2.4GHz

Lennokit-Wiki

Useat valmistajat ovat tuoneet markkinoille hajaspektritekniikka hyödyntäviä 2.4GHz taajuusalueella toimivia radio-ohjauslaitteita.

2.4GHz laitteet käyttävät taajuusaluetta 2400.000-2483.500 MHz, eli ns. ISM-taajuusaluetta. Huomattavaa on että kyseinen taajuusalue ei ole varattu pelkästään lennokkikäyttöön vaan samaa taajuusaluetta käytetään muuhunkin langattomaan datasiirtoon, mm Bluetooth ja osa langattomista lähiverkoista (WLAN) hyödyntävät samaa aluetta.

2.4GHz alueella käytettävälle modulaatiolle ei ole yhtä, vaan useita standardeja. Lisäksi taajuusaluetta koskevat säädökset USA:ssa ja Euroopassa eroavat toisistaan. Eri valmistajien laitteet eivät myöskään ole keskenään yhteensopivia. Tästä johtuen laitteiden hankkijan kannattaakin perehtyä hiukan syvällisemmin eri järjestelmiin ja niiden ominaisuuksiin ennen hankintapäätöstä.

Suomessa 2.4GHz radio-ohjauslaitteille suurin sallittu hetkellinen lähetysteho on 100mW käytetystä modulaatiosta riippumatta. Laitetta ostettaessa kannatta tarkistaa että siitä löytyy CE-merkki sekä maininta EN 300 328 vaatimusten täyttämisestä.

[muokkaa] 2.4GHz järjestelmät

[muokkaa] Spektrum DSM ja DSM2

Amerikkalainen Spektrum käyttää suorasekvensointia, ts. laite hakee virrat kytkettäessä alueelta yhden (DSM) tai kaksi (DSM2) vapaata kanavaa ja käyttää niitä. Laite ei hyppele eri taajuuksien välillä vaan lähettää samat ohjaustietopaketit kummallakin kanavalla. Koska DSM2:n kanavat ovat sekä laajakaistaisia että sijaitsevat kaukana toisistaan taajuuskaistassa, on epätodennäköistä että kummatkin joutuisivat häirityksi. Katso video Spektrumin toiminnasta kun taajuusaluetta häiritään.

Spektrum valmistaa erillisiä 2.4GHz lähettimiä (DX-6, DX-6i ja DX-7). Näiden lisäksi on saatavilla kolmea erityyppistä lähetinmoduulia erimerkkisiin lähettimiin (JR, Futaba ja Futaba MZ-sarja).

Spektrum tuotemerkin omistaa Horizon Hobby. JR X9303 2.4 lähettimessä on käytössä DMS2 ja myyntipaketissa olevat vastaanottimet ovat muovikuoren väriä lukuunottamatta samoja kuin Spektrumin nimellä myynnissä olevat vastaanottimet. (Tämä on tilanne ainakin USA:n markkinoilla. Euroopan osalta lienee paikallaan vahvistaa asia.)

[muokkaa] Xtreme Power Systems XPS

Xtreme Power Systems (XPS) on toinen amerikkalainen 2,4 GHz radiovalmistaja. XPS valitsee virrat kytkettäessä yhden vapaan kanavan. Toisin kuin valmistaja väittää, alkuperäinen XPS (firmware < v3.x) ei vaihda kanavaa jos valitulla kanavalla ilmenee häiriöitä. Katso video XPS:n toiminnasta kun taajuusaluetta häiritään. Vasta firmware päivitys v3.x tarjoaa jatkuvan hyppiväkanavaisen toiminnon XPS:n.

Erona muihin järjestelmiin, XPS luottaa vain yhteen antenniin vastaanottimessa. Muut käyttävät kahta toisiinsa nähden noin 90-kulmassa olevaa antennia varmistaakseen radiolinkin toiminnan kaikissa asennoissa. Toinen merkittävä ero muihin on että XPS käyttää kahden suuntaista radiolinkkiä. Vastaanotin koneessa siis lähettää tietoa myös takaisin lähettimelle. Tulevaisuudessa suunnitteilla lisälaitteita jotka mahdollistaisivat telemetrian ja jopa videokuvan välittämisen lennokista maahan.

