Tambahkan FPV Pada Drone!

Sistem FPV atau First Person View, adalah sebuah fitur yang dapat ditambahkan pada sebuah drone untuk memberikan kemudahan bagi para pilot dalam mengendalikannya. Dengan sistem FPV, pilot seakan-akan berada di atas drone dan mengendalikannya secara langsung! 
Sistem FPV menyajikan tampilan visual secara real-time, walaupun dengan sedikit keterlambatan atau lag, dari kamera yang terpasang pada drone ke layar tampilan di  ground station yang dipegang pilot. Atau lebih menarik lagi, melalui tampilan pada VR (Virtual Reality) viewer yang dipasang langsung di depan mata pilot! 

Konsep FPV berlawanan dengan konsep LOS, Line Of Sight, di mana sang pilot harus memastikan drone yang diterbangkannya selalu berada dalam jarak pandangnya. Artinya, pilot hanya mengandalkan penglihatannya dalam mengendalikan drone. Simple mode dan Super Simple mode yang digunakan flight controller ArduPilot (lihat tulisan tentang Jatayu di sini), sangat mendukung konsep LOS. Kedua flight mode ArduPilot itu menggunakan navigasi relatif terhadap sang pilot. Jika pilot mengarahkan drone untuk maju, maka drone akan terbang menjauhi pilot. Jika pilot menginginkan drone untuk mundur maka drone akan terbang mendekati pilot, tanpa memedulikan sedang ke arah mana drone menghadap. Demikian pula dengan arah kanan dan kirinya. 

Jika ArduPilot dikonfigurasi dengan sebuah flight mode tanpa Simple mode maupun Super Simple mode, artinya ia menggunakan Normal mode. Hal ini cocok untuk digunakan bersamaan dengan sistem FPV. Pada sistem FPV, seluruh navigasi adalah fixed, tergantung ke arah mana drone menghadap. Dengan demikian, mengendalikan sebuah drone dengan sistem FPV sama halnya dengan seakan-akan sang pilot sendiri berada dan mengendalikan dari atas drone tersebut.
Gambar berikut menampilkan bagaimana sebuah flight mode ArduPilot dikonfigurasi dengan Normal mode (tanpa Simple mode maupun Super Simple mode).

Berikutnya, mari bangun sebuah sistem FPV yang sederhana. Komponen-komponen standar untuk membangun sebuah sistem FPV sederhana adalah seperti di bawah ini.

Deskripsi	Contoh	Link	Harga
Sebuah kamera FPV mini	Eachine 1000TVL 1/3 CCD 110o 2.8mm Lens with NTSC-PAL switch	http://s.aliexpress.com/iQJf6Jne	SGD 17.94
Sebuah radio transmitter 5.8Ghz	Eachine TS5828L Micro 5.8G 600mW 40CH Mini Transmitter	https://banggood.app.link/awEQuUdS1H	SGD 14.69
Sebuah radio receiver 5.8Ghz dengan fitur USB OTG (On The Go),	Eachine ROTG01 UVC OTG 5.8G 150CH Channel FPV Receiver	https://banggood.app.link/9seMFQ1R1H	SGD 25.06
Sebuah perangkat mobile atau tabletAndroid	Gunakan perangkat sendiri 😊		Gratis
Virtual Reality, VR, viewer yang murah meriah	Google cardboard atau sejenisnya	http://s.aliexpress.com/BVv6v6f2	SGD 3.00

Dengan total harga sekitar SGD 60 seperti di atas, fitur seperti ini sangat layak untuk dicoba.

Instalasi 

Berikut ini adalah skema ringkas yang sesuai untuk spesifikasi sistem FPV seperti tabel di atas. Skema juga menampilkan proses pengiriman gambar dari kamera ke ground station. Seperti tampak pada skema, transmisi terjadi melalui kanal radio yang berbeda dengan kanal yang digunakan untuk mengendalikan drone. Sistem FPV ini menggunakan radio  pemancar (transmitter) dan penerima (receiver) sendiri, dengan frekuensi yang berbeda,  yaitu 5.8GHz, dari frekuensi radio untuk mengendalikan drone, yaitu 2.4GHz.  

