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Lunettes FPV



Avril 2016 : version 2 On prend les mêmes écrans et on recommence...

J'ai récemment testé la vision 3D stéréoscopique avec un smartphone, au moyen d'un casque VR bas de gamme acheté sur Banggood : le RITECH II (lien ici)


Si ce bidule est décevant avec un téléphone, par contre c'est une excellente base de bricolage pour améliorer mes lunettes FPV : la tenue sur le crâne est excellente grâce à la sangle supérieure, et l'ensemble est très léger.

J'ai donc démonté les lunettes v1 pour récupérer les écrans.


On fait sauter les charnières, car la porte avant ne permet pas un recul suffisant.

   


Une plaque de balsa vient prendre sa place. Tout ce bricolage est fait avec une planche d'épaisseur 4 mm, et les collages à la cyano.

   


Il s'agit ensuite de confectionner un cadre qui bloque les écrans en place. La dimension importante ici est la mesure entre la surface des écrans et la plaque de balsa, déterminée à 26 mm. Le cadre sera de toute façon amovible et réglable en profondeur.


Ce cadre va coulisser sur un second cadre, plus petit, qui sera solidaire de la plaque. Celle-ci est donc évidée en conséquence.

   


Un coup de peinture noire sur les faces qui seront à l'intérieur des lunettes...


Ensuite on peut insérer les écrans et refermer le cadre au dos... Je me suis un peu planté sur l'espace nécessaire pour les fils, du coup il a fallu évider l'arrière puis refermer avec une petite plaque... L'occasion d'y mettre les yeux du Colugo :D

   


Histoire de fignoler, j'ajoute du velours noir autocollant pour masquer les contours des écrans...

   


Assemblage des cadres l'un dans l'autre, et de la plaque sur le RITECH. Tout est fixé avec du scotch, ça tient suffisamment sur le balsa et comme ça c'est facile à démonter, pour nettoyer par exemple...

   


Et voilà le travail !

   


Avantage non négligeable de ce montage, mes lunettes de vue rentrent sans aucun problème dans le bazar...



ça donne quoi ?

Le confort est nettement amélioré par rapport à la v1, en raison du poids plus réduit, et surtout de la sangle à l'arrière du crâne, qui maintient bien l'ensemble en place. Les optiques du RITECH sont honorables, et comme elles sont réglables latéralement il est facile de trouver le sweet spot où l'image est bien focalisée. De plus, le RITECH est conçu avec des aérations, pour éviter la buée sur les lentilles... L'avenir me dira si c'est vraiment efficace... Sinon j'ai un petit ventilateur en stock :D

Prix de revient

  • casque VR RITECH-II : 15 euros
  • deux écrans 2,5" : 80 euros (au cours actuel du dollar...)
  • une planche de balsa épaisseur 40/10 ème, de la cyano, du velours noir : puisés dans mon stock de bricolage...


Historique : première version des lunettes...



NB: pour un récit de construction plus détaillé que ci-dessous, allez voir aussi les lunettes 3D relief sur la page du 3Dhex




En FPV le seul retour de sensation dont dispose le pilote c'est la visualisation de l'image caméra... Au cours de mes bidouilles j'ai testé l'écran installé sur une station sol, les lunettes vidéo du commerce adaptées pour le FPV, et plus récemment des lunettes de construction perso. Ces dernières sont les plus agréables et de loin, aussi j'en fais une présentation avec l'espoir que cela puisse servir à quelqu'un...

L'intérêt de construire soi-même des lunettes est de monter un système optique complètement adapté à l'utilisateur, là où les solutions du commerce sont des compromis sur le plan morphologique (distance focale, distance inter-pupillaire...), éventuellement un peu réglables. Il faut donc procéder progressivement, pour que tout ça tombe bien "en face des trous".


Ecrans


Les lunettes sont construites autour de deux écrans TFT de 2,5 pouces de diagonale, achetés chez Adafruit aux USA. Ces écrans de résolution 320x200 sont munis d'un circuit vidéo qui prend en entrée un signal analogique PAL ou NTSC. La détection du format est automatique, et les écrans n'ont qu'un réglage de luminosité. Avantage indispensable, en cas de dégradation du signal voire de perte complète, les écrans affichent de la “neige” et non pas un écran bleu. C'est la garantie d'une reprise rapide de l'image lorsque le signal revient, et non pas d'une mise en veille un poil problématique quand on est en plein vol !

Mention spéciale à Adafruit : j'ai reçu un écran qui a rendu l'âme en quelques minutes (ça arrive), et la boutique m'a renvoyé un écran identique, sans discuter et sans frais, sans même me réclamer l'écran H.S. (frais de port rédhibitoires avec les USA), un service client exemplaire dont pas mal de gens pourraient s'inspirer, suivez mon regard...




