Что такое ExpressLRS Gemini и как его подключить?

Gemini — это новаторский режим в ExpressLRS (ELRS), повышающий надежность и стабильность по сравнению со стандартным ExpressLRS. В этой статье мы рассмотрим эту технологию с точки зрения новичка, подчеркнув ее преимущества и недостатки, как ее включить и стоит ли обновлять свое оборудование для этой новой функции.

Основы радиосистемы

В простейшем виде радиосистемы состоят из передатчика и приемника, каждый из которых оснащен антенной для отправки и приема данных.

Для снижения риска потери пакетов данных из-за помех или плохой ориентации антенны (кросс-поляризация) была введена концепция разнесения. Она позволяет разместить две антенны под углом 90 градусов друг к другу, чтобы увеличить вероятность успешной передачи данных. 
Существует два типа приемников разнесения : разнесение антенн и разнесение приемников.

Разнесение антенн использует две антенны, что позволяет приемнику выбирать ту, у которой более сильный сигнал.

Разнесение приемников, также известное как «истинное разнесение», выводит разнесение антенн на шаг дальше, внедряя две отдельные приемные цепи. Это похоже на наличие двух приемников на одной плате, что позволяет приемнику принимать один и тот же сигнал с обеих антенн одновременно.

Понимание режима Близнецов(Gemini Mode)

Режим Gemini в ExpressLRS выходит за рамки традиционной концепции разнесения. Он использует не только двойные антенны на приемнике для приема данных, но и две отдельные цепи передачи и антенны для одновременной отправки информации. Каждая цепь передачи работает на разных частотах, обычно с разницей в 40 МГц.

ExpressLRS использует технологию LoRa, которая имеет функцию, называемую «перескок частоты». Эта возможность позволяет переключаться на другую частоту или канал при обнаружении помех, сохраняя ясность и точность передаваемых и принимаемых данных. Однако это может привести к небольшому падению связи или даже потенциально вызвать кратковременный отказоустойчивый режим.

Подход Gemini гарантирует, что если сигнал от одной антенны заблокирован или искажен, другая антенна, работающая на другой частоте, все равно сможет передавать необходимые данные на дрон, поддерживая стабильное соединение.

Gemini Mode НЕ предназначен для увеличения дальности

Gemini увеличивает шансы на прохождение пакетов сигнала FPV, дважды передавая каждый пакет на разных частотах. Это не увеличивает дальность или проникновение значительно, но может улучшить качество связи (LQ), особенно когда вы находитесь в зонах, где некоторые пакеты не проходят.

Например, если ваш LQ уже 95% или выше, Gemini, скорее всего, не нужен. Но если вы находитесь в среде, где LQ испытывает трудности, Gemini может быть полезен. Gemini также может помочь гонщикам, уменьшая джиттер и потерянные пакеты из-за помех.

Преимущества режима Близнецов(Gemini Mode)

Режим Gemini отправляет один и тот же пакет данных несколько раз на разных частотах (отправляя эти пакеты данных параллельно, а не последовательно, как в режиме D), он гарантирует, что по крайней мере один набор пакетов TX достигнет дрона. Он фактически удваивает вероятность успешной доставки пакета, делая связь вдвое более надежной, чем традиционные методы, без штрафа за задержку.

На самом деле, преимущества Gemini выходят за рамки простого усиления соединений; он также значительно улучшает качество связи. Поддержание высокого и постоянного качества связи имеет решающее значение для обеспечения плавного и точного управления, особенно в условиях помех, таких как городские районы с большим количеством сигналов Wi-Fi или ситуации, когда несколько дронов работают одновременно, например, гонки дронов.

Наличие двух передающих антенн и их расположение перпендикулярно друг другу может смягчить проблемы, связанные с кросс-поляризацией, и уменьшить влияние неоптимального расположения антенн на дрон во время движения, обеспечивая оптимальный прием сигнала в различных ориентациях.

Соображения и ограничения

Хотя Gemini предлагает многочисленные преимущества, он имеет определенные соображения. Поскольку для одновременной работы требуются две цепи передачи, следовательно, он потребляет вдвое больше энергии. Он быстрее разряжает батарею вашего радио, поэтому вам может потребоваться использовать внешнюю батарею для питания только модуля.

Кроме того, для максимального использования преимуществ режима Gemini крайне важно продумать, как правильно управлять дополнительной антенной, о чем мы поговорим далее в этой статье.

Совместимое оборудование

Любые приемники ExpressLRS «True Diversity» должны поддерживать режим Gemini, но вам необходимо обновить прошивку до последней версии. И вам понадобится совместимый с Gemini модуль передатчика (один с двумя антеннами).

Хотя ожидается, что большинство производителей оборудования ExpressLRS в будущем разработают передатчики и приемники, поддерживающие режим Gemini, на момент написания этой статьи BetaFPV является единственным производителем такого совместимого оборудования: передающего модуля SuperG и приемников SuperD / SuperP.

Как включить режим Gemini

Чтобы активировать режим Gemini, сначала убедитесь, что ваш передатчик и приемник совместимы с режимом Gemini и обновлены до последней версии прошивки (V3.3 или более поздней).

В скрипте ExpressLRS LUA на вашем радиоприемнике перейдите в раздел «Режим антенны» и выберите опцию Gemini, чтобы активировать ее.

Вам также необходимо включить эту функцию в приемнике, перейдя в раздел «Другие устройства», выбрав свой приемник и выбрав опцию Gemini в режиме приема.

Режим антенны

Если у вас нет совместимого приемника, режим антенны модуля передатчика следует установить на Ant1, Ant2 или Switch.

Ant1 и Ant2 позволяют пользователям использовать одну из двух доступных антенн, другая антенна будет простаивать.

Вариант Switch использует обе антенны и переключается между ними для передачи данных. Он потребляет меньше энергии, чем Gemini, но все равно имеет преимущество в виде двух передающих антенн.

Оптимизация размещения антенны

Крайне важно расположить антенны таким образом, чтобы обе антенны на приемнике могли принимать сигналы от обоих передатчиков как можно чаще. Это означает, что поддержание прямой видимости между антеннами передатчика и приемника в любое время имеет первостепенное значение для использования всех преимуществ системы Gemini. Антенны передатчика, расположенные под углом 90 градусов друг к другу, могут обеспечить дополнительное поляризационное разнообразие.

Заключение

Внедрение ExpressLRS Gemini является революционным шагом в технологии радиосвязи с дронами, обещающим повышенную надежность и производительность связи между дронами и диспетчерами.

Стоит ли обновлять оборудование до нового, совместимого с Gemini? Для многих это может показаться излишним. Если ваша текущая настройка удовлетворяет вашим потребностям, и вы обычно работаете в зонах с минимальными помехами, обновление может не потребоваться. Однако возможность иметь две антенны в разных ориентациях все еще может быть полезной в определенных ситуациях.

Хотя преимущества очевидны, особенно в условиях высокого уровня помех, пользователям необходимо учитывать влияние на энергопотребление и оптимизировать свои настройки, чтобы извлечь максимальную выгоду из этой новой функции.