Pertama sekali, perlu ditentukan cara pemasangan kabel power dari baterai atau dari PDB, Power Distribution Board, menuju kamera dan menuju transmitter. Pilihannya adalah menyolder kabel-kabel tersebut langsung pada PDB, atau menyolder kabel connector yang nantinya dapat disambung atau dilepas dari kamera dan dari transmitter. Penulis lebih cenderung pada pilihan kedua, dengan tujuan sistem FPV tersebut dapat dilepaskan untuk dipasang pada bangunan drone yang lainnya.
Penulis menggunakan 2 pasang kabel JST female connector untuk masing-masingnya menghubungkan PDB dengan kamera dan dengan transmitter. JST = Japan Solderless Terminal.

Berikut ini adalah gambar bagaimana kabel-kabel JST female connector telah disolder pada PDB. Jika pilot tidak menggunakan PDB, kabel-kabel tersebut dapat disolder langsung pada platform bawah drone yang digunakan sebagai penghubung baterai dengan ESC. Ingat, polaritas jangan sampai terbalik!

Berikutnya, adakan percobaan untuk menghubungkan semua perangkat yang diperlukan dan pastikan kamera dapat dengan baik mengirimkan video pada perangkat Android. Untuk itu, lakukan langkah berikut ini. 

1. Hubungkan semua pengkabelan yang diperlukan sesuai dengan skema di atas, tanpa menghubungkannya dengan baterai LiPo. Contoh pengkabelan dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Pada gambar terlihat penggunaan sebuah UBEC (Universal Battery Eliminator Circuit), yang pada dasarnya tidak dibutuhkan sama sekali pada sistem FPV yang digunakan saat ini. UBEC merupakan sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik DC. Sehingga, kabel power dari baterai dapat langsung dihubungkan pada kamera FPV. Penulis tidak menggunakan UBEC pada konfigurasi final sistem FPV ini.
   Ingat bahwa pada saat ini, baterai drone tidak boleh terpasang!
   
   
2. Pasang antena pada transmitter, seperti terlihat pada gambar di atas. 
   Harap diperhatikan bahwa antena transmitter harus terpasang pada saat transmitter dihubungkan dengan baterai. Jika tidak, transmitter tidak mampu dengan sendirinya menyerap keseluruhan  daya listrik, dan mengakibatkan ia mudah terpanggang oleh daya listrik yang masuk. Walaupun sudah memiliki heat-sink terpasang, transmitter jenis ini mudah sekali panas apabila telah dialiri daya listrik. 
3. Ungguh aplikasi Go FPV (Vertile) dari Play Store, pada perangkat Android yang hendak digunakan.
   
   
4. Pasang antena pada receiver, dan hubungkan dengan perangkat Android yang sudah terpasang aplikasi Go FPV. Ikuti tanda panah seperti pada gambar di bawah ini.
   
    
5. Pastikan video output dari kamera terhubung dengan video input dari transmitter. Dan sekali lagi, antena harus sudah terpasang!
6. Pasang baterai LiPo dan perhatikan bahwa led display pada transmitter menyala. Pada saat ini tayangan video dari FPV kamera sebenarnya sudah berada di udara dan siap ditangkap oleh receiver. 
7. Pada perangkat Android yang telah terhubung dengan OTG Receiver, aktifkan melalui "Detect USB device" yang berada pada notification menu. Pilih Go FPV sebagai aplikasi default jika Android mendeteksi perangkat OTG Receiver ini terhubung dengan Android. 
8. Jika layar Go FPV tidak menampilkan gambar dari kamera, artinya transmitter dan receiver tidak berkomunikasi pada kanal radio yang sama. Hal ini akan lebih mudah diperbaiki pada OTG Receiver dibandingkan pada transmitter. Tekan tombol merah pada receiver selama kurang lebih 3 detik, dan lepaskan. Receiver akan melakukan scanning terhadap semua kanal radio dalam range yang sudah ditentukan, yaitu dari 5645MHz sampai dengan 5945MHz. Setelah scanning selesai, secara otomatis video dari kamera FPV akan ditampilkan pada aplikasi Go FPV. Gambar di bawah menunjukkan tampilan Go FPV pada saat scanning dilakukan oleh OTG Receiver.
   
