FPV é uma das experiências mais interessantes que podemos acrescentar ao aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
A ideia é simples:
em vez de controlar o modelo olhando para ele à distância, instalamos uma pequena câmera e passamos a enxergar aquilo que ela está vendo.
É como se estivéssemos dentro do próprio modelo.
E existe uma maneira relativamente simples e barata de experimentar isso utilizando algo que muita gente já possui:
um celular.
Com uma pequena câmera Wi-Fi e um óculos VR para smartphone, podemos montar um sistema básico de FPV sem começar imediatamente por equipamentos especializados e caros.
O que significa FPV?
FPV é a sigla para:
First Person View
ou:
visão em primeira pessoa.
No modelismo convencional, temos:
operador → olha para o modelo → controla o modelo
No FPV:
câmera no modelo → transmite a imagem → operador enxerga pela câmera
A diferença parece pequena quando explicada dessa maneira.
Na prática, muda completamente a experiência.
É como estar dentro do modelo
Imagine um barco RC navegando em um lago.
Normalmente você está na margem e observa uma pequena embarcação a alguns metros de distância.
Agora coloque uma câmera na cabine ou próxima da proa.
Você passa a enxergar:
a água à frente;
a margem;
outros barcos;
pequenas ondas;
o movimento da embarcação.
Tudo a partir da perspectiva do próprio barco.
E podemos fazer isso usando o celular
Uma das maneiras mais acessíveis de experimentar FPV é utilizar uma câmera capaz de transmitir a imagem por Wi-Fi.
O sistema básico fica assim:
Câmera Wi-Fi
↓
transmissão sem fio
↓
Celular
↓
Óculos VR
A câmera fica no modelo.
O celular recebe a imagem.
E o óculos VR mantém o telefone diante dos olhos.
O que é um óculos VR para celular?
São aqueles óculos nos quais colocamos o próprio smartphone.
Eles possuem lentes diante da tela e seguram o telefone na posição correta.
Existem desde modelos muito simples até versões com ajustes de:
distância das lentes;
foco;
posição do telefone;
conforto.
Para esta experiência, não precisamos necessariamente de um equipamento sofisticado.
O objetivo é utilizar a tela do celular como nosso visor.
Por que essa solução é interessante?
Porque o smartphone já possui várias coisas de que precisamos:
tela;
Wi-Fi;
bateria;
capacidade de executar aplicativos.
Assim, não precisamos necessariamente comprar um monitor separado apenas para fazer a primeira experiência com FPV.
O celular assume essa função.
A câmera precisa transmitir por Wi-Fi
Existem pequenas câmeras capazes de criar ou utilizar uma conexão Wi-Fi e enviar a imagem para um aplicativo no smartphone.
Dependendo do equipamento, o procedimento pode ser semelhante a:
ligar a câmera;
procurar sua rede Wi-Fi no celular;
conectar o telefone;
abrir o aplicativo;
visualizar a imagem.
O procedimento exato depende da câmera utilizada.
Faça primeiro o teste fora do modelo
Antes de instalar qualquer coisa no barco, carrinho ou outro projeto, coloque a câmera sobre a bancada.
Ligue.
Conecte o celular.
Abra a imagem.
Movimente a câmera.
Veja se tudo funciona.
Essa etapa permite conhecer o equipamento sem adicionar outras variáveis ao problema.
Observe principalmente o atraso da imagem
Uma característica importante dos sistemas de vídeo é a latência.
Latência é o intervalo entre:
algo acontecer diante da câmera
e
você enxergar aquilo na tela.
Podemos fazer um teste extremamente simples.
Coloque sua mão diante da câmera.
Movimente rapidamente.
Observe sua mão diretamente e simultaneamente a imagem no celular.
Existe atraso?
É pequeno?
É claramente perceptível?
Isso é importante para decidir como utilizar o sistema.
Wi-Fi não é necessariamente a melhor solução para FPV de alto desempenho
A proposta aqui é justamente fazer uma experiência simples e barata.
Um sistema baseado em câmera Wi-Fi e smartphone não deve ser confundido com equipamentos específicos de FPV projetados para aplicações nas quais baixa latência e outras características são fundamentais.
Para uma primeira experiência, entretanto, a simplicidade é uma grande vantagem.
Em um barco lento, a experiência pode ser muito divertida
No nautimodelismo temos uma situação particularmente interessante.
