|
DPSI “ Twin” Двойное электропитание Приемников Поступают ли исходящие от передатчика сигналы на сервомашинки правильно? Как можно противодействовать искажённому сигналу? Эти вопросы волнуют не только пилотов, но и производителей моделей. В предлагаемой статье рассматриваются различные решения .Одно из них- это DPSI Twin фирмы Emcotec. Эксперт по электронике Дитер Перкун подробно занимался этим прибором и доступно описывает в своей статье причины того, что происходит при передаче и приеме сигнала.
Многие не знают, а специалисты стыдятся того факта, что передача сигнала от передатчика к модели самолета находится на уровне развития 30-летней давности. Переход от узкого диапазона амплитудной модуляции на частотную модуляцию узкого диапазона было последним усовершенствованием радиосвязи. Род кодирования передаваемого сообщения, то есть частотная модуляция или широтно-импульсная модуляция ничего не меняет в этом факте. Желание сделать радиосвязь между передатчиком и моделью самолета без помех вполне понятно. С одной стороны модели становятся все дороже и достигают порядка стоимости автомобиля среднего класса, с другой стороны полеты моделей на частоте 35 Мгц неконтролируемо выходят за пределы модельных аэродромов ,при этом совершенно легально,т.к. нет предписаний или закона, которыми полеты на 35Мгц-диапазоне ограничивались бы авиамодельными аэродромами. Таким образом,становится понятно, что проводятся теоретические и практические опыты,чтобы эти желания стали реальностью. К сожалению, вся эта активность, получить новую область частот с большим диапазоном (и тем самым возможность применения современных методов передачи) и только для авиамоделей обречена на неудачу. Согласно справке РегТП (Ведомства регулирования почтовой связи и телекоммуникаций) все относящиеся к моделизму диапазоны как в стране, так и за границей уже розданы и частично даже многократно используются. Журнал «Модельфлуг» уже писал об этом: № 11/04 Манфред Биир представил свой концепт с двумя приемниками и двумя передатчиками. Подобный опыт описал Рене Штьор в № 1/05. Он указывал на объемный практический опыт в реальном управлении полетом. Фирма Emcotec представляет готовую к эксплуатации, опробованную и готовую к продаже систему на базе передатчика Graupner - MC -24, где передача ведется одновременно на 35 и 40 MГц и также на модели работают два приемника. Фирма АСТ продает с некоторого времени приемники, которые могут быть соединены между собой проводкой для передачи данных и очень простым способом обеспечивают работу в двух частотном режиме, хотя в н.в. еще требуются два передатчика. Уже в ближайшее время будет один модуль ВЧ, который работает на 35 Мгц- диапазоне и снабжен двумя различными 35-Мгц-кварцами. Тогда будет работать один передатчик на двух частотах. Поскольку описанные системы работают на двух различных частотах падение модели исключается благодаря дублированию каналов. Сейчас ходят слухи о другой альтернативе: на канале 2,4-ГГц- ISM (это общий выделенный частотный канал с 83 Мгц диапазоном для применения в промышленности, науке и медицине) американская фирма Spektrum создала 3-х канальный приемник и передатчик модуля HF и уже продает эти компоненты. Эта система использует современный метод передачи данных, на которых работают наши мобильники, так что не надо выбирать выделенный канал и передача значительно лучше защищена от помех. Пока эта система работает только на автомоделях. Можно ли ее использовать на авиамоделях предстоит еще изучить. Кроме того, еще не полностью ясно, соответствует ли она европейским нормам и предписаниям; на сегодня это выглядит так, что по представленным параметрам она не разрешена. Несмотря на эти ограничения это очень интересная система, которая может решить значительные проблемы. Заинтересованные лица могут