Hubschrauber
Videoübertragungssystem

der dritten Generation

EN00500A.gif (2038 Byte)

Die ersten beiden Systeme sind auf den Seiten VIDEO und VIDEO-2 beschrieben.

Das letzte System (Video-2) bringt schon recht gute Ergebnisse. Allerdings war der Aufwand für Videoaufnahmen noch recht groß, eine ganze Menge an teilweise schwerem Equipment musste mitgeschleppt und aufgebaut werden. Vor allem der Videorekorder mit Autobatterie und 12V-220V Spannungswandler waren lästige Komponenten. Ein weiteres Problem war die hohe Vibrationsempfindlichkeit, welche trotz sehr weichem Schaumstoff keine Aufnahmen aus dem Hubschrauber zuließ. Dieses System wurde daher nur in Seglern eingesetzt.

Jetzt musste der nächste Schritt zu einem alltagstauglichen System folgen. Das wichtigste war der einfache Aufbau, damit man es auch mal so nebenbei, ohne viel Aufwand,  am Flugplatz betreiben konnte.


Der Video-Sender:

Ein Videosender besteht aus Kamera (mit oder ohne Ton) und einem Sender mit Antenne sowie der Stromversorgung.

Die Farb-Kamera:

Als Farb-Kamera gibt es derzeit zwei Systeme: CMOS und CCD.

CMOS ...    diese Kameras sind sehr klein und vor allem billig. Man bekommt brauchbare Farbkameras in CMOS Technik schon für weit unter 100 €. Sie liefern brauchbare Bilder, allerdings keine perfekten, da Schärfe und Kontrast gewissen Einschränkungen unterworfen sind. Auch hat die Helligkeitsregelung ihre Grenzen, helle Objekte sehen vor dunklem Hintergrund fast weiß aus. Trotz dieser Einschränkungen in der Bildqualität sind sie für gelegentliche Aufnahmen durchaus gut brauchbar und liefern je nach Licht recht ordentliche Bilder.

CCD ...    Diese CCD Kameras werden heute in praktisch allen Camcordern eingesetzt. Sie sind deutlich teurer als CMOS Kameras und liegen im Preisbereich von ca. 200 bis 400 €. Dafür liefern sie bestechend gute Bilder die durchaus die Qualität guter Fernsehaufnahmen haben.

v_kamera.jpg (22610 Byte)

Im Moment benutze ich eine CMOS Kamera von Conrad Elektronik, welche aber im Laufe des Jahres gegen eine neue CCD Kamera ausgetauscht werden soll.

Tonübertragung mache ich keine. Außer dem Motorgeräusch ist sowieso kaum etwas zu hören, da macht sich eine gute Musikuntermalung im endgültigen Film besser.

Der Video Sender:

Video-Sender arbeiten praktisch alle auf 2,4 GHz, einer Frequenz welche für diese Bildübertragung freigegeben ist. An dieser Stelle möchte ich ausdrücklich vor der Benutzung von Sendern auf 1,3 GHz warnen, welche bei Online-Auktionen sehr billig zu haben sind. Diese Sender sind in Europa absolut illegal und der Betrieb würde außer einer Beschlagnahme noch empfindliche Strafen nach sich ziehen.

Handelsübliche 2,4 GHz Sender (im Elektronik Versandhandel erhältlich) sind in Deutschland zugelassen und arbeiten mit einer Leistung von 10 Milliwatt. Das ist nicht viel und ist nur für geringe Reichweiten ausreichend. Bis ca. 50m sind überbrückbar, darüber hinaus muss mit deutlichen Aussetzern, je nach Antennenstellung, gerechnet werden. Wer das Glück hat eine Amateurfunklizenz zu besitzen, oder einen Fliegerkollegen mit Lizenz hat, dem sind in Bezug auf die Sendeleistung und damit der Reichweite kaum mehr Grenzen gesetzt.

v_sender.jpg (27528 Byte) Als Videosender kommt bei mir ein Modul mit 250 Milliwatt Leistung zum Einsatz. Damit lassen sich bei allen modellflugüblichen Reichweiten fast störungsfreie Videoübertragungen erreichen. 
v_akku.jpg (9078 Byte) Natürlich verbraucht so ein Sender schon einiges an Strom, weshalb ich für die Versorgung von Sender und Kamera drei LiPoly Zellen Kokam 2000 mAh verwende. Damit läuft das System weit mehr als eine Stunde im Dauerbetrieb.

