FPV et immersion

/ / /

Mise à jour le 19/01/2014

Introduction

FPV, First Person View, autrement dit, vous pilotez comme si vous y étiez... dans l'avion .

Vieux rêve de beaucoup de modélistes, devenu possible avec la miniaturisation des composants, le FPV (ou vol en immersion) nécessite une caméra embarquée qui va transmettre vers le sol le signal vidéo (via un petit émetteur) qui sera affiché (après réception) sur un écran vidéo (ou des lunettes vidéo). C'est aussi simple que ça ...

Quelques conseils :

Avant de vous lancez dans le vol en immersion, il faut déjà savoir piloter son modèle à vue
Il faut commencer avec un modèle lent et stable (modèle de début)
Il faut apprendre à reconnaître son environnement (vols à vue avec mini-cam embarquée)
Il faut avoir un copilote qui surveillera le modèle pour le ramener à bon port
Respecter la législation si vous souhaitez que cette discipline perdure !

Références

Des pionniers du FPV nous ont déjà mis à disposition une somme d'informations que je vous recommande :

Welcome on board , le site de chasse-neige
FirstPersonView RC , le site d'un pratiquant belge
La page Vol en immersion de Jivaro-Models très complète.
Le blog de Muppet : CrashTeam : une mine d'infos et son Forum dédié.

Et bien d'autres... exploitez les liens proposés par ces sites.

Pour vous procurez le matériel nécessaire, il existe maintenant des adresses spécialisées, pour ne pas faire de faux pas, je vous recommande en particulier :

FPV4EVER , le site de Fabien, un pratiquant passionné (rculone ), il a testé pour vous !
Studiosport , caméras embarquées pour le sport
InterModel , modèles volants (Epim, Bipim)
FlashRC , généraliste avec section FPV

Fournisseurs Européens

FirstPersonView , boutique anglaise spécialisée FPV
FPVsystems , boutique espagnole spécialisée FPV
ElectronicaRC, autre shop espagnole
Immersionflug - Globe Flight , boutique allemande spécialisée FPV
FPV systems & electronics - E-Store Rotterdam
d'autres à venir...

Fournisseurs extra-européens :

FoxTechFPV (US)
NGHobbies (Canada)
RangeVideo (US)
Readymaderc (US)
GetFPV (US)
HobbyKing (Chine)
BEVRC (Chine)
Urban Drones

Pour suivre l'actualité, les forums :

Modelisme.com / Vol en immersion

Schéma d'une installation simplifiée

Sur la figure ci-contre, voici le schéma de mon installation simplifiée, seuls les éléments strictement nécessaires sont présentés (pas d'OSD... pour débuter c'est largement suffisant) :

la caméra
l'émetteur 2.4 GHz (Tx)
le récepteur 2.4 GHz (Rx)
l'écran LCD
les alimentations nécessaires

Attention, si vous utilisez du 2.4 GHz pour la vidéo, votre RC doit utiliser une autre bande (41 MHz ou 72 MHz)

Installation simplifiée

Emetteur 2.4 GHz 100 mW + récepteur + Cam CCD NTSC⁽¹⁾

A la mise en route de l'ensemble, après appairage des canaux Tx/Rx, la caméra ne code pas d'image, bien que le signal vidéo-composite soit présent . L'écran est tout blanc.

Le Tx et la caméra sont alimentés en 2S LiPo.

L'ensemble Tx/Rx fonctionne correctement si j'utilise ma Pencam comme source vidéo aussi bien en PAL que NTSC.

Pour ces essais, j'ai utilisé mon téléviseur de salon.

J'ai donc commandé la nouvelle Mini Cam V2 CMOS et un mini-écran 3.5" chez FPV4EVER.

Service impeccable et ça marche !

Restait plus qu'à câbler l'ensemble émission et la station sol. Voir les détails du câblage.

On distingue très bien :

sur la gauche de la photo, la mini-cam, l'émetteur 2.4 GHz et l'accus 2S 450 mAh avec le câblage,
sur la droite de la photo, l'accu 3S 1300 mAh, le récepteur, l'écran 3.5" et le câblage.

L'ensemble est présenté en fonctionnement.

La consommation en émission est d'environ 0.2 A, ce qui fait 2h d'autonomie avec le 2S 450 mAh (on peut donc choisir plus léger).

En réception la consommation est du même ordre, ce qui fera environ 6 h d'autonomie avec le 3S 1300 mAh.

Petit bémol* côté caméra, qui fournit des images très peu saturées (c'est plutôt du gris coloré).

Reste à faire des essais de transmission au sol avant d'installer le matériel sur l'avion.

J'ai choisi un petit écran pour l'installer sur ma radiocommande afin de guider mes prises de vues, et non pas pour de l'immersion. Step by step !

* Nota (édit. du 11/11/2010) : La mini-Cam est livrée avec un deuxième objectif que j'ai essayé pour voir ce que ça donnait.

Et là, miracle, les couleurs sont super saturées .

Je vérifie en revenant à l'objectif initial : gris coloré , cet objectif a un filtre qui mange les couleurs, est-ce un objectif infra-rouge ?

Après être revenu au 2ème objectif, je retrouve de nouveau des couleurs saturées !!!

Essais au sol

J'ai fait des essais de portée au sol dans un champ, en installant caméra et émetteur sur un piquet à 1 m du sol.

J'avais quelques coupures brèves en me déplaçant (je ne sais pas si c'est rédhibitoire en immersion).

J'utilise des antennes omnidirectionnelles à l'émission et à la réception. Au-delà de 150 m le signal est très souvent coupé et devient inexpoitable. Fin des essais.

L'écran 3,5" utilisé fait plutôt écran noir sur perte de signal, mais l'image revient très rapidement (coupure < 1 s peut-être).

