4. Távirányítás

4. Távirányítás

4.1 Távirányítás frekvenciái (frekvencia kiosztás, teljesítmények, törvényi háttér)

4.2 Rádió frekvenciás irányítás műszaki alapja (alapfogalmak, AM, FM, szórt jel, jel felépítése, frekvenci-jel-hatótávolság kapcsolata stb.)

Free frekvenciaként használható teljesítmények:
- 433MHz-en: 0,025W
- 2400MHz-en: 0,025W
- 5800MHz-en: 0,1W

Rádióamatőr licensszel (CEPT) használható teljesítmények:
- 70MHz-en: 100W
- 433MHz-en: 1000W
- 1240MHz-en: 150W
- 2400MHz-en: 150W
- 5800MHz-en: 75W

Távirányításra engedély nélkül használható frekvenciák

27MHz (0.1W)  35MHz (0.1W) 40MHz (0.1W) 433MHz (0.1W) 868MHz (0.5W)

Videó jel átvitelére csak 1240MHz-től nagyobb frekvenciákon van lehetőség.

Az FPV repülés során hagyományosan 2-3 alapvető fontosságú rádióberendezésre van szükségünk. 1. A távirányító , 2. a videó adó és 3. a telemetria, amelyet akár a videóval össze lehet kombinálni.

Korunk piaca árérzékeny. Azt lehet eladni, ami olcsó, ennek azonban ára van. A világ chip gyártása mára lehetővé tette a rádióberendezések nagyfokú integrálását is. Az olcsóság függ a gyártott mennyiségtől, ezért elsősorban a free frekvenciás ISM sávos IC-ket lehet nagyon olcsón megvenni. Egy rádióberendezés bonyolult és ezáltal drága is, az ár csökkentése érdekében leegyszerűsítik, egészen a működőképesség határáig, és kispórolnak belőle minden drága alkatrészt. Elsősorban szűrőket, amelyeket nehéz integrálni. Egy "profi" rádióamatőr készülék drága , tele van szűrőkkel, legalább 2x transzponált, de inkább 3x , szelektív és érzékeny, hatótávolsága 100km-ekben mérhető. Egy olcsó egycsipes rádió (amit garázsajtó nyitásához, vagy riasztó átjelzéshez gyártanak) jó esetben egyszer transzponált, de leginkább zéró KF-es, max. szimpla kerámiaszűrőt tartalmaz, zavarérzékeny és néhány 100m-ben fejezhető ki a hatótávolsága. Leleményes FPV-sek ezeket hekkelik úgy, hogy 7W booster-t tesznek hozzá. Ettől valamelyest nő a hatótáv és a zavarás is. Szerencsére - a selejt bosszúja - leginkább saját magát zavarja a delikvens. Nem ritkán hallani eseteket, hogy a rádióm zavarja a GPS-et. Egy profi rádió a GPS vevő közvetlen közelében sem okoz zavarást. Maguk a gyártók is ajánlják a chip adatlapján, hogy mire szánták az IC-t. Pl. hobby, toys, garage-door, stb.
Vizsgáljuk meg közelebbről az ismertebb eszközöket. "3DRobotics have just released a set of telemetry radios based on the Si1000 chipset." Azaz a Silicon Labs Si1000 és Si4432 chipjére alapozták.  A 6$-os ár viszonylag soknak számít, de a chip valóban sokat tud, és ezt meg kell fizetni. A tudás elsősorban a digitálisan beintegrált képességekben rejlik, a benne lévő rádió éppúgy le van egyszerűsítve, mint a többi cucc esetén.

Az openLRS is az Si4432 rádiós chippel készül. A TS korábban a MICRF620Z chipet használta.

