Uma das experiências mais interessantes no modelismo é conseguir enxergar o percurso a partir do próprio modelo.
Em vez de observar um barco navegando à distância, podemos instalar uma pequena câmera nele e receber a imagem diretamente no celular.
Colocando o smartphone em um óculos VR, conseguimos uma experiência de visão em primeira pessoa bastante interessante e, principalmente, de baixo custo.
Essa é uma maneira simples de experimentar o conceito de FPV — First Person View utilizando uma pequena câmera com transmissão via Wi-Fi.
O que é FPV?
FPV significa First Person View, ou visão em primeira pessoa.
No modelismo tradicional, normalmente controlamos o modelo olhando para ele:
operador → observa o modelo → envia os comandos
No FPV acrescentamos uma câmera:
câmera no modelo → transmissão de vídeo → operador
Assim, passamos a enxergar aproximadamente aquilo que seria visto se estivéssemos dentro do próprio modelo.
É uma mudança muito interessante na experiência.
Uma solução simples usando Wi-Fi
Existem sistemas específicos de FPV com transmissores e receptores próprios.
Mas também podemos fazer uma experiência muito mais simples.
A ideia apresentada aqui utiliza:
pequena câmera Wi-Fi
↓
celular
↓
óculos VR para smartphone
A câmera é instalada no modelo e transmite a imagem via Wi-Fi para o celular. Depois colocamos o telefone no óculos VR e visualizamos a transmissão.
O celular passa a funcionar como nosso monitor
Essa é uma das grandes vantagens dessa solução.
Não precisamos necessariamente comprar inicialmente um monitor dedicado para FPV.
O smartphone já possui:
tela;
Wi-Fi;
bateria;
capacidade de processamento;
aplicativos.
A câmera cuida da captura e transmissão, enquanto o celular recebe e apresenta a imagem.
E os óculos VR transformam a experiência
Podemos visualizar a câmera simplesmente segurando o celular.
Isso já funciona.
Mas colocar o smartphone em um óculos VR produz uma experiência muito mais imersiva.
O telefone fica posicionado diante dos olhos e temos a sensação de estar olhando diretamente através da câmera instalada no modelo.
Para quem nunca experimentou FPV, é uma maneira muito acessível de descobrir essa sensação.
É especialmente interessante no nautimodelismo
Eu utilizo bastante esse tipo de solução em nautimodelos.
Imagine uma pequena lancha ou um rebocador navegando em um lago.
Normalmente estamos na margem vendo:
barco → água → margem
Agora colocamos uma câmera sobre o barco.
Passamos a enxergar:
proa → superfície da água → percurso à frente
A mudança de perspectiva é enorme.
A câmera próxima da água cria uma perspectiva diferente
Uma câmera instalada em um barco pequeno fica muito próxima da superfície.
Isso produz uma perspectiva que dificilmente conseguimos observando o modelo da margem.
Pequenas ondas parecem maiores.
A distância até a margem parece diferente.
Outros barcos parecem maiores.
Até mesmo a sensação de velocidade pode mudar.
O modelo continua pequeno, mas a câmera nos coloca dentro da escala dele.
Podemos instalar a câmera em vários tipos de modelos
Embora essa experiência seja particularmente interessante no nautimodelismo, o princípio pode ser utilizado em outros projetos.
Uma câmera pode ser embarcada em:
carrinhos;
robôs móveis;
barcos;
outros modelos de baixa velocidade.
O ponto fundamental é considerar as limitações da transmissão Wi-Fi.
Esta solução é para pequenas distâncias
Esse cuidado é muito importante.
A própria proposta desta experiência é utilizar uma solução simples e barata para aplicações próximas, porque a transmissão é realizada via Wi-Fi.
Não devemos confundir esse sistema com equipamentos FPV dedicados projetados para outras condições de alcance.
A grande vantagem aqui não é conseguir a maior distância possível.
É a simplicidade.
O alcance depende do equipamento e do ambiente
Não existe uma distância única que possamos estabelecer para qualquer câmera Wi-Fi.
O resultado depende de fatores como:
potência e projeto da câmera;
celular;
antenas;
obstáculos;
interferências;
ambiente;
posição do modelo.
Por isso, a melhor maneira de descobrir o alcance útil do conjunto é realizar testes progressivos em condições controladas.