[muokkaa] Graupner IFS

Saksalainen Graupner on XPS:n Euroopan jakelija ja markkinoi sitä Euroopassa omalla IFS brändillä. Tekniset erot, jos sellaisia XPS:ään on, eivät ole yleisessä tiedossa.

Graupnerin iFS on muuttunut version 3 myötä ja siitä on tullut FHSS lähetin. V3 on hyppivä järjestelmä toisin kuten Versiot 1.x ja 2.x jotka käyttivät yhtä kiinteää kanavaa (DSSS). iFS v3 on kaksisuuntainen ja vastaanottimelta saadaan telemetria tietoja paluukanavalla (down-link). iFS tukee useamman vastaanottimen yhteenliittmämistä.

[muokkaa] Futaba FASST

Japanilaisen Futaban FASST käyttää FHSS-modulointia. Toisin sanoen se hyppelee kokoajan eri kanavien välillä eikä varaa yhtä jatkuvasti. FHSS:ä käyttävä FASST on erittäin hyvin suojattu radiohäiriöltä, koska se voi käyttää koko (vapaata) taajuusaluetta tiedon lähettämiseen eikä ole sidottu yhteen tai kahteen kanavaan. Katso video FASST:in toiminnasta kun taajuusaluetta häiritään.

Futaba tarjoaa 6-14 kanavaisia lähettimiä joista 6EX,7C 2.4 GHz, 8FG ja 10CG ovat integroituja FASST lähettimiä ja loput toteutettu moduuleilla.

[muokkaa] ACT 2.4GHz

Saksalaisen ACTeuropen S3D on ensimmäinen 2. sukupolven 2.4G kaksisuuntainen dynaaminen (ja adaptiivinen) diversity lähetinmoduuli järjestelmä. S3D järjestelmän dual moduulissa on kaksi itsenäisesti toimivaan FHSS lähetintä, jotka lähettävät kummatkin 100mW teholla. Järjestelmä on kaksisuuntainen (up-link/down-link) eli sillä on paluukanava. S3D on dynaaminen FHSS, eli sillä ei ole ”kovakoodattuja” lähetysaikoja tai viiveitä data pakettien välillä. S3D on adaptiivinen (oppiva järjestelmä) ja se mm. huomioi kanavavaraukset taajuusalueella ennen taajuuden vaihtoa. Lähetysaika kanavalla on noin 1ms. Vastaanottimen down-link on myös dynaamisesti järjestetty ja sen lähetysteho on 4mW (riittää 1000m etäisyyksille). Down-linkkiä vastaanottimelta käytetään tarpeen vaatiessa, joten vastaanotin akkua ei tyhjennetä tarpeettomasti. Kaistanleveys on noin 1MHz, eli 80 lähetintä voi toimia yhtäaikaisesti. S3D toimii 12 bittisenä eli servoille voidaan antaa 4096 pisteen tarkkuus. Järjestelmässä voidaan ohjata 16 kanavaa (PPM 5 -12 (PPM16??)). Servoulostuloja voi olla 20 vastaanottimesta riippuen. Lähetysnopeus: 16-kanvaa 20ms, 10-kanvaa 14ms ja 5-kanavaa 8ms.

S3D järjestelmän vastaanottimet noudattavat diversity periaatetta. Vastaanottimessa on 2 itsenäistä 2.4G vastaanotinta, jotka ovat yhdistetty diversity järjestelmäksi. Diversity järjestelmässä voidaan tarkastella kummankin vastaanottimen purkamaa lähetettä ja valita näistä parempi servojen ohjaamiseen. S3D vastaanottimet voidaan kytkeä yhteen datakaapelilla, jollin vastaanotinyksikkö käsittää yhteensä 4 vastaanotinta. Mikäli kaksi 10-kanavan S3D vastaanotinta on kytketty yhteen datakaapelilla, ensimmäinen vastaanotin antaa ulos kanavat 1-10 ja toinen vastaanotin kanavat 11-20. Vastaanottimen kaikki kanavat ovat ohjelmoitavissa ja miksattavissa. Ohjelmointi voidaan suorittaa PALMin tai PCn avulla. Vastaanottimissa on logi jännitteelle, signaalin voimakkuudelle ja hylättyjen pakettien määrälle. Vastaanottimen muistiin tallentuu 64 viimeistä logia ja tiedot voidaan lukea PALMilla tai PCllä. Vastaanottimiin saa myös IrDA moduulin, jolla tiedot voidaan lukea PALMiin langattomasti vaikka kabiinin läpi.