Um rebocador ou uma pequena embarcação navegando lentamente oferece tempo para observar a imagem e fazer correções.
Além disso, podemos manter o barco relativamente próximo.
Isso combina muito bem com a proposta de um FPV simples.
Em um modelo muito rápido, a latência se torna mais importante
Imagine um automodelo muito rápido.
Se existe um atraso perceptível entre o movimento real e a imagem recebida, o carro pode percorrer uma distância significativa antes que você veja aquilo que aconteceu.
Em um aeromodelo rápido, essa questão é ainda mais importante.
Portanto, quanto maior a velocidade e o risco envolvidos, menos apropriado é depender de uma solução simples sem antes conhecer muito bem suas limitações.
O alcance também precisa ser testado
Outra questão importante é:
até onde a imagem continua chegando?
Não existe uma resposta universal.
O alcance depende da câmera, do smartphone, das antenas, do ambiente e das interferências existentes no local.
Faça testes progressivos.
Comece muito perto.
Afaste a câmera gradualmente.
Observe quando aparecem:
travamentos;
queda na qualidade;
atrasos maiores;
perda da conexão.
Assim você descobre o alcance útil do seu próprio conjunto.
Não confunda alcance do vídeo com alcance do rádio controle
Temos dois sistemas diferentes.
O primeiro controla o modelo:
Transmissor RC → Receptor RC
O segundo transporta a imagem:
Câmera Wi-Fi → Smartphone
Um pode continuar funcionando quando o outro já perdeu comunicação.
Por exemplo, podemos perder a imagem da câmera e ainda manter controle sobre o barco.
Por isso, principalmente nas primeiras experiências, mantenha o modelo em uma situação na qual ainda consiga vê-lo diretamente.
Instale a câmera provisoriamente primeiro
Antes de fazer uma fixação definitiva, experimente diferentes posições.
Podemos colocar a câmera:
na cabine;
sobre a cabine;
próxima da proa;
em um suporte específico.
Cada posição produz uma experiência diferente.
Faça testes antes de furar, cortar ou colar qualquer parte do modelo.
O ângulo da câmera faz enorme diferença
Imagine a câmera apontando muito para baixo.
Você verá grande parte do próprio modelo e pouca coisa do caminho.
Agora imagine apontar muito para cima.
Talvez enxergue muito céu e pouca superfície à frente.
O ideal depende da aplicação.
Em um barco, pode ser interessante visualizar uma pequena parte da proa.
Isso cria uma referência da direção da embarcação.
A perspectiva próxima da água é muito interessante
Uma câmera instalada em um pequeno barco fica relativamente próxima da superfície.
Isso muda completamente nossa percepção.
Uma pequena onda pode parecer grande.
A margem parece diferente.
A velocidade também pode parecer maior.
É justamente essa mudança de perspectiva que torna o FPV tão divertido.
Depois coloque o celular nos óculos VR
Quando a transmissão estiver funcionando corretamente, podemos experimentar o óculos.
Primeiro verifique se o celular cabe adequadamente.
Depois centralize a tela.
Ajuste as lentes, se o modelo permitir.
A imagem precisa ficar confortável para os olhos.
Existe uma questão importante com a imagem dividida
Alguns aplicativos ou soluções de realidade virtual apresentam a imagem dividida em duas partes, uma para cada olho.
Outros simplesmente apresentam uma única imagem.
A compatibilidade entre:
câmera + aplicativo + modo de visualização + óculos
precisa ser verificada.
O fato de uma câmera transmitir para o celular não significa automaticamente que qualquer aplicativo produzirá uma experiência VR perfeita.
FPV não é necessariamente realidade virtual
Os dois conceitos são relacionados, mas não são exatamente a mesma coisa.
No FPV, queremos enxergar a imagem transmitida pela câmera instalada no modelo.
Na realidade virtual propriamente dita, podemos ter ambientes virtuais e sistemas que respondem aos movimentos da cabeça.
Aqui estamos utilizando um óculos VR para celular como visor para uma experiência FPV.
É uma maneira simples de aumentar a sensação de imersão.
Podemos ir além e movimentar a câmera
Depois que o sistema básico estiver funcionando, podemos imaginar uma evolução.
Instalar a câmera sobre um servo.