прочитать про нее MFI 2/2005. Из-за отсутствия других возможностей в настоящее время есть только двухчастотная система, для обеспечения действенной защиты от помех на одинаковых каналах. Emcotec первая фирма, которая предлагает опробованную и доступную систему, работающую на основе передатчика МС-24 с двумя серийными высокочастотными модулями. Под маркой DPSI фирма Emcotec предлагает уже давно отработанную систему электроснабжения для моделей RC, которые предъявляют высокие требования к качеству и надежности бортового электроснабжения. MFI подробно сообщал в журналах 1/2002 о DPSI 2001 и 5/2004 о DPSI RV . Эти журналы можно затребовать у издательства, а также скачать из домашней страницы Emcotec www.rc-electronic.com как сообщения базы PDF. После длительного периода испытаний Emcotec предлагает теперь третье поколение этого прибора под названием DPSI Twin. Эта система энергоснабжения есть дальнейшее развитие DPSI RV. Это сокращение означает: двойное обеспечение электроэнергией и сервораспределения с регулируемым напряжением. К этому прибору можно подключить два никель-кадмиемых или NIMH аккумулятора с количеством банок от 5 до 7 или Li-Рo аккумулятор. Обозначение Twin позволяет примененять два приемника. Между двумя приемниками можно переключаться. Есть две возможности для переключения: автоматически или вручную рычажком на передатчике. Оба приемника могут управляться на одинаковой частоте или на разных частотах, и они могут быть разного типа и производства. Если на обоих приемниках используется одинаковая частота, то нужен один передатчик, который излучает только эту частоту. Этот вариант нужен на тот случай, когда один из приемников выходит из строя и тогда есть в распоряжении резервный. Если же приемники работают на разных частотах есть опять же две возможности: Два передатчика работают одновременно на двух разных частотах; оба передатчика отрегулированы одинаково на управление летающей модели.Управление происходит одним передатчиком, который оборудован двумя высокочастотными модулями ( HF ) и работает одновременно на двух различных частотах. В первом случае есть две возможности применения: классическое обучение учитель-ученик, при котором учитель-инструктор со своего пульта может передавать команду ученику; либо автоматическое переключение в случае помех, при этом управление переходит к резервному пилоту со вторым передатчиком. В этом последнем случае резервный пилот с резервным передатчиком должен очень внимательно следить за всем полетом в ожидании каких-либо помех, когда он может понадобиться. Я считаю этот случай не очень практичным. Второй случай интереснее. Только двухчастотное управление одним передатчиком и автоматическим переключением при помехах действующей частоты дает то, что желает пилот, управляющий дорогостоящей моделью: значительное перекрытие активного канала остается без последствий. Между прочим: 25% всех страховых аварийных случаев обязательного страхования авиамоделей составляют как раз помехи из-за включения передатчика другим моделистом на этой же частоте. Emcotec называет две причины, по которым выбрана как альтернатива частота 40 Мгц: во-первых, маловероятно, что при широкополосной помехе широтой 0,2 Мгц 35 Мгц-А-диапазона на 5 Мгц удаленный 40 Мгц-евый диапазон будет также нарушен. С другой стороны, с высокочастотно-технической точки зрения значительно проще решить проблему частоты интермодуляции, когда обе производимые частоты отдалены друг от друга. Как недостаток альтернативной частоты 40 Мгц следует отметить, что в этом диапазоне(промышленный, научный, медицинский) работают множество пользователей. Правда, находятся эти пользователи, например переговорные устройства, гаражные ворота, приборы для дрессировки собак, беспроводные наушники старых систем и пр. далеко от модельных аэродромов.
