • Mayor alcance
  • Más fiabilidad de las señales volando en el exterior y volando solo

En contra:

  • Afecta a la señal de otros pilotos
  • Interferencias en sitios confinados

Entonces, que nivel de potencia debería elegir?

Depende de la situación en realidad, así que lo ideal es uno en el que el nivel de potencia se pueda conmutar: 25 mW para carreras, 600 mW para largo alcance y 200 mW como una solución de compromiso entre ambas.

Pareciera que hay mucha diferencia entre 200 y 600 mW pero en realidad no hay tanta en lo que se refiere al alcance. Para doblar el alcance, se debe cuadruplicar la potencia, así que 600 mW ni siquiera dobla el alcance de 200 mW.

La potencia no lo es todo. Se puede tener una buena y confiable recepción con una antenas duales (diversity receiver) emparejada con una antena de alta ganancia.

Antena direccional y antena omnidireccional

 

No es extraño lograr alcances de 1 Km con un VTX de 25 mW, 200 mW debería ser suficiente para 2Km-3Km con la configuración correcta. Con los mini quads no se suele volar muy lejos y además 5.8 GHz no es la frecuencia adecuada para ello. Si quieres alcances mayores deberías pensar en frecuencias más bajas.

Hay una restricción legal en cuanto a cuanta potencia puedes usar legalmente en VTX, así que deberías mirar tus regulaciones locales. Aquí tienes un enlace con la legislación española.

Canales

 

Los canales son las frecuencias predefinidas que se utilizan para transmitir la señal. En 5,8 GHz hay 10 bandas y 80 canales disponibles, pero tanto tu VTX como tu VRX deben ser compatibles con ellos.

 

5.8 GHz

Si vuelas solo no hay ningún problema si sólo tienes un canal, pero en cuanto empiezas a volar con gente se hace imprescindible tener más de un canal donde elegir.

Cómo de fácil es cambiar de canal

 

Normalmente se puede cambiar de canal pulsando un botón o cambiando un switch (usando un destornillador o un alfiler).

 

Canal, banda y potencia

Pulsar un botón es lo más fácil cuando tienes que cambiar de canal sobre el terreno. Incluso si vuelas solo, es frecuente cambiar de canal para buscar el que tiene menos interferencias.

Una desventaja del botón, es que sólo se puede cambiar de frecuencia con el VTX encendido. Así que si tienes que buscar la frecuencia, has de hacerlo cuando todo el mundo está en tierra o corres el riesgo de dejar a alguien “ciego” y hacer que pierda el control de su aparato en pleno vuelo.

Conector de Antena – SMA, RP-SMA, IPEX (U.FL), MMCX

 
SMA y RP-SMA

La mayoría de los conectores de antena son de dos tipos: SMA y RP-SMA. Asegúrate que tu antena y tu VTX tienen un conector compatible.

IPEXSi no has comprado ninguna antena todavía y no estás seguro de cual elegir, el SMA es el más corriente por ningún motivo evidente.

Se pueden usar adaptadores SMA / RP-SMA si la antena es incompatible, pero hay una pérdida de señal en cada conexión.

Los conectores pueden ser soldados a el VTX, directamente o en ángulo recto. También se pueden soldar al cable que sale del VTX. Mira lo más conveniente para tu chasis.

Algunos VTX utilizan un pequeño conector llamado IPEX o U.FL. Menor y más ligero que el SMA, pero se sabe que se desgastan rápido y se sueltan con más facilidad, por lo que hay gente que conecta el IPEX a un SMA y este a la antena en lugar de conectarlos directamente.

También hay conectores MMCX que es un buen equilibrio entre el SMA aparatoso y el frágil U.FL.

Voltajes de entrada y salida

 

Algunos VTX tienen un rango amplio de voltajes de entrada y pueden ser alimentados directamente desde la LiPo, esto quiere decir que no te tienes que preocupar de un regulador de voltaje en tu construcción, pero si quieres dar potencia a tu VTX desde la batería tienes que estar seguro de que el VTX tiene un buen filtro de potencia porque si no tendrás lineas o ruido en tu vídeo cuando aceleres el dron. Por ello es mejor alimentar el VTX con 12 V regulados con un filtro adicional LC o condensadores de bajo ESR que minimicen los picos de voltaje y el ruido eléctrico de tu sistema de potencia.

Algunos vídeo transmisores son capaces de proporcionar salidas de 5V para dar potencia a otros dispositivos, como la cámara FPV, el OSD o incluso el FC. Aveces puede simplificar el cableado pero asegúrate que no sobrepasar la corriente que puede soportar.

Los VTX se calientan con facilidad y podrías acentuar el problema.

 

Micrófono interno

Algunos vídeo transmisores vienen con un micrófono interno integrado que permite el audio.

Control del VTX

 
Control de cámara remoto

Hay una nueva función que permite cambiar los ajustes del VTX (como el canal o la potencia de salida. Se puede hacer con el Betaflight OSD o desde la pantalla del Taranis utilizando LUA.

Actualmente sólo unos pocos VTX pueden hacer esto usando los siguientes protocolos:

  • SmartAudio
  • Tramp Telemetry

SmartAudio es desarrollado y usado por TBS VTX y utiliza la linea de audio para transmitir telemetría. Tramp Telemetry es de Immersion RC y es básicamente un puerto serie bidireccional.

El control del VTX está disponible en los tres principales firmware de FC: KISS, Rraceflight y Betaflight. En los tres se cambia la configuración del VTX desde el menú Taranis.

Pitmode

El pitmode es una gran función si estás volando con otra gente en carreras. Permite a tu quad virtualmente quedarse en espera antes del despegue de modo que haya interferencias mínimas con otros pilotos que tienen aparatos en el aire.

 

NTSC / PAL

 

No te tienes que preocupar si tu sistema de vídeo es NTSC o PAL. Todos los VTX modernos soportan ambos automáticamente.

Cómo usar el VTX correctamente

 

Nunca des potencia al VTX sin una antena. Es importante. Si le das potencia a un equipo VTX sin una antena conectada, la energía no tiene donde escapar y el transmisor comenzará a calentarse. Puede tardar 20 segundos o diez minutos, pero lo más probable es que frías tu transmisor.

Aveces es fácil olvidar esto cuando estás probando, porque los VTX y VRX pueden funcionar sin antena en cortos alcances, ya que el mismo conector SMA actúa como una antena (cualquier material conductor puede ser una antena y emitir señales de radio).

Lo mismo ocurre para antenas de muy mala calidad con las que se puede ver un VTX que se calienta y un alcance pobre.

Prevenir los picos de voltaje de los ESC

Cuando los motores cambian de velocidad provocan fluctuaciones en el voltaje. Con los ESC modernos y funciones como el “frenado activo” pueden darse picos de voltaje que podrían dañar tu VTX y otros componentes del FPV. Alguna gente intenta resolver esto añadiendo grandes condensadores en sus ESCs o en su PDB, o más efectivamente un filtro LC junto con un regulador de voltaje.

La antena VTX y el chasis de fibra de carbono

Debes evitar que la tierra de la antena esté en contacto con el chasis de fibra de carbono. La fibra de carbono es conductora así que si cualquier cable con tensión la toca podría freír tu VTX. También habría seguramente problemas con el ruido y de calentamiento en el mismo VTX.

Protege tu VTX

Si vuelas agresivamente y chocas a menudo, es típico que el VTX se lleve su ración de golpes. Los componentes están expuestos y hay antenas pegadas esperando ser arrancadas. Mucha gente utiliza un cable coaxial para poner la antena al final del mismo y evitar estresar el conector del VTX en caso de accidente.

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