FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

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yannick
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FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar yannick » 15 juil. 2019, 15:13

Hello,

Pour faire suite aux discussions qui ont eu lieu au lab autour des émetteurs pour le vol FPV (applications principales : avion radiocommandé ou quadcopter), j'ai décidé fin juin d'essayer d'éclaircir un peu tout le gloubiboulga que je trouvais sur le sujet sur internet.

Je n'y suis pas allé par quarte chemins : j'ai regardé ce que les utilisateurs notaient correctement comme émetteurs, et j'ai approvisionné les choses qui me semblaient les plus prometteuses avec pour fol espoir que d'essayer d'apporter un peu de rationnel dans tout ça.

La listes des émetteurs que j'ai approvisionné :
  • Quanum Q58-6 40 Transmetteur FPV Canal 600MW - 27,24 €
  • Turnigy FPV600 Set w / LT650 5.8GHz 600mW FPV A / Transmetteur V et V700 Mini caméra - 29,34 €
  • Quanum Elite FX718-6 + caméra - 21,06 €
  • Sunflytek CM298T-5 (ensemble pré-intégré TX + camera + antenne cloverleaf) - 21,49 €

La suite de ce post est donc consacrée au compte-rendu des essais réalisés sur ces émetteurs.

Oui, je sais, tout n'est pas encore là, mais je vais éditer ce message au fur et à mesure de mes manips !

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Test n°1 : kit Turnigy FPV600
LT650.jpg
LT650.jpg (34.05 Kio) Vu 491 fois


Émetteur :
La documentation nous promet beaucoup de choses :
  • puissance d'émission de 600mW
  • fréquence réglable entre 5645 et 5945MHz
  • alimentation entre 7 et 23V
  • régulateur intégré pour alimenter la caméra en 5V.
  • PAL/NTSC/SECAM auto
  • Dimensions : 39 x 22 x 12mm / 16g

Premier commentaire : attention, la connectique choisie est du RP-SMA... Choix que je déplore (que celui qui n'a jamais été piégé par ce pseudo-standard me jette la première pierre), mais dont acte... Nous userons d'adaptateurs pour ces essais (et changerons le connecteur par une vraie SMA si le kit est jugé de qualité convenable).

Second commentaire : ça chauffe vite... Très vite ! La greffe rapide d'un petit dissipateur est ici une mesure de salut public. Dès la mise sous tension, l'émetteur démarre et émet son demi-watt de RF sans autre forme de procès.
Passons aux mesures sans attendre :
lt650.PNG
lt650.PNG (29.41 Kio) Vu 479 fois

Conditions de mesure : démarrage à température ambiante (25°c), mesure effectuée en conduit avec un atténuateur de 30dB et 0.7dB de pertes dans le coax de mesure à 5.7GHz.
N'ayant pas de générateur de mire analogique sous la main au moment de la mesure, le signal modulant de l'émetteur est le signal issu de la caméra du kit, ce qui explique la tête un peu accidentée du spectre observé.

Puissance mesurée (intégrée dans un canal de 20MHz) : -3dBm (500mW) soit un peu moins que les 600mW promis, mais franchement... ça ne changera pas la face du monde
Puissance dans le canal adjacent : si l'on considère des canaux de 20MHz (ce qui reste à mon avis à déterminer) la puissance dans le canal adjacent est de -35dBc, soit -8dBm... Ce qui est certain, c'est qu'avec un émetteur pareil, on occupe la bande ! :)

Il faut que je fasse le point sur les standards analogiques, mais je suis surpris par la largeur de modulation... Sujet a creuser !

Signaux non volontaires conduits :
lt650-2.PNG
lt650-2.PNG (15.11 Kio) Vu 479 fois

Je ne suis pas allé chercher la petite bête, mais un premier balayage rapide montre que l'animal est plutôt calme. Restera à regarder du côté des harmoniques, mais pour ça, il me fallait passer sur un autre appareil de mesure (oui... l'harmonique 2 du 5.7GHz, c'est 11.4GHz... on n'est pas sur du matériel tout venant pour regarder ça), et je n'ai pas eu le temps pour le moment.

Notes supplémentaires :
- a ma grande surprise, l'émetteur est assez précis sur le plan de la fréquence de travail. Il est bien là où on l'attend vis à vis de la configuration des canaux, et il n'en bouge pas malgré la montée en température rapide lors de la mise en route.
- le comportement est stable sur toute la gamme d'alimentation (je me suis promené entre 7V et 14... Je ne suis pas allé jusqu'aux 23 spécifiés dans la doc...)
- la consommation est mesurée à 220mA sous 12V, soit 2.6W consommés (dont 0.3W pour la caméra) pour 0.5W envoyés à l'antenne.