Az elmúlt 30 évben sokféle IC-t gyártottak különféle rádiókhoz. Kommunikációs és műsorszórás céljára. Elsősorban a vevőket lehetett jól integrálni egyvalami kivételével, a KF szűrő. Ezt mindig külső eszközként kellett a chip mellé tenni. A drágább rádiók precíz kvarc-szűrőket, az olcsóbbak kerámia-szűrőket tartalmaznak. Rádióamatőrök működtetnek un. átjátszó állomásokat, ahol az adás és vétel egyszerre, egy helyen, ráadásul ugyanabban a sávban megy. (2m-en 600kHz, 70cm-en 1,6MHz a shift), azaz ennyi az eltérés az adás és vétel frekvenciái között. Az üzemmód pedig full duplex, azaz, amit vesz az átjátszóállomás az egyik frekin, azt a másikon azonnal adja is. Ezeket az átjátszókat beszélgetésre használják. El lehet képzelni, hogy milyen az a duplex szűrő, amely szétválasztja az adás és vételi frekiket, és mindezt 40-50W adásteljesítmények mellett. Na ehhez képest a 3DRobotics 3DR-rádiója eléggé primitívnek tűnik, mint rádió. A chip sokoldalúsága és szolgáltatása lenyűgöző. Garázsajtó nyitogatáshoz luxus, másra meg nem jó. Szerencsére a gyártó betartja a 100mW-os (20dBm) limitet, néhány elvetemült azonban 8W-os boostert gyárt hozzá és még árusítja is.
A chipek paraméterei között szerepel az érzékenység, pl. -117dBm. Ez első hallásra jónak tűnik, csak a többit is el kellene olvasni. Ez a max. érzékenysége 200bit/s sebességnél és generátorral mérve, amiből nem jön ki zaj. 128kbit-nél már a -100dBm-et sem éri el a chip érzékenysége. Aztán ott van a sávszélessége. A 350kHz nem túl keskeny. A frekvenciák felosztása 10-25kHz-es raszterben történt. Ez azt jelenti, hogy pl. 432-440MHz-es sávban 25kHz-enként vannak a csatornák. 128kbit-et nem lehet 25kHz-es sávban átvinni, ezért 128kbit-es sebesség csak 433MHz, és e feletti sávban lehet, szabad. 128kbit-hez kell 250kHz sávszélesség, amiből éppen csak 7db fér el a 433-434.75MHz free sávban, de mivel ilyen csatornaosztás nem létezik, ezért minden gyártó oda teszi a frekiket, ahova akarja, így a csatornák zavartak is. Tehát kitűnően működik a rendszer, ha egyedül repülünk egy legelő felett. A sávszélesség más szempontból is fontos paraméter. A jelzés átvitele energiát igényel, kétszer akkora sávszélesség kétszer annyi energiát, 10-szer akkora sávszélesség 25kHz->250kHz tízszer annyi energiát. Tehát egy 30W-os 25kHz-es rádiónak 300W-os a 128kbites megfelelője. Vagy visszafele számolva 100mW adóteljesítmény 128kbit-en a garázstól a kertkapuig elég.

A szabadtéri csillapítás a frekvencia függvényében: ( 6dB különbség 2x távolságot jelent. )

72MHz 100km -110dB
433MHz 100km -125dB
868MHz 100km -131dB
1240MHz 100km -135dB
2400MHz 100km -140dB
5800MHz 100km -148dB

A fizika szabályait nem nagyon lehet átírni. 72MHz-en 2,5x nagyobb távolságra terjed az ugyanakkora teljesítményű és ugyanakkora sávszélességű rádióhullám, mint 433MHz-en. És 3,5x messzebb, mint 868MHz-en. Persze ez így nagyon leegyszerűsítve a dolgokat, sok mindent nem vesz figyelembe. A rádióhullámok terjedési sajátosságait például. Alacsonyabb frekvenciák jobban hatolnak át a növényzeten. Bozótban, épületek között már az UHF sávú rádiók is használhatatlanok. Ezért sem a hadsereg, sem mi nem adjuk fel az alacsony frekvenciák használatának előnyeit. Szerencsére van kellő mennyiségű szabadon használható frekvencia, persze megfelelő berendezéssel és amatőr licensszel.

A fentiekből következik, hogy a videó kép átvitele semmilyen formában nem egyszerű és nem kicsi sávszélességű. Ez okból a telemetria átvitelét nem bíznám a videó adóra, mert az bizony sűrűn előfordulhat, hogy elvész a kép, és akkor oda az adat is. Tartós 90%-ig megbízható képátvitelre csak műholdak segítségével mikrohullámokon számíthatunk magasan repülve.

Küldetésünk

A DOE küldetése

A biztonságos pilóta nélküli repüléshez szükséges műszaki-technikai, vezetési-irányítási és repülésbiztonsági tudásbázis rendszerezése és tagjai közötti megosztása; a normatív és etikai szabályrendszerek megteremtése, illetve azok kialakításában való közreműködés; az ágazat szereplői közötti egyeztetés, koordináció; a jogalkotókkal és hatóságokkal történő együttműködés.

 

Elérhetőségek

E-mail:
gergely.tuzson (kukac) doe.hu
vagy
tivadar.neuwald (kukac) doe.hu

Facebook:
https://facebook.com/dronszabalyok
https://facebook.com/doe.hu

Levelezési cím:
2039 Pusztazámor, Névtelen utca 9.

Telefon:
+36 (70) 4505960 vagy  +36 (30) 9821368