Die Sendeplatine ist noch recht groß und ich arbeite an einer verkleinerten Version. Bezüglich des Gewichtes macht das aber kaum einen Unterschied, weshalb auch dieser Sender schon gut flugfähig ist.

Die Aufhängung:

Jeder der schon mal mit Videoübertragung experimentiert hat kennt das Problem. Die Vibrationen des Modells sind im Bild deutlich sichtbar. Das unangenehme dabei ist, dass es mehrere völlig unterschiedliche Vibrationen im Hubschrauber gibt:

* vom Hauptrotor mit ca. 30 Hz (Schwingungen pro Sekunde)
* vom Heckrotor mit ca. 120 Hz
* vom Motor mit ca. 250 Hz und vielen teilweise kräftigen Obertönen

Das ist ein recht breites Vibrationsspektrum welches sich mit einer einzelnen Dämpfung nicht eliminieren lässt. Ich habe daher eine spezielle Aufhängung gebaut, welche sowohl tiefe als auch hohe Vibrationen dämpfen soll.

v_gummiklein.jpg (23931 Byte) Das Grundgerüst ist ein Aluminiumrahmen aus 90-Grad Profilen aus dem Baumarkt. Diese werden zu einer Box verschraubt. Durch die 90-Grad Profile ist dieser Rahmen sehr steif geworden. Die gesamte Elektronik und der Akku befinden sich auf einer Kunststoffplatte, welche in zwei Schlaufen aus Silikon-Tankschlauch aufgehängt ist. Die Bilder zeigen die Führung des Schlauches um die Grundplatte. Diese Aufhängung ist sehr einfach in wenigen Minuten aufgebaut. Außerdem erlaubt sie eine einfache Justage der Grundplatte. Man kann die Kamera mit einem Griff drehen oder hinauf oder hinunter richten.
v_gummigross.jpg (16592 Byte) Wichtig ist, dass die Platte mit der Elektronik und dem Akku möglichst schwer ist, damit sie den Vibrationen nicht folgen kann. Das Gewicht des Akkus hilft dabei. Zusätzlich habe ich noch einige Stücke Blei aufgeklebt. Je mehr desto besser, natürlich kann man nicht beliebig Blei aufladen, man will ja auch noch damit fliegen. Dieser Schlauch kann aber nur langsame Vibrationen (Hauptrotor) abfangen. Gegen Mikro-Vibrationen wie sie vom Motor kommen ist er machtlos, diese gehen ungedämpft über den Schlauch auf das Videosystem über.
v_daempfung.jpg (14752 Byte) Die Kamera wurde durch diese Mikro-Vibrationen aber nicht gestört, weshalb sie direkt auf der Grundplatte montiert ist. Anders beim Sender. Dieser enthält kleine Drahtspulen welche von den schnellen Vibrationen in Schwingung versetzt werden, was man als deutliche waagrechte Streifen im Videobild sehen kann. Daher wurde der Sender zusätzlich auch einen sehr weichen Schaumstoff montiert. Dieser vermindert die Störstreifen um gut 95%, bei genauem Hinsehen kann man aber noch welche erkennen. Hier werde ich also noch ein paar Verbesserungen machen müssen, möglicherweise direkt an den Drahtspulen im Sender selbst.
v_komplett.jpg (26202 Byte) So sieht das fertig montierte Video-System aus. Der Alu-Rahmen wird dann direkt am jeweiligen Hubi montiert.

