Grundlagen FPV

Das Basis-Equipment
Um in das FPV-Hobby einzusteigen, werden folgende 4 Dinge benötigt:

Eine Kamera – Erzeugt das Videosignal, nach welchem das Modell gesteuert wird
Einen Videosender – um das Videosignal auf den Boden bzw. zur Empfangsstation zu senden
Einen Videoempfänger – um das Videosignal auf dem Boden zu empfangen
Eine Videobrille oder ein Display – Stellt das Live-Videobild am Boden dar
Dies ist die Grundausstattung für jeden, der mit dem FPV-Hobby beginnen möchte. Ohne diese 4 Komponenten geht es nicht. Die Erfahrung hat gezeigt, einfach zu Beginnen und später weiteres Equipment zum bestehenden System hinzuzufügen.

Die Kamera

KillerCCD CMOS-Kamera – Preisgünstig, leicht und mit guter Bildqualität eignet sie sich für die ersten Schritte im FPV-Hobby
Jede Kamera, die ein Composite Video ausgibt, ist verwendbar. Jedoch gibt es einige Eigenschaften, die gerade für den Einsatzbereich FPV wichtig sind. Das Wichtigste ist die Helligkeitsregelung, weil die Helligkeit im normalen FPV Flug sehr schnell und stark variiert. Verwendet man eine Kamera, die hier nur eine langsame Anpassung hat, wird man meistens nur ein schlechtes Bild erhalten und gegebenenfalls sogar abstürzen.
Logischerweise sollte die Kamera auch klein und leicht sein sowie eine gute Bildqualität bieten. Letzteres ist jedoch nicht so einfach festzulegen, da die Schönheit im Auge des Betrachters liegt. Manche mögen hellere Farben, andere eine höhere Auflösung und so weiter. Deswegen kann man nicht sagen, was nun die ideale Kamera ist. Am besten vergleicht man die verschiedenen Kameras, um die richtige für sich selbst zu finden. Hilfreich ist auch der Vergleich von FPV-Videos anderer Piloten.
Bevor man sich auf die Suche macht, noch ein wichtiger Hinweis: Es gibt 2 verschiedene Typen von Sensoren, welche in den Kameras verwendet werden, CCD und CMOS (Der Sensor ist der Teil, der das Licht aufnimmt und in ein digitales Bild umwandelt).
Diese beiden Sensoren funktionieren auf verschiedene Weise und haben beide ihre Vor- und Nachteile. Keine Sensor ist grundsätzlich dem anderen höhergestellt, deswegen gibt es hier eine kleine Zusammenfassung mit Vor- und Nachteilen für den Einsatz mit FPV-Bereich:

CCD:
+ besser bei wenig Licht
+ weniger Rauschen
+ mehr Pixel/Bereich
– vertikale Linien bei sehr hellem Licht

CMOS:
+ jeder Pixel hat eine Helligkeits/Kontrast-Korrektur
+ geringerer Stromverbrauch (bis zum 100fachen)
– Bild wird verzerrt bei Vibrationen (wackeliges Bild)

Moderne CMOS-Sensoren haben gegenüber CCDs den Vorteil , dass sie bei jedem Pixel die Helligkeit bzw. Kontrast einstellen können. Das bedeutet, dass man den Boden und den Himmel zur gleichen Zeit richtig belichtet sehen kann. Mit diesem Problem hat der CCD-Sensor stark zu kämpfen. An einen sonnigen Tag sieht man entweder den Himmel oder den Boden richtig belichtet, aber nie beide Teile zur selben Zeit. Der CCD Sensor hat zusätzlich ein Problem mit sehr hellem Licht, was zu Linen im Bild führen kann. Es kann hierbei vorkommen, dass die Kamera das Bild unterbelichtet.
Allerdings hat der CCD-Sensor einen Vorteil, wenn es um Vibrationen geht: Er is wesentlich unempfindlicher, verglichen mit einem CMOS-Sensor. Letzterer verwendet zur Belichtung des Sensors einen sog. Rolling-Shutter, welcher deutlich empfindlicher für Vibrationen ist.
Dies kann gerade bei der Verwendung im FPV Helikopter zum Problem werden. Am Flieger reicht meistens ein richtig ausgewuchteter Propeller aus.
Die meisten Kameras die man in den FPV Shops kaufen kann, sind umbenannte Security-Kameras. Teilweise wird jedoch die Firmware der Kamera geändert, sodass sie besser für das FPV-Hobby angepasst ist.

