mardi 4 mars 2014

Test FPV 5,8 Ghz vs 1,2 Ghz

Depuis que j'ai commencé à voler en FPV avec mes machines, j'avais envie de faire quelques tests, notamment de comparer la qualité du signal entre un système FPV en 5,8 Ghz et un système en 1,2 Ghz.

Petit rappel pour ceux qui n'ont pas lu le Tuto sur le FPV (qui se trouve ici : Tout savoir sur le FPV)

La plupart des multirotors, drone, etc ... volent en utilisant la fréquence 5,8 Ghz. Il y a plusieurs raisons à cela :
1) Les multirotors ne sont pas prévus pour voler longtemps (10-15 minutes) donc on ne peut pas vraiment s'éloigner. Ou du moins, techniquement, on peut le faire, mais c'est dangereux car il faut avoir assez d'énergie dans la batterie pour pouvoir revenir. Bref, dans la plupart des cas, avec un drone, on vole dans un rayon de 1km autour de cela.
2) La fréquence 5,8 Ghz ne rentre pas en conflit avec la fréquence 2,4 Ghz que la plupart d'entre nous utilise avec leur radio. 
3) La fréquence 5,8 Ghz étant "haute" (par rapport à du 1,2 Ghz) : la qualité de l'image est très bonne mais le gros inconvenient, c'est que cette fréquence ne résiste pas aux obstacles et on perds rapidement le signal. Une perte de signal se traduisant par "Oh m**** je vois plus rien ! Je ne sais plus où je suis !" et généralement on a une petite goutte de sueur qui commence à couler le long du visage .... :-)
4) C'est un détail, mais l'antenne en 5,8 Ghz n'est pas très "grande"

Mais certains pilotes volent sur la fréquence 1,2 Ghz (Juz est un bon exemple). Mais pourquoi voler en 1,2 Ghz si le 5,8 Ghz convient très bien à nos droles de machines ????

Et bien parce que :
1) Le 1,2 Ghz ca vole loin, très loin, tres très loin. (on peut faire 10-20 kms sans problème. Du moins techniquement c'est possible, mais en vol on s'ennuie un peu, et en plus c'est pas très légal .... faudrait pas croiser un ULM ou un p'tit avion ....)
2) Mais surtout, en théorie, avec du 1,2 Ghz on peut passer derrière un mur, un arbre, une palissade. On peut entrer dans un bâtiment, voler dedans et ressortir. Bref, on n'a plus de liberté sur cette fréquence.

En revanche le gros problème c'est les conflits Radio .... Ben oui, comme on vole avec une radio qui émet sur la fréquence 2,4 Ghz, et bien avec le FPV en 1,2 Ghz ca rentre en conflit (car 1,2 Ghz est un multiple de 2,4 Ghz). 
Et puis faut bien dire que la qualite de l'image est nettement moins bonne que sur la fréquence 5,8 Ghz

Alors comment faire du FPV sur la fréquence 1,2 Ghz avec une radio 2,4 Ghz ?

Et bien plusieurs solutions :
Utiliser un filtre sur le Transmetteur Vidéo de ce type : Filtre Low Passe Transmetteur Vidéo
Ensuite sur le choix de la fréquence sur le Transmetteur Vidéo et sur le Récepteur Vidéo : il faut essayer de s'éloigner le plus possible de la bande 1,2 Ghz, notamment en choisissant les fréquences "hautes" qui sont sur la bande 1,3 Ghz (la fréquence 1360 Mhz par exemple est un bon compromis)
Enfin, on peut aussi régler le problème des conflits radio en choisissant un module UHF Long Range qui viendra remplacer le module 2,4 Ghz de sa radio. Comme la plupart des modules UHF utilise la fréquence 433 Mhz, ca réduit les problème de conflits avec le 1,2 Ghz utilisé pour le FPV.

Bon ceci étant posé, revenons en aux différents tests effectués. Comme je le disais, l'idée était de comparer les 2 signaux sur un même parcours.

