Fjarstýringar og 2,4 GHz. Langdrægni ofl.

[Agust]

Langdrægni.

Það hefur varla farið fram hjá neinum að farið er að framleiða fjarstýringar sem nota 2,4 GHz (2400 MHz) tíðnisviðið. Þetta er sama tíðnisvið og t.d. þráðlaus tölvunet nota. Þessum nýju fjarstýringum hefur verið tekið mjög vel, sérstaklega vegna þess að fjarstýringarnar "finna sjálfar" ónotaða tíðni, þannig að tíðnitafla og sendagæsla ætti að vera óþörf. Í dag eru tveir aðilar sem framleiða svona búnað, Spektrum og Futaba.

Hér er ætlunin að fjalla aðeins um notkun á 2,4 GHz tíðnisviðsins. Er eitthvað sem ber að varast ef menn ákveða að fjárfesta í svona búnaði?

Drægni milli sendis og móttakara er nokkuð sem menn hafa haft áhyggjur af og verið að ræða. Hvað segir radíótæknin, skiptir tíðnin einhverju máli varðandi langdrægni? Ætti að vera einhver munur á 35 MHz og 2400 MHz?

Ég hef stundum reiknað út drægni radíóhlekkja, en þá á lægri tíðnum, þ.e. um 150 MHz of 450 MHz. Þá hefur verið um að ræða þráðlausa tengingu vegna fjarmælinga, þ.e. digital eða stafræn samskipti. Þá reiknar maður út svokallaða "free space" deyfingu milli sendis og móttakara, tekur tillit til mögnunar í loftnetum við sendi og móttakara, svo og sendiafls. Þannig er hægt að reikna út hve sterkt merki móttakarinn fær frá loftnetinu. Maður reynir alltaf að hafa nægilega mikinn umframstyrk til að mæta óvæntri deyfingu t.d. vegna veðurs. Þessi reynsla mín hefur orðið til þess að ég hef haft smá áhyggjur af drægninni milli sendis og móttakara á 2,4GHz.

Deyfing radíóhlekkja vex með hækkandi tíðni. Formúlan til að reikna út deyfingu (free space loss) er svona:

L=32,45 + 20log f + 20log d þar sem L= deyfing í db, f= tíðni í MHz og d= vegalengd í km. (http://en.wikipedia.org/wiki/Free-space_loss)

Af formúlunni sést að að það verður sama deyfing hvort sem tíðnin er tvölduð eða vegalengdin er tvöfölduð.

Þessi deyfing við tvöföldun fylgir í báðum tilvikum 20 sinnum logaritmanum. Það þýðir að tvöföldun í tíðni eða tvöföldun í vegalengd valda 6 db deyfingu.

Þegar farið er frá 35 Mhz upp í 2,4 GHz þarf um 6 tvöfaldanir í tíðni. (35-70-140-280-560-1020-2040). Því ætti deyfingin að vera um 36 db meiri fyrir ákveðna vegalengd á 2,4 GHz en 35 MHz, miðað við sambærileg loftnet og sendiafl. Þetta er verulegur munur; 30 desibel er eins og munurinn á sendum sem eru 1 milliwatt og 1000 milliwött, og 36 db eins og munurinn á 1 mW og 4000 mW.

Á móti kemur að loftnetið hjá okkur er hlutfallslega (miðað við öldulengd) heldur styttra á 35 MHz en 2,4 GHz. Á 2,4 GHz er auðveldara að búa til góð loftnet, en þau eru oft stefnuvirk, sem hentar okkur ekki.

Á 35 MHz tíðnisviðinu höfum við í flestum tilvikum töluverðan umframstyrk. Við verðum ekki varir við sambandsleysi þó svo að innbyrðis afstaða sendis og móttakara sé óhagstæð. Loftnet sendis er stundum lóðrétt, en loftnet móttakara lárétt. Þannig verður móttekna merkið mun veikara en þegar t.d. bæði loftnetin eru lóðrétt. Þetta geta menn prófað t.d. með því að snúa sjónvarpsgreiðunni þannig að teinarnir séu lóðréttir; myndin verður væntanlega óskýr.

Hvað getum við þá gert til að vinna upp þessa auknu deyfingu á 2,4 GHz miðað við 35 MHz? Það er ljóst að við höfum minna svigrúm til að mæta óhagstæðri innbyrðis afstöðu sendis og móttakara. Eitthvað verðum við að gera. Spektrum notar þá aðferð að vera með fleiri en eitt loftnet, og ég held að Futaba sé með svipaða lausn. Þ.e. hafa eitt lárétt loftnet og annað lóðrétt. Spektrum hefur jafnvel minnst á notkun á fjórum loftnetum.