Teríamos:
Rádio controle → Receptor → Servo → Câmera
Agora poderíamos olhar para diferentes direções.
Movemos um comando no transmissor e a câmera gira.
Um servo permite movimento horizontal
Uma montagem simples pode permitir que a câmera olhe:
para esquerda;
para frente;
para direita.
Em um barco, isso fica muito interessante.
É quase como estar dentro da cabine e virar a cabeça para observar os lados.
Dois servos permitem pan e tilt
Podemos sofisticar ainda mais.
Um servo controla o movimento horizontal.
Outro controla o movimento vertical.
Temos então:
Pan → esquerda/direita
Tilt → cima/baixo
É o conhecido sistema pan and tilt.
Mas cada evolução acrescenta:
peso;
consumo;
complexidade;
espaço ocupado.
Por isso, vale começar simples.
A câmera também acrescenta peso ao modelo
Mesmo uma pequena câmera possui massa.
Também podemos precisar de:
suporte;
fios;
bateria própria;
mecanismo de movimentação.
Em um grande barco isso talvez tenha pouca importância.
Em um pequeno aeromodelo, pode fazer enorme diferença.
Sempre considere o peso total acrescentado.
E a posição desse peso também importa
Imagine instalar câmera, suporte e bateria no ponto mais alto de um barco pequeno.
Você estará elevando o centro de massa.
Isso pode reduzir a estabilidade.
Portanto, não pense apenas:
“cabe aqui.”
Pense também:
“o que esse peso fará com o comportamento do modelo?”
Faça um teste de equilíbrio
Depois de instalar a câmera em um barco, coloque todos os componentes que serão utilizados durante a navegação.
Observe a linha d’água.
O barco está inclinado?
A proa afundou demais?
A popa ficou pesada?
A câmera deixou o conjunto instável?
Corrija a distribuição antes de navegar.
Proteja a câmera contra água
Uma câmera Wi-Fi não é necessariamente à prova d’água.
No nautimodelismo isso é fundamental.
Mesmo sem o barco afundar, podemos ter:
respingos;
gotas;
ondas;
umidade.
Verifique as características específicas do equipamento e proteja-o adequadamente quando necessário.
Cuidado para a proteção não prejudicar a imagem
Colocar um plástico transparente diante da lente parece uma solução óbvia.
Mas faça um teste.
Dependendo do material e do ângulo, podemos ter:
reflexos;
embaçamento;
distorção;
perda de contraste.
Portanto, qualquer proteção precisa ser testada com a câmera funcionando.
A alimentação da câmera também precisa ser considerada
Algumas pequenas câmeras possuem bateria interna.
Outras precisam de alimentação externa.
Se utilizarmos bateria própria, precisamos considerar sua autonomia.
Se quisermos utilizar a bateria do modelo, precisamos conhecer:
tensão exigida pela câmera;
corrente consumida;
tensão disponível no modelo.
Não ligue simplesmente a câmera à bateria sem verificar essas informações.
Talvez seja necessário reduzir a tensão
Imagine que a câmera trabalhe com 5 V e o modelo utilize uma LiPo 3S.
Não podemos simplesmente conectá-la diretamente.
Podemos precisar de um regulador ou conversor apropriado.
Conceitualmente:
Bateria do modelo
↓
Regulador
↓
5 V
↓
Câmera
Isso permite utilizar a bateria principal sem aplicar uma tensão inadequada ao equipamento.
O FPV é também uma ótima experiência de eletrônica
Inicialmente queremos apenas enxergar pela câmera.
Mas rapidamente aparecem perguntas:
Como alimentar a câmera?
Qual tensão utilizar?
Quanto de corrente ela consome?
Posso utilizar a bateria principal?
Preciso de regulador?
Como movimentar a câmera com servo?
Como controlar tudo pelo rádio?
Uma experiência de vídeo começa a envolver vários conceitos de eletrônica.
Podemos utilizar a câmera apenas para filmar
Existe ainda outra possibilidade.
Não precisamos necessariamente pilotar o modelo olhando exclusivamente pelo óculos.
Podemos utilizar a câmera para registrar imagens enquanto continuamos controlando o modelo visualmente.
Isso é especialmente interessante quando queremos fazer vídeos em primeira pessoa.
A latência passa a ter importância muito menor.
