FPV é a sigla para First Person View, ou visão em primeira pessoa.
No modelismo, a ideia é muito interessante: em vez de controlar o modelo olhando para ele à distância, instalamos uma câmera a bordo e passamos a enxergar a imagem como se estivéssemos dentro do próprio veículo.
É possível utilizar FPV em:
aeromodelos;
drones;
automodelos;
barcos de controle remoto;
outros projetos.
Existem sistemas específicos de FPV capazes de transmitir imagens a distâncias consideráveis. Mas também existe uma alternativa muito mais simples para quem deseja apenas experimentar a sensação de pilotar em primeira pessoa:
uma câmera Wi-Fi + celular + óculos para smartphone.
Uma maneira barata de experimentar FPV
Um sistema dedicado de FPV pode envolver:
câmera;
transmissor de vídeo;
antena;
receptor;
monitor ou óculos FPV;
alimentação.
Para quem está começando, isso pode representar um investimento considerável.
Uma câmera que transmite sua imagem por Wi-Fi permite experimentar o conceito utilizando equipamentos que muitas pessoas já possuem.
A configuração básica fica assim:
câmera no modelo
↓
transmissão por Wi-Fi
↓
celular
↓
óculos para smartphone
O celular recebe a imagem da câmera e fica colocado diante dos olhos.
O resultado é uma experiência bastante próxima do conceito de pilotagem em primeira pessoa.
O celular funciona como a tela
Existem óculos bastante simples nos quais colocamos o próprio smartphone.
O aparelho fica posicionado diante dos olhos e as lentes dos óculos permitem visualizar a tela a uma pequena distância.
Nesse caso, não precisamos necessariamente de uma tela específica para FPV.
O próprio celular cumpre essa função.
Se a câmera possui um aplicativo capaz de mostrar a imagem transmitida por Wi-Fi, podemos visualizar o vídeo diretamente no smartphone.
A câmera fica instalada no modelo
Do outro lado da comunicação temos a câmera.
Ela precisa ser instalada em uma posição que ofereça uma visão interessante para a pilotagem.
Em um barco RC, por exemplo, podemos colocá-la aproximadamente na perspectiva de alguém que estivesse olhando para a frente da embarcação.
Quando o barco começa a navegar, a experiência muda completamente.
Em vez de observar:
o barco navegando no lago,
passamos a observar:
o lago a partir do barco.
É quase como estar dentro do modelo
Essa é a graça do FPV.
Imagine um pequeno barco navegando.
Sem FPV, você está na margem observando a embarcação.
Com FPV, passa a enxergar:
a água à frente;
as margens;
outros objetos;
as curvas realizadas pelo barco.
A sensação de escala também pode mudar bastante.
Uma pequena distância percorrida pelo modelo parece muito maior quando observada pela câmera instalada próxima à água.
O Wi-Fi possui uma grande vantagem: simplicidade
A principal vantagem dessa solução é não exigir inicialmente um sistema completo e dedicado de transmissão FPV.
Se você já possui:
celular
e
uma câmera Wi-Fi compatível,
falta relativamente pouco para experimentar.
Um óculos simples para smartphone completa a experiência visual.
É uma ótima maneira de descobrir se você gosta de FPV antes de investir em equipamentos mais especializados.
Mas o alcance do Wi-Fi é limitado
Essa é a principal limitação.
Um sistema dedicado de FPV pode ser projetado para trabalhar a distâncias muito maiores.
O Wi-Fi utilizado por uma câmera e um celular não deve ser tratado da mesma maneira.
A solução que experimentei é indicada justamente para distâncias pequenas.
Portanto, precisamos manter o modelo dentro de uma região em que a comunicação permaneça confiável.
Quanto mais distante, maior a possibilidade de problemas
À medida que afastamos o modelo, diversos fatores podem afetar a comunicação:
distância;
obstáculos;
orientação das antenas;
interferências;
características da câmera;
características do celular;
ambiente.
Por isso não devemos estabelecer uma distância universal para qualquer câmera Wi-Fi.
O alcance precisa ser avaliado para o equipamento e o ambiente utilizados.
Existe também o problema da latência
Este é provavelmente o ponto mais importante para entender a diferença entre essa experiência e um verdadeiro sistema FPV de baixa latência.
A imagem não chega necessariamente ao celular exatamente no instante em que é capturada.
Existe um atraso, conhecido como latência.
A câmera captura a imagem.
Ela é processada.
Transmitida.
Recebida pelo celular.