Bei der Montage am Hubschrauber muss man sich nach der Größe und Form des Hubis richten. Bei kleinen Hubschraubern wird er direkt unter die Kufen montiert. Der Hubi steht dann auf dem Alu-Rahmen. So habe ich es beim Acrobat-10 E-Heli gemacht. Allerdings hat dieser das nicht lange ausgehalten. Durch das Gewicht des Videosystems wurde der 70A-Regler des bürstenlosen Motors so heiß, dass er abbrannte. Ich habe weitere Versuche daher an einem Futura-Nova Verbrennerheli gemacht, welcher das Gewicht von ca. 400 Gramm locker tragen kann.

v_montage.jpg (24216 Byte) Der Rahmen wird seitlich an den Kufen und am Kufenbügel fixiert. Einige Kabelbinder reichen dazu vollkommen aus, womit der Rahmen jederzeit wieder entfernt werden kann.

Für interessante Aufnahmen sollte man die Kamera leicht nach unten richten. Die Videos sind viel aussagekräftiger wenn man Horizont und Boden gut sehen kann.

Die Empfangsanlage:

Hier wurden die entscheidenden Veränderungen vorgenommen um das ganze System alltagstauglich zu machen.

bodenstation1.jpg (41684 Byte) Bisher sah das System so aus. Der Empfänger, ein Videorekorder und ein LCD Fernseher. Am Flugplatz zusätzlich noch eine Autobatterie, ein Spannungswandler und meist noch ein portabler Farbfernseher. Etliche Kilogramm Gewicht machten das Videofilmen zur Qual.

Aus diesem Grund wurde die Empfangsanlage so verändert:

v_rx.jpg (20704 Byte) Jetzt wird nur mehr der Empfänger und ein Panasonic NV-GS55 Camcorder verwendet. Das ganze ist inklusive Kabeln leicht in einer kleinen Tasche zu verstauen und macht das Videofilmen am Flugplatz zu einem riesigen Spaß.

Die Wahl auf den NV-GS55 fiel deshalb, die dieser Camcorder einen analogen Video-Eingang hat. Der 2,4 GHz Empfänger kann daher direkt angeschlossen werden. Der Camcorder arbeitet als Videorecorder und Fernsehgerät, da das eingebaute Display ziemlich kontrastreich ist und ein gutes Bild liefert.

In den Empfänger ist ein eigener Akku mit 1500mAh eingebaut sodass jetzt keine weiteren Batterien benötigt werden. Auf dem Empfänger sieht man einen schwarzen Kasten. Das ist die 2,4 GHz Antenne. Eine Flachantenne, welche einen Öffnungswinkel von ca. 40 Grad hat und damit das Flugfeld gut überstreicht. Sie wird von der Fa. VTQ http://www.vtq.de hergestellt. Der Empfänger selbst ist ein 2,4 GHz Empfangsmodul von Conrad Elektronik, stammt aber ebenfalls vom Hersteller VTQ. Die Bildqualität dieser Empfangsanlage ist sehr gut und wird auch höheren Ansprüchen gerecht.

Der Empfänger hat auf der Rückseite zwei Metall-Laschen. Damit kann ich ihn an den Sicherheitszaun hängen. Die anderen Geräte befinden sich dann auf einem Stuhl hinter dem Zaun.

Für ein erstes Beispielvideo wurde ein Testflug mit dem Futura-Nova mit leichtem Kunstflug durchgeführt. Es kann von diesem Link >>> VIDEO <<< heruntergeladen werden. Bitte nicht direkt anklicken. Beim direkten Ansehen würde es stark ruckeln weil die Internetverbindung zu langsam ist. Erst auf die Festplatte herunterladen und dann ansehen. Dazu den Link mit der rechten Maustaste anklicken und "Ziel speichern unter" auswählen.

Dieses Beispielvideo ist ziemlich stark komprimiert und sollte nicht zu groß gezoomt werden. Videos in voller Auflösung sind ab ca. Mitte/Ende März 2005 auf http://video.helitron.eu/videopage.htm verfügbar.