Em barcos, podemos conseguir imagens muito diferentes
Uma câmera instalada próxima da proa pode produzir imagens que dificilmente conseguiríamos da margem.
Podemos filmar:
a entrada na água;
ondas passando pelo casco;
aproximação de outros modelos;
navegação próxima da margem;
perspectiva da cabine.
Isso transforma o modelo em uma pequena plataforma móvel para filmagem.
No automodelismo a perspectiva também muda completamente
Coloque a câmera próxima da posição que seria ocupada pelo motorista.
Agora um pequeno percurso no quintal pode parecer uma pista.
Objetos comuns parecem enormes quando vistos na escala do carrinho.
É justamente essa alteração da perspectiva que torna o FPV tão interessante.
Em aeromodelos, os cuidados precisam ser maiores
A experiência pode ser espetacular.
Mas uma aeronave envolve outras exigências.
Peso, alcance, latência, segurança operacional e confiabilidade tornam-se muito mais importantes.
Uma solução simples com celular e Wi-Fi deve ser tratada como uma experiência limitada, e não automaticamente como substituta de um sistema dedicado para pilotagem.
Faça a primeira experiência de forma controlada
Uma sequência interessante seria:
1. Testar câmera e celular na bancada
2. Verificar a latência
3. Testar o alcance
4. Colocar o celular no óculos VR
5. Instalar provisoriamente a câmera no modelo
6. Testar o ângulo
7. Verificar peso e equilíbrio
8. Fazer um teste próximo e em baixa velocidade
Somente depois vale aumentar gradualmente a complexidade.
Não pilote onde não consegue recuperar o modelo
Principalmente em um sistema experimental, pense sempre:
“Se a imagem desaparecer agora, o que faço?”
Se a resposta for:
“não faço ideia de onde está o modelo”,
você já foi longe demais para aquele teste.
Conheça primeiro as limitações do conjunto.
O FPV simples tem uma grande vantagem: permite experimentar
Talvez você nem saiba ainda se gosta de FPV.
Comprar imediatamente um sistema sofisticado pode não fazer sentido.
Uma câmera Wi-Fi, um smartphone e um óculos VR simples permitem conhecer o conceito e fazer experiências.
Depois, se quiser avançar, você já terá uma ideia muito melhor daquilo que procura em um sistema dedicado.
O celular transforma-se em parte do projeto
Normalmente pensamos no telefone apenas como dispositivo de comunicação.
Aqui ele passa a funcionar como:
receptor de vídeo;
tela;
interface;
visor FPV.
Isso reduz a quantidade de equipamentos necessários para a primeira experiência.
O projeto pode evoluir bastante
Podemos começar com:
câmera fixa + celular
Depois:
câmera + óculos VR
Depois:
câmera móvel com servo
Depois:
pan e tilt
E, caso o interesse pelo FPV aumente, podemos estudar sistemas dedicados com características mais apropriadas para aplicações exigentes.
O importante é entender o princípio.
FPV barato não significa fazer tudo de qualquer maneira
Economizar utilizando equipamentos simples é diferente de ignorar limitações.
Precisamos conhecer:
alcance;
latência;
alimentação;
peso;
fixação;
proteção;
autonomia.
É justamente ao testar essas características que começamos a entender melhor como um sistema FPV funciona.
Uma câmera pequena pode mudar completamente seu modelo
Sem a câmera, você observa o barco, carro ou outro modelo.
Com a câmera, passa a observar a partir dele.
Essa mudança de perspectiva é enorme.
E podemos experimentar o conceito utilizando uma combinação relativamente simples:
câmera Wi-Fi + celular + óculos VR.
A página original apresenta justamente essa proposta de realizar FPV de maneira simples e econômica utilizando óculos VR para celular.
Quer aprender eletrônica enquanto modifica seus modelos?
Quando começamos a instalar câmeras, servos e outros acessórios em modelos de rádio controle, surgem naturalmente questões sobre:
baterias;
tensão;
corrente;
BEC;
reguladores;
servos;
receptores;
alimentação de acessórios.
Assim, uma experiência que começa simplesmente com a vontade de colocar uma câmera em um modelo pode se transformar em uma oportunidade para compreender como alimentar equipamentos, controlar servos, dimensionar circuitos e integrar diferentes componentes em um sistema de rádio controle.
E tudo pode começar com algo bastante simples:
uma câmera, um celular e um óculos VR.