Processada novamente.
E finalmente apresentada na tela.
Tudo isso leva algum tempo.
Por que alguns milissegundos podem fazer diferença?
Imagine um modelo extremamente rápido.
A câmera mostra que existe um obstáculo alguns metros à frente.
Você reage.
Mas aquela imagem já representa uma situação que aconteceu um pouco antes.
Durante esse intervalo, o modelo continuou se movimentando.
Quanto maior a velocidade, maior pode ser a distância percorrida durante o atraso.
É por isso que uma solução Wi-Fi desse tipo é muito mais interessante para modelos relativamente lentos do que para aplicações que exigem respostas extremamente rápidas.
Um barco RC é uma excelente aplicação
Foi justamente uma das aplicações que propus para esse sistema.
Um barco que navega em velocidade moderada oferece uma situação muito interessante para experimentar FPV por Wi-Fi.
Podemos navegar relativamente perto da margem e receber a imagem no celular.
Além disso, a perspectiva da câmera próxima à superfície da água produz imagens muito interessantes.
Em uma lancha rápida, a situação muda
Agora imagine uma lancha RC extremamente veloz.
Ela percorre uma distância muito maior em um curto intervalo.
Nesse caso, a latência passa a ser muito mais problemática.
O mesmo vale para um aeromodelo rápido ou para outras situações nas quais uma pequena demora na imagem pode representar uma grande mudança na posição real do modelo.
Para esse tipo de aplicação, sistemas projetados especificamente para FPV podem ser muito mais adequados.
FPV Wi-Fi não substitui necessariamente um sistema FPV dedicado
As duas soluções podem atender objetivos diferentes.
O FPV por Wi-Fi é muito interessante para:
experimentar;
aprender;
navegar em pequenas distâncias;
modelos lentos;
realizar filmagens;
projetos de baixo custo.
Já sistemas dedicados podem ser necessários quando buscamos características específicas de alcance, confiabilidade e baixa latência.
Portanto, não precisamos perguntar:
“Qual dos dois é melhor?”
A pergunta mais útil é:
“Qual deles atende à aplicação que quero realizar?”
A posição da câmera é muito importante
Depois de resolver a transmissão, aparece outro problema:
onde instalar a câmera?
A posição altera completamente a experiência.
Se estiver muito baixa, podemos enxergar água ou partes do próprio modelo em excesso.
Se estiver muito alta, talvez percamos aquela sensação interessante de estar dentro do barco.
Se estiver apontada muito para baixo, veremos principalmente o convés.
Se estiver apontada muito para cima, veremos muito céu e pouco do caminho.
Vale experimentar antes de fazer a fixação definitiva.
Faça testes com a câmera parada
Antes de navegar, coloque o barco sobre uma mesa.
Ligue a câmera.
Coloque o celular nos óculos.
Observe a imagem.
Agora ajuste lentamente a inclinação da câmera.
Pergunte:
Consigo enxergar suficientemente à frente?
Alguma parte do barco está bloqueando a visão?
O horizonte está em uma posição confortável?
Alguns minutos de teste podem melhorar muito a experiência.
A câmera precisa ficar muito bem presa
Esse cuidado é fundamental.
Não basta simplesmente apoiar a câmera sobre o barco.
Ela precisa estar fixada de maneira segura.
Uma câmera solta pode:
mudar de posição;
cair dentro do modelo;
cair na água;
alterar a imagem durante a navegação.
Em um barco, uma queda pode significar perder completamente a câmera.
O peso da câmera também importa
Quando acrescentamos qualquer objeto a um modelo navegável, estamos modificando sua distribuição de massa.
Uma câmera pode parecer pequena, mas dependendo do barco ela pode representar uma parcela significativa do peso.
E existe outro detalhe:
a altura em que colocamos essa massa.
Quanto mais alta a câmera, maior pode ser sua influência sobre o centro de gravidade do modelo.
Centro de gravidade é especialmente importante em barcos
Imagine colocar uma câmera pesada no ponto mais alto de uma embarcação pequena e estreita.
O barco pode ficar menos estável.
Quando inclina para um dos lados, a massa elevada pode contribuir para aumentar essa tendência.
Em situações extremas, uma instalação inadequada pode favorecer o tombamento do barco.
Portanto, a câmera precisa oferecer uma boa visão sem comprometer desnecessariamente a estabilidade.
Faça um teste de flutuação
Antes de sair navegando:
instale a câmera;
coloque a bateria;
instale todos os equipamentos que serão utilizados;
coloque o barco cuidadosamente na água.
