Control remoto de mayor alcance

Me gustaría hacer un quadcopter de largo alcance (5 km). A partir de ahora, solo estoy tratando de encontrar la mejor manera de controlarlo. Sé que hay algunos transmisores R / C de 5 km, pero son del tamaño de un ladrillo, lo cual es un poco inconveniente. Me preguntaba si la comunicación podría hacerse a través de GSM, GPS u otro protocolo inalámbrico que sería más barato y / o pesaría menos. Se acepta cualquier idea sobre cómo lograr este largo alcance.

Existen al menos dos mecanismos civiles de uso común para el control de largo alcance de vehículos aéreos no tripulados o automóviles RC: radio TX / RX de banda pública y datos de paquetes móviles, según las capacidades a bordo del vehículo controlado a distancia.

Para el control de RF de banda pública a largo alcance, los módulos como el Xtend 900 1 Watt RSPMA by digi funcionan bien a más de 5 millas, proporcionando velocidades de datos de entre 10 kbps y 115 kbps, con requisitos de energía muy bajos. Con 18 gramos, no serían clasificados como "ladrillos".

Estos módulos son un poco caros, a casi $ 200 cada uno , incluido el costo de la antena. La antena en sí misma también sería una preocupación, ya que tendría que ser bastante sustancial, lo que interferiría con el flujo de aire. El tipo más común de antena es la antena de pato, similar a las utilizadas en algunos enrutadores inalámbricos.

Tenga en cuenta que la banda de 900 MHz no está disponible para uso público en la mayoría de los países, excepto EE. UU., Canadá, Australia y algunos otros. Incluso en países donde está permitido, la potencia máxima de 1 vatio de este módulo puede ser muy superior a lo que permiten las regulaciones locales de telecomunicaciones.

Si bien el material de marketing sugiere un rango de 40 millas para este dispositivo, las pruebas realistas realizadas por aeromodelers indican un rango utilizable de 5 a 10 millas , menos en áreas con mucho tráfico de radio en la banda de 900 MHz.

Para un presupuesto más ajustado, valdría la pena experimentar con el XBee-Pro 900 XSC S3B , también de digi.com, aunque con algunos compromisos:

Estos módulos ofrecen una velocidad de datos de alrededor de 10 kbps, en un rango realista de quizás 3 a 5 millas en la línea de visión. El material de marketing sugiere un rango de 28 millas, tómalo como quieras.

Lo bueno es que la antena es solo un pedazo de cable soldado a la placa, por lo tanto, no es tan perjudicial en un avión RC. Además, a un precio de ~ $ 70, estos son mucho más fáciles en el bolsillo.

Las opciones de paquetes de datos móviles son un poco más restrictivas: las velocidades de datos dependen en gran medida de la capacidad del sitio celular, la disponibilidad del circuito celular y la distancia de la torre, y la latencia es muy variable. Si el UAV tiene suficiente inteligencia a bordo que esencialmente solo requiere actualizaciones ocasionales de puntos de referencia y comandos que no son críticos para el tiempo (por ejemplo, "regresar al punto de despegue en el momento X: YY y aterrizar"), esto podría ser viable.

Algunos entusiastas de RC utilizan módulos GPRS como SM5100B de SparkFun . Con menos de 9 gramos de peso, nuevamente no son del tamaño de un ladrillo. Además, el precio es similar al XBee-Pro 900 anterior.

El alcance puede ser arbitrariamente alto , siempre que el controlador base y el vehículo RC estén dentro del alcance de las torres de celdas para las cuales el acceso a la red está disponible para las unidades respectivas, el mecanismo funcionará, incluso en todos los países, y mucho menos millas, siempre que la latencia y las caídas de señal ocasionales no son un problema.

Un buen experimento sería considerar si la comunicación de su vehículo RC podría funcionar sondeando una URL web a través de Internet, por ejemplo. En caso afirmativo, GPRS funcionará bien para ese propósito.

Vale la pena tener en cuenta que cualquier control remoto de RF de largo alcance se ve afectado por los caprichos de todo, desde la actividad de las manchas solares hasta las condiciones climáticas locales o alguien que usa un teléfono inalámbrico cercano para hacer una llamada. Por lo tanto, debe haber poca dependencia en la disponibilidad del canal de control continuo o el rendimiento de datos. Dicho esto, se hace todo el tiempo, incluso en terrenos hostiles como la Antártida, ¡así que hazlo!

TI afirma que sus chips de alto rendimiento de RF pueden llegar hasta los 25 km. Vea su página de RF Performance Line que incluye el dispositivo CC1200 que afirma ese rango.

En el mundo real no siempre se puede lograr eso debido a varios factores, como el desvanecimiento por trayectos múltiples. Pero dado que está utilizando un quadcopter y está elevado la mayor parte del tiempo, el efecto del desvanecimiento por trayectos múltiples no será tan malo en comparación con un sistema que tiene 2 transceptores que se comunican entre sí, mientras que ambos están elevados a 5 pies por encima del suelo.