Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Lernen Sie die Grundlagen des Spread Spectrum R / C

Der Einstieg in die Welt der ferngesteuerten Hobbys kann ein wenig entmutigend sein. Um Ihnen den Einstieg zu erleichtern, werden die Grundlagen der 2,4-GHz-Spreizspektrum-Funksteuerung und die verschiedenen Bestandteile eines typischen R / C-Systems erläutert.

Sender

Die Aufgabe des Senders besteht darin, die Bewegung der Steuerknüppel in digitale Signale umzuwandeln, die über Funkwellen an den Empfänger gesendet werden. Sender bieten mehrere Kanäle zur Steuerung mehrerer Komponenten. Wenn ein Sender beispielsweise 6 Kanäle hat, können Sie bis zu 6 Servos oder Motoren steuern. Diese Kanäle dürfen nicht mit den Subfrequenzkanälen eines Funkspektrums verwechselt werden.

Während ältere R / C-Systeme über Frequenzen wie 72 MHz und 75 MHz kommunizierten, nutzen moderne Systeme das 2,4-GHz-Mikrowellen-Funkspektrum sowie eine Reihe intelligenter Funkprotokolle für mehr Zuverlässigkeit. Das Herzstück dieser neuen R / C-Systeme sind Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) und Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) -Technologien. Beide arbeiten zur Beseitigung der Interferenz- und Frequenzkonflikte, die in älteren R / C-Systemen gefunden wurden. Obwohl die verwendeten drahtlosen Technologien zwischen den verschiedenen Sendermarken variieren, enthalten sie alle eine Kombination aus DSSS und FHSS, um Interferenzen und Frequenzkonflikte zwischen R / C-Systemen zu vermeiden.

Empfänger

Der Empfänger sammelt die Steuerknüppeldaten vom Sender und verteilt sie an die Servos und Motoren des R / C-Fahrzeugs. Sender und Empfänger werden häufig zusammen verkauft, obwohl Sie sie separat kaufen können. Wenn Sie sie separat kaufen, stellen Sie sicher, dass jede Einheit kompatibel ist, da verschiedene Marken unterschiedliche proprietäre Technologien verwenden und oft nicht miteinander arbeiten.

Bei dem hier gezeigten Empfänger handelt es sich um ein blankes Board, die meisten Empfänger werden jedoch in Kunststoffgehäusen geliefert. Die kurzen Drähte, die aus dem Empfänger herausragen, sind die Antennen. Wenn Ihr Fahrzeug aus Metall oder Kohlefaser besteht, stellen Sie sicher, dass der Empfänger an einem Ort montiert wird, an dem die Antennen nicht blockiert werden, da 2,4-GHz-Funkwellen diese Materialien nicht durchdringen können.

Servos

Servos sind Getriebemotoren zur präzisen Steuerung der Bewegung. In einem Servo finden Sie eine Platine, einen kleinen Gleichstrommotor und eine Reihe von Gängen. Der Empfänger gibt ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) an den Servo aus, das die Platine in genaue Steuersignale für den Gleichstrommotor übersetzt. Die Leiterplatte nimmt auch eine Eingabe von einem Rückkopplungspotentiometer auf, das an der Ausgangswelle des Servos angebracht ist, um dessen Drehung zu erfassen. Er vergleicht dann die gewünschte Wellenposition auf der Grundlage des PWM-Signals mit der tatsächlichen Position, um zu wissen, in welche Richtung wir drehen und wann er anhalten soll.

Elektronische Drehzahlregler und Motoren

Um einen Motor zu steuern, benötigen Sie einen elektronischen Drehzahlregler (ESC). Seine Aufgabe ist es, das Niedrigleistungssignal eines Empfängers in Hochstromsteuersignale zum Antreiben eines Motors umzuwandeln. ESCs gibt es je nach Motortyp in zwei Ausführungen: bürstenlos und gebürstet. Gebürstete Drehzahlregler senden ein PWM-Signal an einen Bürstenmotor, während bürstenlose Drehzahlregler zwischen den drei für bürstenlose Motoren erforderlichen Leitungen schalten.

Bei der Auswahl eines ESC müssen Sie den maximalen Stromwert für Ihren Motor kennen. Der maximale Nennstrom Ihres ESC sollte 5 oder 10 Ampere höher sein als der maximale Nennstrom Ihres Motors, da Motoren häufig mehr Strom ziehen, als sie für den Nennstrom vorgesehen sind. Viele ESCs sind auch programmierbar, sodass Sie unterschiedliche Attribute für die Steuerung Ihres Motors festlegen können.

FHSS

Die Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) -Technologie ändert ständig den Kanal, auf dem ein Funksignal übertragen wird, um die Wahrscheinlichkeit einer Signalverfälschung aufgrund von Interferenzen auf einem einzelnen Kanal zu verringern. Das Frequenzsprungmuster ist pseudo-zufällig, aber Sender und Empfänger durchlaufen einen Bindungsprozess, bevor ein Signal übertragen wird, um sicherzustellen, dass sie gleichzeitig zur gleichen Frequenz springen.

DSSS

Die Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Technologie (DSSS) verteilt das Funksignal über einen größeren Bereich von Kanälen (Subfrequenzen) als die alten Schmalband-Einkanalsysteme. Dies bedeutet, dass das Signal auch dann auf anderen Kanälen durchkommt, wenn mehrere der Kanäle gestört sind.

Alte R / C

Vor der 2,4-GHz-Spreizspektrum-Umdrehung arbeiteten die meisten R / C-Systeme mit 27, 50, 53, 72 und 75 MHz. Bei diesen Systemen kann jeweils nur ein Sender für eine bestimmte Frequenz verwendet werden. Die Verwendung mehrerer Sender auf derselben Frequenz würde stören und zu einem Kontrollverlust der R / C-Fahrzeuge führen. Die Betreiber mussten auch auf Bereiche achten, die bei der verwendeten Frequenz zu Rauschen neigen. Daher verwenden fast alle verkauften R / C-Systeme das viel sicherere 2,4-GHz-Spread-Spectrum-System.

R / C über WLAN und Bluetooth

Viele neue Multirotore und Spielzeugautos können über WLAN oder Bluetooth Funktechnologien gesteuert werden. Ein wesentlicher Vorteil davon ist, dass Sie das Fahrzeug mit Apps auf Smartphones und Tablets steuern können, ohne dass ein separater Sender gekauft werden muss. Der Nachteil ist jedoch, dass die Reichweite begrenzt ist und Sie nicht dasselbe taktile Feedback von einem Bildschirm erhalten wie von Joysticks und Schaltern eines typischen R / C-Senders.

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