Camera : TBC
  • Capteur : 1/3" CMOS 700TVL
  • Format: NTSC/PAL
  • Consommation de la caméra : 60mA sous 5V (0.3W... Corollaire, la caméra chauffe pas mal !)
  • Dimensions : 29 x 24 x 17mm

Antenne :
L'antenne fournie avec ce kit est une simple antenne boudin (encore une fois, prenez vos précautions, on est ici avec une connectique de type RP-SMA)
IMG_2467.JPG
IMG_2467.JPG (213.07 Kio) Vu 482 fois

De manière assez étonnante, l'impédance présenté par cette antenne dans la bande utile est assez satisfaisante avec plus de 19dB d'adaptation :
IMG_2466.JPG
IMG_2466.JPG (208.88 Kio) Vu 482 fois


Bien sûr, une telle antenne est tout à fait inadaptée aux contraintes du FPV.
En effet, le standard du moment est d'utiliser des antennes en polarisation circulaire de manière à diminuer les effets de fading profond provoqués par le multi-trajet des ondes électromagnétiques entre le modèle volant et le récepteur.
Cette question pourrait être améliorée drastiquement par l'emploi de modulation numérique adaptées et du traitement de signal, mais les problèmes de compacité de l'électronique côté modèle font que pour le moment, le standard est encore à des transmissions vidéo en mode analogique.

Bref, pour en revenir au kit étudié ici, nous sommes donc face à une antenne qui, certes, devrait absorber la majeure partie de l'énergie que son émetteur lui envoie (encore faudrait-il qu'elle rayonne efficacement cette énergie, et c'est là une autre question qui mériterait d'autres essais), mais c'est une antenne qui fonctionne en polarisation linéaire, et donc qui va rendre la transmission plus sensible au fading...

Vous pouvez donc sans soucis utiliser cette antenne en statique, ou pour faire des essais au sol, mais mon conseil est plutôt d'éviter sont utilisation dans une liaison avec un modèle volant, et de lui préférer des antennes omnidirectionnelles favorisant la polarisation circulaire (type trèfle/cloverleaf ou pagode).


Essai en situation : TBC

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Test n°2 : Quanum Q58-6 + antenne
Q58-6.jpg
Q58-6.jpg (17.05 Kio) Vu 491 fois


Émetteur : TBC

Antenne :
L'antenne est de type cloverleaf (antenne trèfle optimisée pour la polarisation circulaire).
IMG_2470.JPG
IMG_2470.JPG (99.84 Kio) Vu 491 fois


Première mesure : adaptation d'impédance, boîtier plastique fermé :
IMG_2469.JPG
IMG_2469.JPG (218.86 Kio) Vu 491 fois

Le transfert d'énergie à l'antenne est optimal pour la fréquence 5450MHz...

La bande ISM visée par ces équipements est, en France (région 1) fixée à la plage 5725 - 5875MHz. L'adaptation de l'antenne testée est donc franchement trop basse, et je me suis demandé si le boîtier plastique n'avait pas pour effet de faire descendre artificiellement la fréquence d'accord. J'ai donc effectué la même mesure, mais package plastique décapsulé.
IMG_2471.JPG
IMG_2471.JPG (231.51 Kio) Vu 491 fois

En effet, l'accord remonte un peu (50MHz environ), mais pas assez pour en faire quelque chose de fonctionnel...

Au passage, je déconseille vivement l'utilisation de cette antenne, car elle pourrait entraîner la destruction de l'émetteur.

En effet, elle présente une adaptation de 7dB dans la bande qui nous intéresse, ce qui signifie que 20% de la puissance transmise retourne à l'envoyeur... Soit 120mW... Assez pour détruire l'amplificateur de sortie (qui déjà, en temps normal, a un fâcheuse tendance à se prendre pour un élément de chauffage).


Essai en situation : TBC

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Test n°3 : Quanum Elite FX718-6 + caméra
Elite600mWH.jpg
Elite600mWH.jpg (36.13 Kio) Vu 491 fois


Émetteur : TBC

Camera : TBC

Antenne : TBC

Essai en situation : TBC

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Test n°4 : Sunflytek CM298T-5 (ensemble pré-intégré TX + camera + antenne cloverleaf)
CM298T-5.jpg
CM298T-5.jpg (23.43 Kio) Vu 491 fois


Émetteur : TBC

Camera : TBC

Antenne : TBC

Essai en situation : TBC
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yannick
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar yannick » 15 juil. 2019, 18:38

Et hop, mise à jour avec des premières manips sur le LT650...
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f4grx
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar f4grx » 16 juil. 2019, 09:29

quel signal est généré par ces engins? De la vidéo analogique modulée a l'ancienne? c'est pas du signal vidéo numérisé et transmis en wifi, hein?

si c'est de la "bonne vieille vidéo" un canal devrait prendre 6 MHz, apparemment, le plus large est PAL I a 8 MHz
https://en.wikipedia.org/wiki/Televisio ... _Usage.svg
usually 6,7,8 MHz https://en.wikipedia.org/wiki/Television_channel

edit: oui ca en est, apprends a lire GRX.

la page hobbyking du Quanum QE58 dit des trucs:
Modulate: Wideband FM (étonnant c'est pas VSB normalement?)
Video Band Width: 0~8MHz
Audio Carrier Frequency: 6.5MHz
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yannick
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar yannick » 16 juil. 2019, 10:31

Oui... Je confirme... C'est de la FeuhMeuh à l'ancienne...