Observe.
Ele continua nivelado?
A popa afundou demais?
Existe inclinação lateral?
A câmera tornou o barco instável?
Faça esses testes em um local controlado antes de se afastar da margem.
Quanto menor o barco, maior a atenção ao peso
Em um modelo grande, acrescentar algumas dezenas de gramas pode ter pouco efeito.
Em um barco muito pequeno, a mesma câmera pode representar uma alteração enorme.
Essa relação entre:
massa da câmera
e
massa total do modelo
é muito mais importante do que olhar apenas para o peso absoluto da câmera.
Podemos utilizar a câmera para mais do que pilotar
Uma das vantagens de instalar uma câmera no modelo é poder registrar a experiência.
Podemos produzir imagens que dificilmente conseguiríamos da margem.
Um barco pode mostrar o lago praticamente na altura da água.
Um carrinho pode mostrar um percurso do ponto de vista do motorista.
Um aeromodelo pode produzir uma perspectiva aérea.
Portanto, mesmo quando não pilotamos exclusivamente através da imagem, a câmera pode acrescentar uma nova dimensão ao hobby.
FPV e filmagem a bordo não são exatamente a mesma coisa
Podemos instalar uma câmera apenas para gravar.
Nesse caso, pilotamos olhando para o modelo e assistimos ao vídeo depois.
No FPV, a imagem é transmitida em tempo real para ajudar na condução do modelo.
Uma mesma câmera pode oferecer ambas as possibilidades dependendo de suas características.
Mas as exigências são diferentes.
Para apenas gravar, a latência da transmissão pode nem importar.
Para pilotar, ela importa bastante.
Podemos fazer um teste simples de latência
Coloque a câmera diante de algum movimento facilmente observável.
Veja simultaneamente:
o acontecimento real
e
a imagem no celular.
Movimente rapidamente a mão diante da câmera, por exemplo.
Você provavelmente conseguirá perceber se existe diferença entre o movimento real e aquilo que aparece na tela.
Esse teste ajuda a entender por que o sistema deve ser utilizado com cautela em modelos rápidos.
A qualidade da imagem não é o único critério
Uma câmera pode produzir uma imagem muito bonita e ainda assim não ser adequada para determinada aplicação FPV.
Precisamos considerar:
resolução;
latência;
alcance;
estabilidade da conexão;
peso;
autonomia;
campo de visão.
Para filmagem, talvez priorizemos qualidade.
Para pilotagem, baixa latência pode ser muito mais importante.
Campo de visão também muda a experiência
Uma lente muito fechada mostra menos do ambiente.
Isso pode dificultar a percepção do que existe ao redor.
Uma lente com campo mais amplo permite enxergar uma área maior, embora também altere a percepção de distância e possa produzir distorção.
Novamente, o melhor resultado depende da aplicação.
O celular precisa permanecer conectado à câmera
Em muitas câmeras Wi-Fi, o próprio equipamento cria uma rede à qual o smartphone se conecta.
O aplicativo correspondente recebe então o vídeo.
Antes de instalar tudo no modelo, vale testar a sequência completa:
ligar câmera → conectar celular → abrir aplicativo → visualizar imagem.
Faça isso várias vezes.
Você precisa saber como restabelecer a conexão caso ela seja perdida.
E se o sinal desaparecer?
Essa pergunta deve ser respondida antes da navegação.
Se você estiver pilotando apenas olhando para os óculos e a imagem congelar, precisa saber o que fazer.
Por isso, em uma experiência simples de curto alcance, é prudente manter o modelo em uma situação na qual ainda seja possível recuperar o controle visual.
Não dependa de uma conexão Wi-Fi experimental como se ela fosse infalível.
Imagem congelada pode ser mais perigosa do que tela preta
Existe um detalhe interessante.
Se a tela ficar preta, sabemos imediatamente que perdemos a imagem.
Mas se a imagem simplesmente congelar, podemos levar algum tempo para perceber.
Durante esse período, o modelo continua se movimentando.
Em um barco lento isso pode representar poucos metros.
Em um modelo rápido, a situação pode mudar muito rapidamente.
Comece devagar
Para a primeira experiência:
escolha um local amplo;
mantenha o modelo perto;
utilize velocidade baixa;
teste a latência;
teste o alcance;
observe a estabilidade da conexão.
Somente depois aumente gradualmente a distância dentro das condições adequadas ao equipamento.