Comece sempre perto
Na primeira experiência, mantenha o modelo bastante próximo.
Observe a imagem.
Afaste gradualmente.
Veja se começam a ocorrer:
travamentos;
quedas de qualidade;
interrupções;
perda da transmissão.
Assim conseguimos conhecer o comportamento do equipamento antes de confiar nele durante uma utilização normal.
Wi-Fi também pode apresentar latência
Existe outra característica importante.
A imagem capturada pela câmera precisa passar por várias etapas antes de aparecer diante dos nossos olhos.
Simplificando:
captura
↓
processamento
↓
transmissão Wi-Fi
↓
recepção pelo celular
↓
processamento
↓
imagem na tela
Isso pode provocar um atraso entre aquilo que está acontecendo realmente e aquilo que vemos.
Esse atraso é chamado de latência.
A latência importa principalmente em modelos rápidos
Imagine um barco navegando lentamente.
Se houver um pequeno atraso na imagem, talvez seja possível utilizar o sistema de maneira satisfatória para a experiência pretendida.
Agora imagine um modelo extremamente rápido aproximando-se de um obstáculo.
Quando enxergamos o obstáculo na tela, o modelo já pode ter percorrido uma distância adicional.
Por isso, uma solução simples via Wi-Fi combina melhor com aplicações próximas e relativamente tranquilas.
Podemos testar a latência antes de instalar a câmera
Existe uma experiência muito fácil.
Ligue a câmera.
Abra a imagem no celular.
Coloque sua mão diante da câmera e movimente-a rapidamente.
Observe simultaneamente:
sua mão real
e
a imagem apresentada no celular.
Se perceber claramente um atraso, já terá uma ideia de como o sistema poderá se comportar durante a utilização.
A câmera precisa ser instalada em uma boa posição
Depois de resolver a transmissão aparece outra pergunta:
onde colocar a câmera?
Isso faz enorme diferença.
Se apontarmos demais para baixo, veremos grande parte do próprio modelo.
Se apontarmos demais para cima, talvez vejamos muito céu e pouco do percurso.
O ideal é experimentar diferentes ângulos antes de fazer a instalação definitiva.
Em um barco, experimente enxergar parte da proa
Uma configuração interessante pode mostrar uma pequena parte da proa e uma grande área à frente.
Isso cria uma referência visual.
Conseguimos perceber:
onde o barco está apontando
e
para onde está navegando.
Além disso, visualizar uma pequena parte da própria embarcação pode aumentar a sensação de estar realmente a bordo.
Fixe muito bem a câmera
Em um modelo terrestre, uma câmera que se solte já representa um problema.
Em um barco existe um risco adicional:
ela pode cair na água.
Portanto, não basta simplesmente apoiar a câmera sobre o modelo.
Utilize um sistema de fixação adequado às características da câmera e da embarcação.
Antes de navegar, tente movimentá-la manualmente e verifique se permanece firme.
O peso também precisa ser considerado
Toda vez que acrescentamos alguma coisa ao modelo, alteramos sua massa.
Isso é particularmente importante em embarcações pequenas.
Temos:
peso da câmera
eventual suporte
possível bateria da câmera
Tudo isso passa a fazer parte do barco.
E a posição desse peso também importa
Imagine instalar a câmera no ponto mais alto de um pequeno barco.
Mesmo que o peso não seja enorme, estamos elevando parte da massa do conjunto.
Isso pode afetar a estabilidade.
Por isso é interessante procurar um equilíbrio:
câmera suficientemente alta para enxergar bem
mas
não desnecessariamente alta a ponto de prejudicar o comportamento do modelo.
Faça um teste de flutuação antes de navegar
Depois de instalar a câmera, coloque no barco todos os componentes que serão utilizados:
bateria;
câmera;
receptor;
motor;
outros acessórios.
Coloque a embarcação cuidadosamente na água em uma situação controlada.
Observe:
O barco continua nivelado?
Está inclinando para algum lado?
A câmera ficou pesada demais?
A estabilidade continua satisfatória?
Faça isso antes de navegar para longe.
Proteja a câmera da água
Wi-Fi não significa resistência à água.
Uma câmera pode transmitir perfeitamente e ainda assim não possuir qualquer proteção contra umidade.
Em um barco ela pode receber:
respingos;
gotas;
água levantada pela proa;
chuva;
umidade.