Grossissement


Il est indispensable de placer un système de loupe devant chaque écran, ce qui permet de réduire la distance entre l’œil et l'écran. Celle-ci dépend de l'utilisateur et surtout de son âge (presbytie...). Minimiser cette distance conduit à un système plus compact, et permet d'augmenter l'angle de vision (la largeur d'écran perçue, plus il est proche plus on le voit gros). Il y a un compromis, car placer une lentille grossissante devant l'écran introduit des aberrations (déformations géométriques). Dans les lunettes vidéo du commerce, les écrans sont minuscules et les lentilles très fortes, avec un système de correction des aberrations (une première lentille qui grossit fortement, une seconde qui corrige les déformations). Dans mon cas, je pars avec des écrans de bonne taille ce qui permet un grossissement moindre. En procédant par tâtonnements, j'aboutis à un système qui superpose un verre de loupe (grossissement x 3) et une paire de lunettes de lecture (x 2,5). La déformation est modérée, en “coussin”, et l'angle de vision est agréable, estimé à 30°.





Montage


J'ai débuté avec une platine balsa sur laquelle j'ai placé un des écrans, et le système loupe+lunettes de lecture à l'autre bout, afin de déterminer la distance idéale où j'obtenais une vision nette sans effort (en conservant mes lunettes de vue, critère important). Celle-ci est d'environ 11 cm. Le second paramètre à déterminer est l'espacement des deux écrans, qui autorise une vision binoculaire sans effort. Il s'est avéré que les écrans sont idéalement placés l'un contre l'autre.

Le principe étant acquis, il restait à assembler les composants. J'ai repéré les dimensions idéales et découpé la platine, puis monté des flancs et une séparation centrale, et enfin une plaque supérieure, le tout en balsa 5mm. Les écrans sont fixés par de la mousse double-face. Un double fond permet de cacher les câbles. Toutes les surfaces internes ont reçu un revêtement de velours noir autocollant (Vénilia) pour éviter la vision parasite de l'intérieur de la boîte.

Les verres de loupes sont collés sur les lunettes de vue, dont j'ai supprimé les branches, en utilisant de la pâte Sugru. Ce truc est très pratique mais onéreux... A refaire je prendrais probablement de la colle chaude noire.

L'étape suivante est de coller le boîtier sur un masque qui permettra de porter le tout. J'ai opté pour un masque de soudage Bollé Safety, directement adapté de lunettes de ski. Le “verre” est découpé au niveau des yeux de façon à dégager le vue des écrans. Le boîtier balsa est collé à la Sugru sur le verre du masque, tandis que l'assemblage loupes et lunettes de lecture est collé à l'intérieur, toujours avec de la Sugru. Lors de cette étape il m'a fallu vérifier précisément la bonne vision des écrans, en effet une rotation même minime par rapport à l'horizontale des écrans provoque un désagrément très perceptible. Le fait que la Sugru reste malléable pendant plusieurs minutes a été d'une grande aide.








Récepteur & alim


Pour avoir un système autonome, j'ai choisi de fixer le récepteur vidéo sur le dessus du boîtier. Avantages, les fils du signal vidéo sont très courts, ce qui restreint les problèmes de rayonnements et parasites, et l'antenne est ipso-facto à une bonne altitude quand le pilote se tient debout.
Côté alimentation par contre, le poids conséquent d'un accu 12v (LiPo 3S) m'a conduit à le déporter au bout d'un long câble, afin de pouvoir le ranger dans une poche.





En boite


Pas question de trimbaler ce précieux matériel sans une protection de qualité

Voici une boîte de rangement qui annonce clairement la couleur, les curieux sont prévenus !





En vol


A l'usage, le montage est assez lourd sur le nez, et pour plus de confort j'ai pris l'habitude de baisser la tête.

La visualisation est très agréable, nettement plus immersive que l'écran sur la station sol, et de bien meilleure qualité que les lunettes vidéo du commerce (Vuzix AV920). J'aimerais bien pouvoir comparer avec des solutions FPV telles que les Fatshark, même si le fait de devoir enlever mes lunettes de vue est à lui seul rédhibitoire...

L'inconvénient principal est que les pixels sont clairement perceptibles, en raison de la faible résolution d'écran. Les petits écrans TFT semblent bien ne pas exister en 640x480 ou plus hélas.

Enfin, une évolution possible : puisque chaque écran TFT est muni de son décodeur de signal vidéo, il est tout-à-fait envisageable d'acheminer deux signaux distincts dans les lunettes, par exemple pour une vision en 3D relief ! Il reste de quoi bidouiller

Prix de revient

 

  • 2 écrans aux USA : 65 EUR
  • Pâte Sugru en Angleterre : 19 EUR
  • Masque Bollé Safety sur eBay : 25 EUR
  • 2 loupes sur eBay : 6 EUR
  • Lunettes de lecture : 12 EUR
  • Balsa, colle, velours noir puisés dans mon stock de bricolage...


Total 127 EUR, c'est raisonnable...


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