FPV é muito mais divertido quando sabemos como o sistema está se comportando.
Um barco também precisa continuar visível
A experiência em primeira pessoa é interessante, mas não devemos esquecer que existe um modelo real navegando no ambiente.
É importante manter consciência da posição da embarcação, de outras pessoas e de obstáculos.
Além disso, a operação de drones e aeronaves pode estar sujeita a regras específicas do local e da categoria de operação.
A tecnologia permitir determinada utilização não significa automaticamente que ela seja apropriada em qualquer lugar.
Proteja a câmera da água
Em um barco existe ainda uma questão óbvia:
água e eletrônica.
Nem toda câmera é resistente à água.
Mesmo que esteja montada acima do convés, pode receber:
respingos;
gotas;
umidade.
Uma proteção pode ser necessária, mas precisa ser pensada para não bloquear a lente nem provocar superaquecimento do equipamento.
A proteção também não pode prejudicar a imagem
Colocar a câmera atrás de qualquer pedaço de plástico transparente pode parecer uma solução simples.
Mas o material pode:
produzir reflexos;
embaçar;
distorcer a imagem;
reduzir a nitidez.
Se for criar uma proteção, teste a imagem antes.
Pense também na autonomia da câmera
A câmera possui sua própria bateria?
É alimentada pelo modelo?
Quanto tempo consegue transmitir?
Essas perguntas importam.
Não adianta o barco possuir autonomia para navegar durante 30 minutos se a câmera deixa de transmitir muito antes.
Antes da utilização, teste o tempo de funcionamento do conjunto completo.
Alimentar a câmera pelo modelo pode ser possível, mas exige cuidado
Dependendo da câmera, podemos pensar em utilizar a alimentação disponível no próprio modelo.
Mas não devemos simplesmente ligar os fios.
Precisamos conhecer:
tensão exigida pela câmera;
tensão disponível no barco;
corrente necessária;
capacidade da alimentação.
Talvez seja necessário utilizar um regulador apropriado.
O BEC pode entrar novamente nessa discussão
Em alguns modelos já existe um BEC alimentando:
receptor;
servos;
outros circuitos.
Se pensarmos em acrescentar a câmera a essa alimentação, precisamos verificar se:
a tensão é compatível
e
existe capacidade de corrente suficiente.
Não basta descobrir que existe uma saída de 5 V e conectar tudo nela.
O sistema precisa ser dimensionado.
FPV reúne várias áreas do modelismo
Uma experiência aparentemente simples envolve:
rádio controle;
vídeo;
Wi-Fi;
bateria;
eletrônica;
mecânica;
centro de gravidade;
estabilidade;
fixação;
autonomia.
É justamente isso que torna o projeto tão interessante.
Instalar uma câmera não significa apenas colar um objeto sobre o barco.
Precisamos integrar esse equipamento ao restante do modelo.
Começar com Wi-Fi é uma ótima forma de aprender
Não precisamos começar imediatamente com um sistema complexo.
Uma experiência simples permite descobrir:
como é pilotar olhando para uma câmera;
quanto a latência incomoda;
qual posição da câmera funciona melhor;
como o peso afeta o modelo;
qual alcance conseguimos;
se realmente gostamos da experiência.
Depois disso, se quisermos avançar, podemos estudar sistemas FPV dedicados.
O primeiro FPV pode ser extremamente simples
A ideia básica desta experiência continua sendo:
câmera Wi-Fi no modelo
↓
imagem transmitida para o celular
↓
celular colocado nos óculos
↓
pilotagem em primeira pessoa
É uma maneira acessível de descobrir um lado completamente diferente do modelismo.
E um barco relativamente lento é uma excelente plataforma para começar justamente porque combina muito bem com as limitações de alcance e latência do Wi-Fi.
Quer aprender eletrônica usando projetos de rádio controle?
Uma simples experiência de FPV rapidamente gera várias perguntas:
Como alimentar a câmera?
O que é tensão?
Quanto ela consome?
Posso utilizar o BEC?
Como medir a corrente?
Como a bateria alimenta todos os equipamentos?
Por que o peso altera o comportamento do barco?
Em vez de apenas comprar componentes e seguir ligações prontas, você começa a compreender como bateria, BEC, receptor, servos, motores e acessórios eletrônicos trabalham juntos.
E projetos como um FPV simples via Wi-Fi mostram que não precisamos começar com equipamentos sofisticados: podemos começar experimentando, medindo e entendendo o sistema que temos em mãos.