ELRS (ExpressLRS)— это современный протокол передачи данных* (радиоуправления) с открытым исходным кодом, созданный сообществом энтузиастов как очень быстрая (Express) система (System) дальнего действия (Long Range).
*Протокол передачи данных — это набор правил и соглашений, которые определяют формат и порядок обмена информацией между устройствами. Эти правила включают в себя способы установления соединения, передачу данных, контроль ошибок и завершение соединения.
Эксперты называют ELRS «народным радиолинком», который используется по всему миру для обеспечения передачи сигнала с пульта на приемник беспилотника. Эта технология предоставляет возможности, которые нужны для управления FPV-дронами.
Предыстория создания ELRS
Компания Team Blaсk Sheep 14 июля 2015 года представила систему радиосвязи TBS Crossfire. Их технология закрыта и защищена, соответственно, использование «железа» с этим протоколом возможно только за дополнительную плату и только у этого производителя.
Группа инженеров создала альтернативную систему радиосвязи под названием ExpressLRS. Их проект был опубликован на платформе для хостинга IT-проектов и их совместной разработки. Изначально он работал на самодельных устройствах и перепрофилированном оборудовании, но сегодня протокол радиосвязи используется на различных качественных и недорогих передатчиках и приемниках производителей по всему миру.
Особенности протокола ELRS
Разработка и поддержка протокола ELRS ведется по принципу open-source проекта. Это означает, что его исходный код открыт и доступен для изучения и модификаций любому желающему.
Главными особенностями протокола ELRS являются:
- Низкая задержка сигнала: при частоте обновления 1000 Гц (передатчик отправляет команды на приемник 1000 раз в секунду) в ELRS 2,4 ГГц задержка в передаче сигнала составляет 2 миллисекунды.
- Высокая устойчивость к помехам.
- Дальность связи: разработчиками зафиксирована дальность передачи более 100 км на оборудовании в диапазоне 2,4 ГГц.
- Гибкость настроек: параметры передачи данных можно настроить под свои задачи.
ELRS 2,4 ГГц и 915 МГц
Система ExpressLRS выпускается в двух вариантах — работающих на частотах 2,4 ГГц и 915 МГц (диапазон 915 можно перенастроить, например, на 868 МГц или «ниже»).
- ELRS 2,4 ГГц — это более быстрый протокол, который сочетает отличную дальность связи и компактные антенны.
- ELRS 915 МГц — обеспечивает еще большую дальнобойность и стабильную связь, но с более крупными антеннами.
В чем отличие ExpressLRS от других систем?
ExpressLRS обеспечивает высокую скорость передачи данных — до 1000 Гц, а также отличается большой чувствительностью. Дополнительным преимуществом является открытый исходный код, благодаря которому ELRS более универсален в использовании.
В ELRS используются радиомодули Semtech SX12xx LoRa и простой, но эффективный протокол беспроводной связи over-the-air (OTA). За счет этого система работает намного лучше, чем устаревшие каналы радиоуправления.
Телеметрия
Телеметрия в ELRS — это не только управление дроном, но и двусторонняя связь.
Передача данных
Приемник ELRS, установленный на дроне, умеет не только получать управляющие команды, но и отправлять обратную информацию — телеметрию — на модуль ELRS в аппаратуре управления, то есть пульте.
Получение и отображение
Аппаратура с установленным или встроенным модулем ELRS обрабатывает полученные данные, а затем:
- отображает их на экране пульта, если он поддерживает вывод телеметрии;
- передает данные в очки или внешний дисплей — по Bluetooth, USB или через проводное подключение.
Какие данные включает телеметрия:
- качество радиосвязи: RSSI, LQ;
- напряжение аккумулятора, потребляемый ток;
- GPS-координаты;
- высота, скорость, температура и другие параметры.
Эти данные поступают из полетного контроллера (FC) — как правило, через UART-порт или по протоколу CRSF.
Канал передачи
Телеметрия передается по тому же радиоканалу, что и управление дроном. ELRS использует двунаправленную связь в диапазоне 2,4 ГГц или 900 МГц, в зависимости от оборудования. Для этого применяется принцип TDMA — система делит время на слоты и чередует в них передачу управляющих команд (uplink) и телеметрии (downlink).
Что может обнаружить пульты ELRS?
ELRS стал одним из наиболее популярных протоколов передачи данных, используемых для FPV-дронов. По этой причине мы разработали инструмент, который обнаруживает эту технологию — «Марс». Устройство создано специально под обнаружение в радиоэфире цифровых видеолинков и пультов ELRS.
Подробнее об обнаружителе читайте в нашей статье, а также смотрите видео.