Комплект системы Emcotec включает следующие компоненты:
Передатчик Emcotec модифицирует серийный передатчик МС-24 так, чтобы можно было применить два оригинальных модуля HF, а именно один для частоты 35 Мгц-А или В диапазона и один для 40 Мгц диапазона. Клиент определяет, какой HF модуль должен быть применен. Он добавляет его к передатчику или покупает его у Emcotec . На снимке 1 видно, что, разумеется, полезны также современные ВЧ-модуль-синтезатор Одновременно можно видеть некоторые компоненты разработанного Emcotec частотного переключателя между двумя ВЧ-модулями, который совместим с выходом обоих модулей на телескопическую антенну. Когда применяются оба модуля, то оба действуют и производят ВЧ. Это означает высокое потребление тока, что сокращает время действия передатчика примерно наполовину. Чтобы выровнять потери частотного переключателя Emcotec немного повысил ВЧ-мощность вырабатываемую ВЧ-модулями, так что излучаемая антенной мощность немного не достигает разрешенного показателя 100 mW на частоту. Если модель летает без DPSI Twin , удаляют модуль 40 МГц и имеют тогда те же условия как с нормальным передатчиком МС-24. Рис.2 показывает прототип перестроенного передатчика. Много усилий Emcotec приложил для того, чтобы найти наиболее благоприятный компромисс между потерями частотного переключателя и соблюдением предписанных параметров, в данном случае для подавления верхних и побочных волн. В двухчастотных системах это не так простопоскольку из-за феномена интермодуляции на нелинейной конечной стадии ВЧ-модуля производятся новые нежелательные частоты. Их нужно отфильтровать. Это тем труднее, чем ближе и плотнее находятся нужные частоты. Измерения анализатором спектра показывают,что побочные волны хорошо подавляются. Рис.3 показывает абсолютно чистый фон вокруг 35 и 40 Мгц- частотной линии. Одновременно можно видеть меньшую мощность при 40 Мгц у прототипа передатчика МС-24- Twin .Поскольку проверка всех важных параметров для сертификации дала хорошие результаты, Ecotec может со спокойной совестью приклеивать значок СЕ. Между прочим: гарантия Graupner после переделки передатчика МС-24 конечно не действует. Программирование Прибор DPSI Twin имеет три четко раздельных функций:
Для функций аккумуляторов и двух приемников должны быть установлены разные параметры. В качестве аккумуляторов используются NiCd , NiMH -аккумуляторы с 5 до 7 ячеек или Li-Рo с двумя ячейками. Об установленном типе сигнализируют бип-тоны при включении питания. Эти сигналы можно отключить, если нежелательны. Переключатель оборудован весьма дорогим регулятором напряжения, выдерживающим 8 А постоянного тока и максимально 70 А короткого скачка. Выходное напряжение может быть установлено на 4,8 , 5,2, 5,5, и 6 вольт. 5,5 – рекомендованное и установленное на заводе напряжение.
При работе с двумя приемниками нужно установить режим: безопасный (Fail - Safe) или обучающий(Teaching). В первом случае при помехах на активном канале переключение на второй приемник происходит автоматически. При обучающем режиме пилот сам переключает на второй канал. При автоматическом переключении на второй приемник, он остается активным, даже если помехи на первом приемнике прекратились. При приземлении можно таким образом определить, что помехи действительно были. Для модуса Fail - Safe должен быть выбран канал Fail - Safe . Как правило, это будет канал 8, так это предусмотрено на заводе. Параметры импульса для этого канала также надо устанавливать, если они отличаются от заводских. Программирование этих данных может производиться двумя разными способами: У DPSI Twin имеются две кнопки программирования, одна- Info - LED и встроенный звуковой датчик, издающий пип-тоны с разными интервалами. Изменяя длительность интервалов можно установить и контролировать все вариируемые параметры. В справочнике есть диаграмма, которая очень наглядно разъясняет порядок действий. Все же этот вид программирования требует навыков и концентрации внимания. Для обладателей компьютеров или Laptop у Emcotec есть более элегантный и экономящий время метод. В принадлежностях имеется K / RS 232- Interface , соединяющий DPSI Twin и серийный порт компьютера. Неоходимую программу DPSITWIN _ ADMIN . EXE (1,7 MB ) можно бесплатно скачать с домашней страницы Emcotec . Ее можно скопировать в любой список на жесткий диск. Не требуется никакой установочной процедуры и системных вложений в регистр