Portanto, verifique as características específicas do equipamento.
Uma proteção transparente precisa ser testada
Podemos pensar em construir uma pequena proteção para a câmera.
Mas existe um problema.
O material colocado diante da lente pode provocar:
reflexos;
embaçamento;
distorções;
perda de nitidez.
Antes de instalar definitivamente qualquer proteção, ligue a câmera e veja como a imagem ficou.
Podemos utilizar a câmera apenas para filmar
Nem sempre precisamos pilotar exclusivamente através da imagem.
Outra possibilidade é instalar a câmera no modelo e utilizá-la principalmente para obter uma perspectiva diferente.
Nesse caso podemos continuar controlando o barco visualmente da margem enquanto acompanhamos ou gravamos as imagens.
Isso reduz a importância da latência para a condução do modelo.
FPV e gravação a bordo são aplicações diferentes
Quando queremos apenas registrar um vídeo, nossa prioridade pode ser:
qualidade de imagem.
Quando queremos controlar o modelo olhando para a câmera, aparecem outras prioridades:
latência;
estabilidade da transmissão;
alcance;
campo de visão.
Uma câmera excelente para filmagem não é necessariamente uma excelente câmera para pilotagem FPV.
O campo de visão também é importante
Imagine uma câmera que mostre uma região muito estreita à frente.
Podemos ter dificuldade para perceber aquilo que existe nas laterais.
Uma lente mais ampla permite observar uma área maior.
Por outro lado, lentes muito abertas também podem produzir distorção e alterar nossa percepção de distância.
Vale experimentar.
O óculos VR precisa acomodar corretamente o celular
Os óculos simples para smartphone existem em diferentes dimensões.
Antes de escolher um, verifique se o seu celular cabe corretamente.
Também é importante que:
a tela fique centralizada;
o telefone permaneça preso;
os controles necessários continuem acessíveis;
as lentes permitam uma visualização confortável.
O objetivo é utilizar o celular como uma pequena tela de realidade virtual.
A câmera normalmente precisa de um aplicativo
Dependendo do modelo, a câmera pode criar sua própria rede Wi-Fi.
O processo pode ser semelhante a:
ligar a câmera
↓
abrir as configurações Wi-Fi do celular
↓
conectar à rede criada pela câmera
↓
abrir o aplicativo
↓
visualizar a imagem
O procedimento exato depende da câmera utilizada.
Teste tudo antes de colocar o celular nos óculos
Primeiro faça a configuração com o telefone nas mãos.
Certifique-se de que:
a conexão funciona;
a imagem aparece;
a orientação está correta;
a transmissão permanece estável.
Somente depois coloque o celular no óculos.
Isso facilita bastante o diagnóstico caso alguma coisa não funcione.
E se a conexão cair?
Essa é uma pergunta que precisamos fazer antes de utilizar o sistema.
Se a imagem desaparecer enquanto o barco estiver navegando, você precisa continuar conseguindo controlar a situação.
Em uma experiência simples com Wi-Fi, não devemos assumir que a transmissão será absolutamente confiável.
Mantenha o modelo dentro de uma distância segura e em condições nas quais possa recuperar visualmente sua posição.
Não confunda o Wi-Fi da câmera com o rádio controle
Temos dois sistemas diferentes.
Um deles controla o modelo:
transmissor RC → receptor RC
O outro transmite a imagem:
câmera Wi-Fi → celular
Uma falha na imagem não significa necessariamente que o rádio controle deixou de funcionar.
Da mesma forma, receber vídeo não garante que o sistema de controle esteja dentro de condições adequadas.
Essa separação é muito interessante para aprender eletrônica
Quando montamos o conjunto, temos simultaneamente:
sistema de controle
e
sistema de vídeo.
Cada um possui:
alimentação;
comunicação;
alcance;
limitações.
É uma excelente oportunidade para começar a enxergar o modelo como um conjunto de subsistemas.
A autonomia da câmera também precisa ser considerada
Quanto tempo a câmera consegue permanecer transmitindo?
Se ela possui bateria própria, precisamos conhecer sua autonomia aproximada.
Imagine:
barco → 30 minutos de autonomia
câmera → 10 minutos de autonomia
Depois de dez minutos continuamos com um barco funcionando, mas perdemos a imagem.