Der Videosender
Momentan stehen zwei verschiedene Frequenzen für die Videoübertragung zur Verfügung:

2,4GHz
5,8GHz

In Deutschland und in den meisten Ländern der EU ist eine maximale Sendeleistung vorgeschrieben. Diese ist bei der analogen 2.4Ghz Frequenz auf 10mW beschränkt, bei 5.8Ghz auf 25mw. Stärkere Sender sind nicht zugelassen und werden bei Einschränkung bzw. Störung öffentlicher oder kommerziellen Dienste von der Bundesnetzagentur streng geahndet. Andere Frequenzbänder für Videoübertragung, z.B. 800/900Mhz (Mobilfunk) und 1.2Ghz (ATC – AirTrafficControl/Flugsicherung), sind nicht erlaubt, egal welche Sendestärke eingesetzt wird.
1.3 GHz darf in Deutschland nur mit einer Amteurfunklizenz der Klasse A genutzt werden.

Als Information haben wir hier für dich eine Liste mit den Vor- und Nachteilen der einzelnen Frequenzen:

2,4GHz
+ Große Auswahl an Antennen
+ Große Auswahl an Sendern und Empfängern
+ keinen Einfluss auf das GPS Signal
– wird von Hindernissen beeinflusst bzw. gestört
– viel genutzte Frequenz (bspw. WLAN, RC-Steuerung, Babyfone usw.)
– kann nicht in Verbindung mit einer 2,4GHz RC-Anlage verwendet werden

5,8GHz
+ Große Auswahl an Antennen
+ ebenfalls keinen Einfluss auf das GPS Signal
+ kann mit 2,4GHz RC Sendern betrieben werden
– wird von Hindernissen noch stärker gestört als 2,4GHz
– ebenfalls viel genutzte Frequenz
– keine große Auswahl an Sendern und Empfängern

Ein 10mW 2,4GHz Videosender
Als Beispiel für den FPV-Einsteiger-Guide wählen wir einen analogen 2,4GHz Videosender mit 10mW Sendeleistung. In Deutschland und der EU darf nur auf diesen Frequenzen, 2,4GHz und 5,8GHz unter Beachtung der zulässigen Sendeleistungen, legal für Privatpersonen gesendet werden. Die Nutzung andere Sendeleistungen oder Frequenzen ist illegal.

Die beste Methode ist es, einen Videosender in Verbindung mit einer Richtantenne (Patch-Antenne) zu benutzen. Mehr über Antennen im weitern Verlauf dieses Einstiegsguides. Durch die Richtantenne erreicht man eine höhere Reichweite, kann allerdings nicht 360° um die eigene Position herum fliegen. Aber das ist ja sowieso eher untypisch. Bei dem Einsatz einer Patch-Antenne ist immer darauf achten, dass die Videoreichweite nicht über die Reichweite der RC-Fernsteuerung hinaus geht!

Mit einem guten analogen 10mW Sender auf 2,4GHz in Verbindung mit einer 9dBi Patch-Antenne sind Reichweiten von 1000m und mehr möglich. Diese Kombination erlaubt lange Flüge, mit wenig Stromverbraucht seitens des Videosenders, also ideal für die ersten Fortschritte im FPV-Hobby. Man soll an dieser Stelle die gesetzlichen Gegebenheiten in Deutschland und der EU beachten, welche Langstreckenflüge (Long-Range) verbieten!

Der Videoempfänger

Häufig verwendeter 2,4GHz Videoempfänger mit guten Empfangseigenschaften
Der Empfänger muss zu dem gekauften Sender passen. Das heißt einerseits dieselbe Frequenz (2,4GHz oder 5,8GHz) und andererseits dieselben Kanäle. Meistens bieten die Shops passende Sets an.
Es gibt auch Empfänger mit zwei Videoausgängen, so genannte „Dual Output“-Empfänger. Sie haben den großen Vorteil, dass man ganz einfach direkt eine zweite Videobrille für Zuschauer oder einen Videorekorder anschließen kann. Ansonsten kann man sich einen Video-Splitter kaufen, der diese Funktion übernimmt.

Quellen Nachweis: Wiki aus der FPVC http://fpv-community.de/wiki/index.php?title=Einstieg_f%FCr_FPV-Neulinge