Je n'ai pas encore eu le temps de creuser les schémas, mais de ce que je vois, à première vus, ça a l'air d'être directement le signal vidéo analogique qui module un VCO.

Oui, moi aussi, j'avais ces chiffres en tête : entre 6 et 8MHz (mais j'avoue... la TV analogique, j'ai jamais donné dans ce sport, et à ce stade, c'est juste de la culture générale ! :p Il ne serait pas surprenant qu'il y ait un diable caché sous un détail ! :p).
Mais bref... C'est bien la raison pour laquelle je suis surpris par ce que j'ai vu sur le LT650.
Après, je ne sais pas comment ils mesuraient ça... Là, à +/-10MHz (donc... canal de 20MHz ?), j'ai juste le niveau autorisé dans le canal adjacent pour les canaux DVB-T, mais je ne sais pas ce qui était autorisé en analogique...
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar julienn » 16 juil. 2019, 14:47

C'est amusant de voir que presque tous les radioamateurs font du modélisme pour les anciens, et du FPV pour les plus jeunes ;)

Coté réception la sélectivité est pas très aiguisée, ce qui fait qu'il est impensable d'utiliser des canaux trop proches.

Par ailleurs, ce qui est assez frustrant dans ce domaine c'est que c'est presque impossible de faire les choses légalement.
L'utilisation de matériel maison dans le modélisme sur des fréquences radioamateur est un sujet complexe.
En plus ces émetteurs n'ont pas de logo CE.

Lors de la fin de la taxe en début d'année, j'ai remarqué cette phrase dans le communiqué de l'ANFR : "les radiocommandes de modèles réduits n’excédant pas 5 W sont d’usage gratuit, et non plus soumises à une taxe de cinq ans de 27 euros" ( https://www.anfr.fr/licences-et-autoris ... ioamateur/ )
et la phrase "L’installation et l’exploitation d’une station mobile d’amateur se sont pas admises à bord d’un aéronef" a disparu de la réglementation en 2000.
Donc je pense qu'il y a moyen de faire tout ça légalement, mais cela nécessite encore des recherches.

bref je suis très content de voir que tu fais du FPV Yannick :)
Les radioamateurs sont faciles à repérer, c'est ceux qui font voler plein de ferrites avec un peu de polystyrène autour :D
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yannick
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar yannick » 16 juil. 2019, 15:17

Houlà houlà...

Pour le moment, rien ne vole ! Difficile de dire que je "fais" du FPV, du coup... :)

Côté réception, je n'ai pas fait de commentaires sur le sujet encore, mais... L'ouverture d'un RX vendu pour du FPV fout juste la trouille ! :p

On va la faire courte : y'a quasi pas d'étage d'entrée : la porte est grande ouverte, avec des gains de folie, des linéarités de merde...

Je ne pense pas une seule seconde que le RX que j'ai vu puisse fonctionner s'il y a plus d'un utilisateur, ou s'il n'est pas en rase campagne. C't'ennuyeux ! :)

Pour en revenir à l'aspect réglementation, non seulement je suis d'accord avec toi, mais je pense que, en plus, il n'y a QUE avec la casquette "radioamateur" que la mise en œuvre de ces TX puisse s'envisager. Pour rappel, nous sommes les seuls utilisateurs du spectre radioélectrique à avoir le droit d'utiliser du matériel non certifié, puisque nous avons force d’auto-certification dans nos bandes, et c'est même la raison précise pour laquelle nous passons un examen...

Allez, en attendant, je vais poursuivre mes investigations sur les TX... Rien que ça, c'est déjà marrant ! :)
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Re: FPV - Banc de test d'emetteurs 5.7GHz

Messagepar julienn » 16 juil. 2019, 21:25

En tout cas n'hésite pas à me demander si tu as des questions, ça sera un plaisir de t'aider.
Maintenant je fais essentiellement du vol dynamique en planeur en FPV, je trouve ça génial d'avoir une grande autonomie et de ne faire aucun bruit.
J'ai un terrain de jeu adapté avec du beau relief juste à côté, donc ça aide.
Sur ma station sol je fais du tracking avec des antennes directionnelles.
J'ai bricolé un système de TC/TM en UHF (bande amateur).

Ce qui m'amuse beaucoup c'est qu'il y a une similarité avec les problématiques des cubsats.
Enfin, je ne vole pas assez vite pour devoir corriger le Doppler :D

pl.jpg
pl.jpg (111.14 Kio) Vu 424 fois

Dos à la photo il y a une montagne très proche que j'utilise pour prendre de l'altitude.

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