Por isso, teste o tempo de funcionamento antes.
Podemos alimentar a câmera pelo próprio modelo?
Em alguns projetos isso pode ser possível, dependendo das características da câmera.
Mas precisamos primeiro conhecer:
tensão necessária;
corrente consumida;
alimentação disponível no modelo.
Não devemos conectar uma câmera diretamente à bateria simplesmente porque o plugue pode ser adaptado.
Talvez seja necessário utilizar um regulador
Imagine uma câmera que precise de uma tensão menor do que aquela disponível na bateria principal.
Precisamos utilizar um circuito adequado para fornecer a tensão correta.
Isso nos leva a assuntos como:
reguladores;
conversores DC-DC;
BEC;
corrente;
potência.
Uma simples câmera FPV acaba se tornando também um pequeno projeto de eletrônica.
A câmera pode até ser acionada pelo rádio controle
Depois que começamos a experimentar, podemos imaginar outras possibilidades.
Por exemplo:
ligar ou desligar algum acessório remotamente;
controlar iluminação;
movimentar a câmera;
alterar sua direção.
Para isso podemos utilizar canais adicionais do receptor e circuitos apropriados.
O projeto começa simples e pode crescer bastante.
Uma câmera móvel seria ainda mais interessante
Imagine colocar a câmera sobre um pequeno mecanismo acionado por servo.
Agora poderíamos alterar sua direção.
Teríamos:
canal do rádio → servo → câmera
Isso permite olhar para diferentes regiões ao redor do modelo.
Naturalmente, acrescentamos:
peso;
consumo;
complexidade mecânica.
Mas também ganhamos novas possibilidades.
O servo pode movimentar horizontalmente a câmera
Uma configuração simples seria permitir apenas o movimento lateral.
O servo gira para um lado.
A câmera acompanha.
Gira para o outro.
Agora, em vez de enxergar apenas aquilo que está exatamente à frente do barco, podemos olhar lateralmente.
É quase como movimentar a cabeça dentro da embarcação.
Dois servos permitiriam dois eixos
Com uma estrutura adequada podemos imaginar:
servo 1 → movimento horizontal
servo 2 → movimento vertical
Assim teríamos um pequeno sistema de pan and tilt.
É uma evolução interessante para quem deseja transformar a experiência simples de FPV em um projeto maior.
Mas comece simples
Não precisamos construir tudo de uma vez.
Primeiro:
câmera → Wi-Fi → celular.
Veja se funciona.
Depois instale no barco.
Teste.
Depois coloque o celular nos óculos.
Teste novamente.
Somente depois pense em acrescentar mecanismos e outros recursos.
Essa abordagem facilita muito encontrar problemas.
A solução simples já é suficiente para uma experiência muito interessante
Esse é justamente o ponto central desta página.
Uma pequena câmera Wi-Fi embarcada no modelo, transmitindo para um celular colocado em um óculos VR, permite experimentar FPV de maneira simples e barata. A principal limitação é que a utilização deve ser próxima devido à própria transmissão via Wi-Fi.
Para nautimodelismo, principalmente em modelos relativamente lentos e utilizados perto do operador, pode ser uma experiência muito divertida.
O barco passa a ser visto de uma maneira completamente diferente
Da margem, enxergamos um pequeno modelo.
Pela câmera, enxergamos o mundo a partir dele.
Essa mudança de perspectiva é justamente aquilo que torna FPV tão interessante.
E não precisamos necessariamente começar comprando um sistema sofisticado.
Podemos começar com:
uma pequena câmera Wi-Fi;
um celular;
um óculos VR para smartphone.
É exatamente a proposta desta experiência.
Quer aprender eletrônica enquanto transforma seu modelo?
Quando instalamos uma câmera em um barco, rapidamente aparecem novas perguntas:
Como alimentar a câmera?
Qual tensão ela utiliza?
Quanto de corrente consome?
Posso utilizar a bateria do barco?
Preciso de um regulador?
Como movimentar a câmera com um servo?
Como acionar acessórios pelo rádio controle?
Em vez de apenas instalar uma câmera e seguir uma ligação pronta, você começa a compreender alimentação, tensão, corrente, servos, receptores e outros elementos que permitem transformar um modelo simples em um projeto eletrônico completo.
E uma pequena câmera Wi-Fi pode ser um excelente ponto de partida.