Je n'ai jamais eu de "neige", celà sous-entend que l'écran coupe peut-être un peu trop vite...

Par contre je pouvais lire l'écran au soleil sans aucune protection (tunnel), j'en ferai peut-être un très léger pour éviter le soleil direct et améliorer le confort de lecture...

Montage de la réception et de l'écran sur la radio

J'ai fini la mécanique support de la réception. L'ensemble est fixé à la poignée de la radio.

Deux pattes en profilé alu permettent la fixation de l'écran au-dessus de l'antenne et du LCD de la radio.

Le récepteur 2.4 GHz et la batterie sont fixés en-dessous. Les fils sont maintenus par un bracelet de scratch.

L'ensemble est équilibré, mais un petit peu lourd, je vais diminuer la capacité de la batterie, il y a de la marge !

Montage de la mini-cam sur le Kool-Flyer

L'avion que j'ai choisi pour mes débuts en FPV est le Kool-Flyer : assez lent et stable tout en disposant d'assez de puissance pour emporter ce poids supplémentaire.

La Mini-Cam est insérée dans un petit berceau qui est lui-même maintenu par les élastiques de fixation au-dessus de l'aile.

L'émetteur et la batterie FPV sont placés sous l'avion et fixés par deux élastiques. Une plaque de Cloroplast isole thermiquement la batterie de l'émetteur 2.4 GHz.

Essais en vol

Après l'exécrable w-e du 11 novembre, la journée de lundi débute avec un grand ciel bleu et un vent quasi nul : c'est le moment d'essayer le Kool-Flyer équipé des éléments FPV afin de tester la transmission en vol (voir les essais au sol).

Le Kool-Flyer s'est alourdi avec cette charge supplémentaire : 430 g prêt à voler.

Mon co-pilote n'étant pas dispo, je vais faire sans !

Départ lancé, il faut pousser le manche des gaz pour prendre de l'altitude (je m'envole d'un petit terrain de foot), mais l'équilibrage est correct et en altitude un 2/3 gaz suffit.

Petits coups d'oeil sur l'écran FPV, pas de coupures... mais c'est pas facile de bien se repérer, retour sur l'avion pour ne pas le perdre de vue...

L'écran en plein soleil est plus difficile à lire, mais le petit cache suffit à ombrer l'écran, et en soleil arrière, c'est l'ombre du pilote qui masque le soleil direct.

Je fais une longue translation à environ 100 m d'altitude et la liaison fonctionne sans coupure jusqu'à ce que le Kool-Flyer soit devenu si petit que je m'impose de faire demi-tour.

Techniquement, ça marche impeccablement.

Par contre, pour un vol FPV, je prendrai un co-pilote qui garde un oeil direct sur l'avion, car ce n'est pas si simple de bien lire le sol !

Ce n'était d'ailleurs pas l'objectif, cet équipement est fait pour m'aider à bien cadrer mes prises de vues, et de mon terrain de foot je pouvais voir la mer (1.2 km), objectif atteint.

Après deux vols, retour à la maison, très satisfait .

Mercredi en fin d'après-midi, le ciel se dégage et je vais poursuivre mes essais en vol.

L'émetteur 2.4 GHz étant un peu lourd, je décide de le "déshabiller". Une gaine thermo et un adhésif alu, il passe de 40 à près de 17 g, c'est appréciable.

Petit bémol, il apparaît plus sensible aux perturbations de la propulsion . J'éloigne les fils "propulsion" des fils "FPV" et ça s'améliore un peu. Je vais essayer de faire un petit boîtier métallique et léger... car le scotch est peut trop près des éléments du Tx.

En vol, je commence à m'habituer à regarder la terre, mais l'hélice orange dans le champ de la caméra est un peu gênante. Je vais prendre une noire.

Alourdi, le Kool-Flyer pompe les 3S 850 mAh en 8 mn, c'est court mais je les trouve déjà lourdes !

J'attends le petit Tx 10 mW de FPV4EVER qui affiche 8 g... et aussi le Remzibi . Encore des essais à programmer !

Afin d'alléger la masse embarquée par le Kool-Flyer j'ai choisi le petit émetteur 2.4 GHz 10 mW de FPV4EVER, commandé mardi 16, reçu jeudi 18 .

La masse, une fois câblé est de 7.9 g, difficile de faire mieux (l'émetteur HK déshabillé pesait encore près de 17 g).

Les essai sur table étant satisfaisants, il ne reste plus qu'à transposer en extérieur, en attendant une météo favorable.

OSD Remzibi et GPS

Comme la météo est plutôt défavorable, j'ai câblé mon OSD Remzibi V1.2, reçu jeudi de FPV4EVER.

Ci-contre, le schéma que j'ai suivi (V1.2 = V1.1), décrit dans le User Manual de HappyKillmore, sachant que j'ai câblé en 2S, ma mini-cam intégrant son propre régulateur. Ma réalisation étant sur la photo en bas à droite.

Il existe une version du manuel traduit par chasse-neige

En parallèle, il faut installer sur son PC le driver du cordon USB qui va servir à configurer le Remzibi à l'aide du logiciel "Remzibi OSD"

Installer le driver du cordon USB correspondant à votre config (PC et marque du cordon)
Seulement après, brancher le cordon USB au PC et suivre la procédure décrite pour lire le port utilisé
Brancher le Remzibi au cordon USB et le mettre sous tension
Installer le logiciel de configuration
Lancer le programme de configuration "Remzibi OSD"
Cliquer sur "Serial Com." et dans la fenêtre sélectionner le port indiqué en 2.
Cliquer sur "Start Test" dans l'onglet Serial Cable Set Up
Et amusez-vous à configurer votre écran OSD