Koska järjestelmä on kaksisuuntainen, voidaan vastaanottimeen liittää lisämoduuli telemetriatietoja varten. Tiedot voidaan lukea lähetinmoduuliin liitettävältä LCD-näytöltä. ACTin ilmoituksen mukaan tietoja voidaan antaa mm. korkeus, nopeus, lämpötila, polttoaineen määrä, jännite, signaalin voimakkuus ja nousunopeus.

8 ja 10 –kanavaisissa vastaanottimissa on antennit kiinnitetty BCN liittimillä joka mahdollistaa antennin vaihdon. Antennijohtoja saa eri pituuksina, jolloin varsinaiset vastaanotinantennit (n 3cm koaksiaali kaapelin päässä) voidaan asentaa haluttuun kohtaa koneen rungossa. Lisäksi 8- ja 10-kanavaisissa S3D vastaanottimissa on erillinen 15A virtaliitin jolla voidaan syöttää 15A jatkuvaa virtaa servoille suoraan akulta. Erillinen powerbox ei näin ollen ole välttämättä tarpeen S3D vastaanottimine kanssa.

S3D järjestelmää saa myös yhden FHSS lähettimen moduulina jonka tyyppimerkiltään on S12. Lähetin moduuleita saa Futaba/Robbe, JR/Graupner ja Multiplexin radioihin.

[Lähteet: www.acteurope.de ja Sonderheft 2.4-GHz-Technick in Modellbau ISSN0540-5203 2008]

[muokkaa] Assan X8

Kiinalaisen Assanin järjestelmästä ei ole vielä tarkempia teknisiä tietoja saatavilla.

[muokkaa] Weatronic 2.4G

Saksalainen Weatronic on tuomassa markkinoille 2. sukupolven 2.4G lähetinmoduuli järjestelmänsä. Weatronic 2.4 Dual-FHSS moduulissa on kaksi itsenäistä FHSS lähetintä ja järjestelmä on kaksisuuntainen (up-link/down-link) sekä adaptiivinen. Vastaavasti vastaanottimessa on 2 vastaanotinta. Weatronic poikkeaa muista markkinoilla olevista 2.4G lähetinmoduuleista siinä, että RF-moduulissa ei ole tavallisia patukka-antenneja vaan ns. patch antennit, jotka ovat tuttuja mm. GPS sovelluksista. (Patch antennin ovat tasonomaisia ja suuntaavia.) Kummakin FHSS lähettimen teho on 100mW ja kaistanleveys on 1MHz. Kanavan vaihto taajuus on 1/100 sek. Weatronicin lähetinmoduuli lähettää 12 kanavaa ja se on 12 bittinen, eli servolle voidaan antaa 4096 pisteen tarkkuus.

Weatronic:in ilmoituksen mukaan 2.4G järjestelmään tulee saamaan 6-, 8- ja 10- kanavaiset dual ”micro” vastaanottimet, sekä joukko 12-kanavaisia 2.4 Dual 12-xx (on-bord-electronic) vastaanottimia, joissa on ulostulot yli 20lle servolle sekä mahdollisuus liittää järjestelmään gyro ja GPS jne. Weatronic:in (on-bord-electronic) vastaanottimille on tyypillistä, että ne logittavat mm. servosignaalit jne. sekä useita muita parametrejä. Logeja voi tarkastella PCllä lennon jälkeen.

[Lähteet: www.weatronic.de ja Sonderheft 2.4-GHz-Technick in Modellbau ISSN0540-5203 2008]

[muokkaa] Schulze Wave

Saksalaisen Schulze:n Wave järjestelmä on ilmeisesti sama järjestelmä kuin ACTin S3D. Wavea on saatavana sekä Dual moduulilla (2xFHSS) että yhdellä FHSS lähettimellä.

