Fernbedienung mit größter Reichweite

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.

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.

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.

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:

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.

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.

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.