Test #1 : On va tester la portée des 2 systèmes FPV sur le même parcours. 
Pour ce test, j'ai embarqué avec moi, dans ma voiture, chaque machine (la machine est en fait posé sur le rétroviseur coté conducteur, afin que l'antenne FPV soit dégagée et puisse émettre correctement). Coté réception vidéo, elle se fait directement sur un écran FPV 7" et j'ai filmé l'écran avec une GoPro. 
J'ai donc roulé et ai fais demi tour au bout de 1 km. La rout n'étant pas en ligne droite, j'ai perdu le signal au bout de 750 mètres.

Voici le résultat en images :


Conclusions :
- Les 2 systèmes portent au moins jusqu'à 750 mètres. Comme quoi, on a désormais la preuve qu'un émetteur 200 mW avec une antenne PinWheel peut couvrir au moins cette distance.
- Le signal vidéo en 5,8 Ghz est de meilleure qualité mais il ne faut pas d'obstacles entre l'émetteur et le récepteur sinon ca brouille / ou en perd l'image
- Avec du 1,2 Ghz on a toujours de l'image (même à plus de 700 mètres) mais l'image n'est pas belle (peut être faut il que cela provient de mon installation)
- Ces résultats sont très encourageants sur la portée possible de ces 2 VTX car les tests ont été effectués à 1,5 mètre d'altitude et avec la carrosserie d'une voiture qui peut perturber

Test #2 : Vol de proximité autour et à l'intérieur d'une maison
J'ai fais ce test en portant la machine dans une main et j'ai fais le tour de la maison, passer derrière des haies d'arbustes et je suis rentré dans la maison.

Le résultat en images : 


Conclusions : 
- Il y a très peu de coupure sur les 2 fréquences
-Dès que je m'éloigne un peu ou que je passe derrière un obstacle, on observe des coupures sur la fréquence 5,8 Ghz et de la neige sur le 1,2 Ghz
- Le passage à l'intérieur de la maison : l'image se dégrade en 5,8 Ghz mais pas de perte de signal et l'image en 1,2 Ghz ne bouge quasiment pas.
- Ce test est en fait peu concluant car il démontre pas réellement une différence entre les 2 fréquence. Je pense que cela est en partie due à la proximité du Récepteur (je ne me suis pas éloigné de plus de 30 mètres). 

Test #3 : Vol autour d'un bâtiment industriel de 160 mètres de long
Comme le Test #2 n'a pas été concluant, j'ai décidé de renouveler le test mais cette fois ci j'ai choisis un grand bâtiment, avec peu de fenêtres et de 10 mètres de haut. Le récepteur est posé au sol (à environ 1 mètre du sol). Les conditions de tests sont indentiques : je tiens le drone dans ma main et je fais le tour à pied du bâtiment.

Voici la vidéo : 


Conclusions : 
- Très peu de coupure mais de la neige sur les 2 fréquences dès que je passe de l'autre coté du hangar.
- Au bout du hangar (environ 150 mètres) il y avait un garage ouvert, donc je suis rentré dedans pour voir comment le signal allait réagir : en 5,8 Ghz, je perds complètement le signal et en 1,2 Ghz, je ne vois plus grand chose mais suffisamment pour pourvoir ressortir :-) La vol à l'intérieur d'un bâtiment si le drone est un peu éloigné n'est donc pas possible sur la fréquence 5,8 Ghz
- Dès que je passe à nouveau du "bon côté" du hangar, l'image s'améliore nettement sur les 2 fréquences.

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Globalement, je ne suis pas satisfait des tests car je trouve qu'il n'y pas assez de différence entre le 5,8 Ghz et le 1,2 Ghz. Soit mon setup en 5,8 Ghz est vraiment excellent ou soit mon setup en 1,2 Ghz est à optimiser :-)
J'essayerai de refaire des tests équivalent mais en volant cette fois et en enregistrant le vol via un DVR Recorder (quand j'arriverai à le faire fonctionner, ce qui n'est pas le cas pour le moment)

Et pour finir voici des liens qui présente mes 2 installations

Setup 5,8 Ghz
  • Récepteur Diversity : ici
  • Emetteur 200 mW : ici 
  • Antenne PinWheel sur l'émetteur : ici
  • Antenne Spironet sur le récepteur : ici
  • Antenne Helix sur le récepteur : ici


Setup 1,2 Ghz
Récepteur : ici
Emetteur 300 mW : ici
Filtre low pass sur émetteur : ici
Antennes Cloverleaf IBCrazy : ici