[muokkaa] Jeti Duplex

Jetin valmistama Duplex on kanavaa vaihtava FHSS järjestelmä. Sitä on saatavana RF-moduuleina eri radioihin. Järjestelmä on kaksisuuntainen ja sen kaistanleveys on 5MHz joten se jakaa 2.4G taajuusalueen 16 kanavaan joiden välillä järjestelmä hyppii. Duplex käyttää kerrallaan 3 eri kanavaa kommunikaatioon. Järjestelmä huolehtii siitä, että uusi vapaa kanava on löytynyt enne kuin edellinen vapautetaan käytöstä. Järjestelmän toiminta ei ole riippuvainen vastaanottimelta saatavasta paluutiedosta (down-link). Valmistajan mukaan yhteensä 120 Duplex järjestelmää voi toimia yhtä aikaa. Jetin RF-moduuli lähettää 16 ohjauskanavaa ja se on 15 bittinen. Duplex lähettää telemetria tietoja vastaanottimelta RF-moduulille.

[muokkaa] Multiplex M-Link

Saksalainen Multiplex on tuomassa markkinoille oman 2.4G järjestelmänsä. M-Link käyttää FHSS lähetintä ja se on 16 kanavainen ja 12 bittinen sekä kaksisuuntainen. M-Link tukee telemetriaa.

[muokkaa] Hitec AFHSS

Hitec on tuomassa markkinoille AFHSS nimellä olevaa FHSS järjestelmää. Hitecin järjestelmä on kaksisuuntainen adaptiivinen FHSS ja siinä on telemetria.

[muokkaa] Jamara X8 ja Jump

Saksalainen Jamara on tuonut markkinoille omalla nimellään kaksi eri 2.4G RF-moduulia, joita on saatavan sekä Jamaran tuotemerkin alla myytäviin radioihin, että erillisenä moduulina mm. Futaban ja JRn radioihin. Jamara X8 (ilmeisesti Assan X8) pohjautuu DSSS lähettimeen ja Jamara Jump (ilmeisesti Corona) on puolestaan hyppivä FHSS moduuli.

X8 jakaa 2.4G alueen 80 kanavaan 1MHz kaistanleveydellä joista 79 on käytössä itse datan siirtoon. Yksi kanava on käytössä lähettimen ja vastaanottimen yhdistämistä varten. X8 toimiin DSSS lähettimen niin että se jakaa lähetyksen 10MHz kaistalle ja lähettää noin 10mW teholle per 1Mhz. Näin ollen kokonasi lähetystehon 10Mhz kaistalle on Euroopassa sallittu 100mW. Jokainen 10MHz kaista on koodattu joten X8 lähettimiä voi olla ko. 10Mhz kaistalla noin 25 kappaletta yhtä aikaa käytössä. 2.4G taajuusalueelle mahtuu tällöin noin 200 X8 lähetintä samaan aikaan.

Jamara Jump on puolestaan hyppivä FHSS järjestelmä ja sen kerrotaan vaihtavan kanavaa 500 kertaa sekunnissa (1/500 sek.) ja sen lähetystehon on 100mW. Jamaran Jump käyttää antenni diversity järjestelmää (vertaa FASST) eli se lukee tietoja kahdelta antennilta.

[muokkaa] Sanwa FHSS

Sanwa / Airtronics käyttää FHSS-järjestelmää (Frequency Hopping Spread Spectrum).

[muokkaa] Vertailutaulukko eri 2.4GHz järjestelmistä ja niiden ominaisuuksista

	DSM	DSM2	XPS/IFS	FASST	ACT S3D	Assan X8	Weatronic	Jeti Duplex	Jamara X8
Modulaatio	DSSS	DSSS	DSSS	FHSS	2xFHSS	?	2xFHSS	FHSS	DSSS
Kanavan vaihto	Ei	Ei	Ei	2ms välein	dynaaminen	?	10ms välein	Kyllä	Ei
Rinnakkaisia lähetys kanavia	1	2	1	1	2 (dual)	?	2	?	1
Telemetria	?	?	?	?	On	?	On	On	?
Vastaanottimen antennien lukumäärä	?	2/4	1	2	2/4	?	2	2	2
Ohjauskanavia	?	?	12	14	16	?	12	16	8
Bittejä/asentoja per kanava	?	10 bit / 1024	16 bit / 65536	15 bit / 32768	12 bit / 4096	?	12 bit / 4096	15 bit / 32768	?
Latenssi	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Kaistanleveys	?	1MHz	2MHz	2MHz	1MHz	?	1MHz	5MHz	10MHz
Lähetysnopeus/ohjauskanavat	?	?	?	14ms/?	20ms/16 14ms/10	?	?	?	?
Lähetysnopeus/ohjauskanavat	?	?	?	?	8ms/5	?	?	?	?

