Re: Fjarstýringar og 2,4 GHz. Langdrægni ofl.
Póstað: 1. Mar. 2007 11:15:07
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.
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.