компьютера. Это как детская игра кликнуть мышкой и установить программу. Сразу становится видно, какие параметры активированы. Другое большое преимущество в том, что можно прочитать встроенный в DPSI Twin измеритель данных - это такой «черный ящик». Я испробовал оба метода. Программирование кнопками имеет то преимущество, что его можно производить на летном поле без дополнительных приборов. Недостаток - требует много времени и сложно, требует навыков. Компьютерное программирование имеет то преимущество, что производится очень быстро, наглядно и не требует предварительного обучения. Программа сама все объясняет. Черный ящик вполне читаем. Недостаток этого метода состоит в том, что DPSI Twin надо вынимать из модели или модель с встроенным прибором подсоединять к компьютеру. Конечно, если имеется Laptop (ноутбук?), то это идеально. Известно, что пилоты моделей не любят программирование и боятся его. Для них Emcotec включил в инструкцию целую главу с семью примерами программирования. Там подробно описан каждый шаг, не ошибешься. Затем следуют еще два примера с Graupner МС -24 с PPM -приемником С-19 или РСМ приемником SMC -20, где шаг за шагом показано, как это делать. Переключатель DPSI Twin имеет электронный высокоустойчивый переключатель, который включает и выключает оба аккумулятора. Он имеет позолоченный штекер, который вставляется в две буксы корпуса выключателя. Одна букса служит для включения, другая для выключения электронного выключателя. Штифт может, но не должен оставаться в соответствующей буксе; электронный выключатель остается в своем положении также, если штифт вынимают. Главное здесь положение контакта. Эта весьма простая конструкция отличается особо большой механической прочностью. Грязь, масло, топливо или вибрации не влияют на надежность процесса включения/выключения. Рычаг выключения связан с DPSI Twin плоским кабелем. Необходимое штекерное соединение соответствует промышленным стандартам. Очень яркий диод на рычаге показывает, включен ли DPSI Twin или нет.
Этот диод не контролирует напряжение аккумулятора. Если это надо, на задней стороне корпуса можно воткнуть два обычных контроллера, чтобы наблюдать за обоими аккумуляторами. В качестве альтернативы можно туда же подключить информационный центр (рис.6). Этот прибор от Emcotec по форме круглый и может быть установлен, например в кокпите. Через восемь светодиодов выдается следующая информация: система включена, ошибка в системе, батарея 1 пуста, батарея 2-пуста, приемник 1-ошибка, приемник2-ошибка, приемник1-активен, приемник2-активен. Через код мигания можно узнать, как часто было низкое напряжение или ошибка в приемниках. «Черный ящик» Точно такую же информацию можно получить, подсоединив «черный ящик» к компьютеру или ноутбуку. При поиске дефектов в приемниках можно собрать ценную информацию. В случае падения можно найти причину, что отказали аккумуляторы или оба приемника. Переключение и ошибки в оценке При автоматическом переключении в случае помех на активном канале обязательно нужно правильно квалифицировать ошибку, которая должна привести к переключению. Например, нет смысла переходить на резервный приемник, если произошел один единственный импульс. Также мало смысла имеет переключение, если резервный приемник тоже имеет помехи (что, надеюсь, не произойдет никогда). Emcotec провел основательные исследования и множество испытательных полетов, для того чтобы установить критерии, которые ведут к переключению. Так как здесь применены два приемника, DPSI Twin должен распознать, когда необходимо переключение от главного приемника на второй. Это происходит через собственный выход приемника, который принципиально может быть любым. Этот выход обозначается здесь как Fail - Safe . У большинства приемников РСМ( Graupner JR PCM / SPCM , а также Futaba PCM 1024) каналы 1-8 способны fail - safe .Как правило здесь применяется канал 8. В системах Multiplex нет РСМ, а есть функция IDP. Также здесь можно использовать канал IDP как Fail - Safe канал. Но также системы не входящие в РСМ/ IDP могут применяться с DPSI Twin , так как производится полная оценка сигнала, а не только оценка порога Fail - Safe . Выход Fail - Safe обоих подключенных к DPSI Twin приемников постоянно отражается на качестве сигнала. Если появляется помеха, она через короткое время квалифицируется. Разовая помеха не приведет к немедленному переключению на второй приемник. Для определения характера помехи надо знать, как приходят сигналы из приемника. У доступных сегодня на рынке систем сервомашиноки управляются длиннопульсирующим кодированным сигналом. Примерно каждые 20 мсек (т.е.50 раз в секунду) приемник посылает импульс на каждый серво. В зависимости от настройки серво длина этого импульса составляет 0,9-2,1 мсек. Если серво в среднем положения. Длина импульса составит 1,5 мсек, на обоих концах 0,9-2,1 мсек. DPSI Twin получает эти импульсы через канал Fail - Safe и оценивает их. При этом следующие данные расцениваются как ошибки. Квалификация ошибок DPSI Twin:
В скобках предел времени ,т.е. время, после которого происходит переключение. Тем самым понятно, что могут применяться также системы не входящие в РСМ, так как не только определенное обязательное положение (Fail - Safe) приводит к переключению на второй приемник, но и неправильный сигнал. Если один приемник полностью отключается, он не подает на выходе никакого сигнала. Интервал импульса становится тем самым больше 40 мсек. Это опознается и в течение 400 мсек происходит переключение на второй приемник (если тот безупречно работает). Если же приемник выдает все неправильные сигналы (напр.длина импульса больше 2,2 мсек) это тоже распознается и ведет к переключению. Переключение на второй приемник производится всегда лишь тогда, когда тот работает безупречно. Если же, напротив и у второго приемника есть ошибки, переключения не происходит. Специальный алгоритм делает невозможным постоянно с короткими промежутками переключать между двумя приемниками, (что может привести к опасной фальсификации сигнала). Когда происходит переключение на второй приемник, он остается активным также тогда, когда у первого больше нет помех. Чтобы избежать недоразумений: это не касается режима инструктор-ученик, при котором переключение конечно возможно. Справочник DPSI Twin - сложная дорогая система с множеством важных свойств, ее надо понять, чтобы правильно использовать, по этой причине справочнику придается большое значение. Emcotec действительно приложил много усилий, чтобы написать понятный и подробный справочник. Надо внимательно прочитать 53 страницы. Информацию об определении ошибок я взял в основном из справочника так читатель может получить впечатление о виде и объеме информации. Этот справочник, между прочим, можно скачать как PDF с домашней страницы Emcotec. Указания по установке DPSI Twin имеет аналоговый регулятор напряжения, чтобы снижать входящее напряжение в 8,4 V до 5,5 V . Эта разница в напряжении в 3 V при силе постоянного тока в 8А даст потерю мощности в 24 W в форме тепловой энергии. Этот случай хотя и абсолютно нереален, но у многих сильных сервос в моделях может создать немного тепла. Поэтому нижняя сторона DPSI Twin ,которая сделана как охлаждаемый корпус, должна оставаться свободной и иметь расстояние прим. в 30 мм до следующей поверхности. Emcotec дает свои рекомендации по устройству, которые описаны в справочнике и документированы в фотографиях. Оба приемника должны быть расположены не ближе 10см друг от друга, т.к. они могут взаимно мешать себе. Современные приемники имеют множество осцилляторов, излучающих совсем незначительную мощность и тем самым представлять для другого приемника источник помех. Выводы DPSI Twin является в настоящее время единственной системой на рынке, которая работает на двух далеко друг от друга расположенных высокочастотных каналах с одним передатчиком и двумя приемниками. Эта система обеспечивает безопасность от двойного перекрытия активного канала высокой частоты.Она базируется на применении передатчика 24-МС. В качестве приемников можно использовать РСМ-, IDP -, и вполне нормальные РРМ- приемники. Поскольку Emcotec действует главным образом в автомобильной области, то при конструировании и изготовлении DPSI Twin за основу были взяты одинаковые критерии как и в той же области .В частности: унификация всех важнейших деталей, самотестирование после каждого переключения, надежная электроника, обеспечивающая программа( Software ), изготовление по промышленным стандартам. Дитер Перкун Технические характеристики
Цена 399,- Евро Переделка приемника МС-24 349,- Евро (без модуля ВЧ) Терминал INFO 49,- Евро Разъем РС 59,- Евро Материал подготовлен клубом RCMODELS по лицензионному соглашению с редакцией журнала MFI. Использование материалов сайта разрешено только с письменного разрешения клуба RCMODELS. |
Погода