    
9. Setelah proses scanning selesai, Go FPV akan menampilkan video yang diterimanya dari kamera FPV melalui OTG Receiver. Pilot bisa merekam video melalui aplikasi Go FPV ini pula. Jika sistem FPV dimatikan, OTG Receiver akan secara otomatis merekam kanal tempatnya terakhir sukses menerima pengiriman video dari Transmitter, untuk penggunaan berikutnya.
   
   

Konfigurasi Final

Setelah pengujian berhasil dengan baik, kini saatnya untuk melakukan konfigurasi final pemasangan sistem FPV pada drone.
Seperti telah disebutkan di atas, bahwa transmitter yang dipakai sekarang adalah jenis yang mudah sekali panas, namun terbukti handal dan banyak pilot yang menggunakan serta memberikan review yang baik. Dengan demikian, adalah penting untuk menempatkannya pada tempat yang terbuka pada badan drone dimana sirkulasi udara dapat terjadi tanpa terhalang apapun. Penulis memutuskan untuk menempatkan transmitter tersebut tepat di bawah salah satu dari keempat motor dan  baling-baling drone! Jika perlu, lubangi kaki drone sesuai keperluan, tepat di bawah salah satu motor sebagai tempat mengikat transmitter. Tempatkan transmitter pada kaki drone yang sudah dilubangi tadi dan ikat kuat menggunakan kabel tis, zip ties. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana penulis melakukannya.

 

Kamera FPV harus ditempatkan di tengah, di bagian muka drone. Hal ini mutlak, karena kamera akan digunakan oleh pilot untuk melakukan navigasi, menyetir drone yang diterbangkannya. Posisi penempatan yang salah akan menyulitkan pilot menyetir dengan baik. 

Penulis memilih menempatkan kamera FPV pada platform bagian bawah dan di muka dari kerangka drone, F450 frame. Pada kamera FPV dan platform bawah drone ditempel velcro strap yang menyebabkan keduanya saling menempel. Kemudian tambahkan velcro strap juga mengelilingi kamera FPV dan platform bersamaan. Dengan demikian, diharapkan kamera tidak mudah terlepas dan jatuh dari drone. Gambar di bawah dapat memberikan ilustrasi pemasangan kamera FPV yang penulis lakukan. 

 

Selesai sudah!
Pilot dapat menerbangkan drone dengan sistem FPV dan menggunakan VR viewer untuk memudahkan navigasinya. Rasakan sensasi baru mengendalikan drone dengan sistem FPV ini!

Namun harap diingat bahwa menambahkan sistem FPV pada drone mengakibatkan penambahan berat total drone tersebut, walaupun mungkin tidak banyak. Demikian juga, terjadi penambahan beban listrik yang harus dipasok dari baterai LiPo yang juga memasok listrik untuk drone itu sendiri beserta seluruh motor-motornya. Para pilot diharapkan memantau hal ini, atau memastikan bahwa battery failsafe aktif! 

Berikut ini adalah video yang direkam melalui sistem FPV yang penulis pasang pada drone Jatayu. Sayangnya, getaran drone sangat tampak pada rekaman video ini, dan cukup mengganggu. Mungkin akan lebih baik jika kamera FPV diletakkan di atas sebuah pelat peredam getar, anti-vibration damper.

Sampai jumpa dalam tulisan lain dari blog ini!

Selamat berkreasi dan selamat mengangkasa!