Þetta þýðir að við verðum að hafa pláss fyrir fleiri en eitt loftnet inni í módelinu, því varla förum við að setja þessi loftnet (dípólar) utan á módelið. Sem sagt, á 35 MHz dugir einfaldur vírspotti, en á 2,4 GHz þarf að vanda verulega til loftnetsins, og helst nota nokkur sem komið er fyrir á mismunandi stöðum í módelinu. Einnig er fáanlegur frá Spektrum sérstakur mælir sem nota má meðan verið er að finna bestu staðsetningu loftnetanna.

Nú má varpa fram spurningunni hvernig það kemur út að vera með þessi loftnet inni í módelinu ef það er með skrokk úr koltrefjum? Við vitum að slíkur skrokkur dregur úr styrk merkisins. Við höfum því stundum séð þannig flugmódel með loftnetsstöng á toppnum, eða a.m.k. með loftnetsvírinn utan á módelinu. Hvernig ætla menn að leysa þetta vandamál á 2,4 GHz?

Ég er sem sagt ennþá í vafa um ágæti þess að skipta yfir í 2,4 GHz enn sem komið er. Ætla að halda mig við mína gömlu tíðni um sinn.

[Agust]

Hér er einföld skýring á þessu fyrirbæri free space attenuation, en þar er einmitt mynd af "nomogram" sem ég hef notað.
Borin eru saman tíðnisviðin 145, 435 og 1295 Mhz. Sendiaflið í öllum tilvikum er sama (10W), vegalengdin sama (20km) og loftnetin eins (mögnunarlaus), en styrkur mótteknu merkjanna 175, 55 og 17 míkróvolt eftir því hvaða tíðni er notuð. Sem sagt, deyfingin eykst verulega með hækkandi tíðni.

http://www.qsl.net/vk3jeg/pathloss.html

Neðst á síðunni segir:

"Clearly, we have a much greater path loss over the 20 km distance at a frequency of 1295 MHz than that found at 145 MHz, 20 dB in fact"

Hér er um að ræða rúmlega þrjár tíðnitvöfaldanir (145-290-580-1160), en þrjár tíðnitvöfaldanir jafngilda 3 x 6db = 18db, eins og fram kom í formúlunni hér fyrir ofan.

[Agust]

Ég prófaði að setja formúluna í Excel og reiknaði út deyfinguna milli sendis og móttakara fyrir mismunandi tíðnir og vegalengdir. Sjá textann fyrir neðan töfluna.

[Agust]

Krækjusafn


Futaba
http://2.4gigahertz.com/
http://towerhobbies.com/rcwnews/070210-futk6900.html
http://towerhobbies.com/products/futaba/futk6900.html
http://forums.radiocontrolzone.com/show ... p?t=226667
http://at.robbe-online.net/rims_at.stor ... /1&2DF4068 Search: 1-F4068


Iðnaðarfjarstýringar Futaba
http://www.futaba.com/products/irc/intr ... /index.asp
http://www.lormfg.com/rfmodules.php



Spektrum
http://www.spektrumrc.com/
http://www.spektrumrc.com/Articles/Arti ... cleID=1655



Extreme Power Systems ???Svikafyrirtæki???
http://www.xtremepowersystems.net/xtremelink.php
2.4 GHz modular fyrir ýmsar gerðir af fjarstýringum
Sjá einnig umræður http://www.rcuniverse.com/forum/m_4714231/tm.htm

[Birgir]

Ansi athyglisverð samantekt hjá þér Ágúst.

Á módelinu mínu er ég með loftnetstöng ofan á skrokk, þar sem skrokkurinn er úr koltrefjum.

Ef ég mundi skipta yfir í 2.4 GHz þá væri hugsanlegt að bora lítil göt neðan á skrokkinn
og láta loftnets stubbana standa þar út, án þess að mikið beri á..

Ahh,, ég veit ekki, líklega skrambi ljótt

[Agust]

[quote=Birgir]Ef ég mundi skipta yfir í 2.4 GHz þá væri hugsanlegt að bora lítil göt neðan á skrokkinn
og láta loftnets stubbana standa þar út, án þess að mikið beri á..[/quote]
Sæll Birgir

Þú yrðir væntanlega að fljúga þannig að ávallt væri sjónlína milli loftnetsstubbanna og sendisins. Það hjálpar ekki að setja loftnetið út fyrir ef skrokkurinn eða jafnvel mótorinn skyggir á.

Það á auðvitað eftir að koma meiri reynsla á þetta, en 30 til 36 db munur á styrk merkisins er ekkert smávegis. Það er ekki verra að þekkja aðeins eðli örbylgjusendinga. Þegar menn eru að setja upp örbylgjuhlekki, t.d. fyrir internetdreifingu milli tölvumiðstöðvar og notenda, nota menn yfirleitt stefnuvirk loftnet með mikilli mögnun til að yfirvinna þessa auknu free-space deyfingu á örbylgjum. Það getum við auðvitað ekki gert. Við þekkjum margir hve skammdræg þráðlaus heima-tölvunet eru, þ.e. þau sem eru með mögnunarlausum loftnetsstubbum. Sendiaflið er þó svipað og í fjarstýringum, eða 100 mW. Þessi þráðlausu net eru á sama tíðnisviði og nýju fjarstýringarnar (2,5 GHz), en eiga oft erfitt með að ná milli herbergja, þ.e. í gegn um veggi.