	IFS V3	Jamara Jump	ACT S12	Schulze Wave (S3D)	Multiplex M-Link	Hitec AFHSS	Sanwa FHSS
Modulaatio	FHSS	FHSS	FHSS	2xFHSS	FHSS	FHSS	FHSS
Kanavan vaihto	Kyllä	Kyllä	dynaaminen	dynaaminen	Kyllä	Kyllä	Kyllä
Rinnakkaisia lähetys kanavia	1	1	1	2 (dual)	?	?	?
Telemetria	On	?	Ei	On	On	On	Ei
Vastaanottimen antennien lukumäärä	1	2	2	2/4	?	?	2
Ohjauskanavia	12	?	12	16	16	?	?
Bittejä/asentoja per kanava	16 bit / 65536	?	12 bit / 4096	12 bit / 4096	12 bit / 3872?	?	?
Latenssi	?	?	?	?	?	?	?
Kaistanleveys	?	?	1MHz	1MHz	?	?	?
Lähetysnopeus/ohjauskanavat	?	?	14ms/10	20ms/16 14ms/10	21ms/16	?	?
Lähetysnopeus/ohjauskanavat	?	?	8ms/5	8ms/5	14ms/12	?	?

[muokkaa] Lisätietoja 2.4GHz tekniikoista

Viralliset

Linkkejä

Latenssimittauksia (pääasiassa) FASST ja DSM2 systeemien välillä. Säikeen ensimmäiseen viestiin on koottu yhteenvetoa tähän asti mitatuista Tx Rx kombinaatioista. Säikeen läpikahlaamislla selviää mm. se, että latenssin ilmaiseminen yksikäsitteisesti eri 2.4GHz tekniikoilla ei ole aina mielekästä. DSM2 lähettää kaikki kanavat samassa kehyksessä, kun taat FASST lähettää korkeammat kanavanumerot myöhemmässä kehyksessä, jolloin latenssin määrä riippuu kanavasta. Myös saman valmistajan eri lähetinmallit saattavat käsitellä signaalia ja aihauttaa viivettä jo ennen signaalin toimittamista Tx moduulille.

Kothuullisen yhteenvedon ja yleiskuvan DSM2:n ja FASST tekniikoiden latenssista saa säikeen ensimmäisessä vietissä olevasta latenssien jakaumakuvasta.

[muokkaa] Tuotteita

[muokkaa] Lähettimet

Tuotemerkki	Malli	Tekniikka	Tullut markkinoille	Muuta
Airtronix/Sanwa	RDS8000	FHSS	USA: ~02/2008
Airtronix/Sanwa	SD-10G	FHSS	?
Futaba	6EX	FASST	??
Futaba	7C	FASST	??
Futaba	10C	FASST	??
Futaba	12FG	FASST	??
Futaba	12Z	FASST	??
Futaba	14MZ	FASST	??
JR	12X	DSM2	USA: ~04/2008
JR	X9303 2.4	DSM2	USA: ~01/2008	Tullee Eurooppaan nimellä DSX9
Spektrum	DX6	DSM	??
Spektrum	DX6i	DSM2	??
Spektrum	DX7	DSM2	??

[muokkaa] Vastaanottimet

Vastaanottimet
Tuotemerkki	Malli	Tekniikka	Kanavia	Tullut markkinoille	Hintaluokka USD/EUR	Muuta
Spektrum	AR6000	DSM	6	??
Spektrum	AR6100	DSM2	6	??	50 USD / ? EUR
Spektrum	AR6100e	DSM2	6	??	50 USD / ? EUR
Spektrum	AR6200	DSM2	6	??	80 USD / ? EUR	6100 + satelliittivastari
Spektrum	AR7000	DSM2	7	??	90 USD / ? EUR
Spektrum	AR9000	DSM2	9	??	200 USD / ? EUR
Futaba	R607FS	FASST	7	??	??? USD / 109 EUR

[muokkaa] Moduulit

[muokkaa] Spektrum

Moduuleja tarjolla Futabaan ja JR radioihin. http://www.spektrumrc.com/DSM/Products/airModuleSystems.aspx