Sá þetta í dag varðandi 2.4 GHz og aukna free-space deyfingu miðað við 72 MHz:

I greatly enjoyed your post. Your concerns are of course widely known in the wireless comm. industry. They are completely unknown to the ever increasing Spektrum cult growing here. The Spektrum modules appear to me to be a completely amateurish prototype system but people are pre-paying to stand in line to get them. Installation problems in a carbon fuse or behind a carbon cowl are severe. Helicopters with metal or carbon side frames are also difficult.

People will of course install these 2.4GHz systems inside of carbon fuselages and canopies and not understand why they crashed!


Sá þetta líka á netinu:
Fizzwater2 á RC-Universe:
"I'm not going to get too involved here, but just thought I'd throw in my own two cents worth. I'm not talking about anyone or anyone's products, I'm just considering the use of 2.4 GHz for anything but park fliers. I am an RF engineer by trade, and thought I'd throw out some food for thought.

At 72 MHz, in free space, the signal path loss between TX and RX in a 1 mile distance is roughly 73.7 dB. At 2.4 GHz, again at one mile distance, that free space path loss is 104.19 dB. That's a 30.46 dB difference in signal strength at the receiver antenna (field strength) given equivalent antenna gain for the 72 MHz and 2.4GHz transmitters.

In other words - given antennas with equivalent performance, at 2.4 GHz I'd have to have a 1,111.73 watt transmitter to give me the equivalent signal strength at a receiver 1 mile distant as a 1W 72 MHz transmitter.

Granted, I usually don't fly 1 mile away, and there are most likely differences in antenna patterns and gain for the 2.4 GHz system vs. the 72 MHz system, but for my money, I'll be flying my models with 72 MHz equipment.. unless I'm flying indoors (close) or with a small, light, little plane that never gets very far away (park flier, etc)".

[Birgir]

30 til 36 db munur á styrk er hellingur, og svo þetta . Tilvitnun : Installation problems in a carbon fuse or behind a carbon cowl are severe.
People will of course install these 2.4GHz systems inside of carbon fuselages and canopies and not understand why they crashed!

Þetta fær mig einhvernvegin alls ekki til að prófa þetta nýja 2.4 GHz system.
En við verðum líklega að bíða og sjá hvernig þetta reynist.

Samt finnst mér skrítið að þetta sé sett á markað, ef að þetta er ekki alveg öruggt.

Ef að þessu er pluggað inn í carbon fuse, þá er stór hætta á ferðinni ??

Eiginlega bara fáranlegt að selja og markaðsetja svona búnað.

En samt, þeir hljóta að vera búnir að marg testa þetta, við bara verðum að bíða og sjá..

[Agust]

Það verður mjög fróðlegt að fylgjast með. Hvor ætli sé með betri tækni, Spektrum eða Futaba?

Það er örugglega best að bíða í nokkra mánuði og sjá til hvernig þetta reynist.

[Slindal]

Sæll Ágúst,

Þú ert kannski maðurinn til að hjálpa mér í smá Spectrum vandræðum.
Mér varð á að panta Mode 1 fjarstýringu. Þetta er Dx6i frá Spegtrum. Nú er spurningin er hægt að breyta henni í mode 2 eins og við notum hér á landi? Ég vil helst sleppa við að senda hana út í breytingu.

kær kveðja,

Sævar Líndal
893-7769
slindal@itn.is

[Haraldur]

Skoðaðu manualinn sem fylgir með ef það stendur ekkert í honum prófaðu þá að Googla eftir því.

Oft er hægt að stilla þetta í uppsetningunni í fjarstýringunni, en einnig þarftu að taka fjarstýringuna í sundur og færa fjöðrina sem er á inngjöfinni frá hægri stýripinna yfir á þann vinstri, þ.e.a.s. ef það er fjöður á inngjöfinni. Einnig gætir þú þurft að færa gorminn sem heldur pinnanum í miðstöðu frá þeim vinstir yfir á þann hægri.

Ef þú treystir þér ekki til að gera það sjálfur þá getur þú kíkt með stýringuna á klúbbkvöld Þyts sem er á miðvikudagskvöldum og við getum reddað málinu.
Einnig eru allar á Akureyrir núna um helgina og svo í mosó helgina þar á eftir.

Þetta vandamál hefur ekkert með það að gera að stýringin er spektrum, 2.4Ghz, FM eða hvað annað.