.jpg)
Terug naar beginpagina
Vragen?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R/C Zender - Ontvanger
1° Het model besturen vanop een afstand.
Het van op afstand besturen van de MadBull komt tot stand met de 'Hitec Ranger II 2 Channel AM'-radiozender op een zendfrequentie afhankelijk van het geplaatste kristal. In het model zelf is een 'Hitec HP-2RNB 2 Channel AM'-ontvanger gemonteerd. De overdracht gebeurd op basis van amplitude modulatie op een frequentie van 26,995.0 MHz. De rijkwijdte van de zender is sterk afhankelijk van de omgeving. Er worden met een goede installatie 'zender-ontvanger' zeker afstanden van zo'n 400 - 500 meter overbrucht, wat meer dan voldoende is om een R/C car te besturen. Voor zo'n goede afstandbediening betaal je minstens 50 euro (±2000Bef).
Met de volgende tekening wordt het misschien duidelijker:
|
De antennedraad mag absoluut NIET worden ingekort en de draad mag ook niet gewikkeld worden rond het antennehoudertje.
2° Zendvermogen.
a) HF-uitgangsvermogen (P)P = Power, vermogen. Het vermogen wordt uitgedrukt in een bepaald aantal Watt.
Dit is het vermogen dat het hoogfrequente deel van de zender aan de antenne levert. Deze waarde mag niet groter zijn dan 500mW.
b) Effectief stralingvermogen (ERP)
ERP = Effective Radiated Power
Dit is het vermogen dat door de antenne wordt uitgezonden. Deze waarde mag bij frequenties tussen 27,35 en 40 MHz niet groter zijn dan 100mW.
Deze begrippen en waarden zijn aan de hand van bepalingen duidelijk gedefinieerd en gelden voor alle zendinstallaties voor het op afstand besturen van modellen. Een (verboden) verhoging van het zendvermogen is niet zinvol, omdat het toegestane zendvermogen meer dan voldoende is om binnen het gezichtsveld de besturing van modellen mogelijk te maken. Voor het op afstand besturen van speelgoed gelden andere richtlijnen. Hier liggen de toegestane waarden aanmerkelijk lager dan bij radiografische afstandsbedieningen.
3° Soorten modulatietechnieken, overdrachtstechnieken.
Om informatie in de lucht te versturen doen we beroep op een techniek van modulatie. Bij ontvangst doen we het omgekeerde en dat is demodulatie. Om die modulatie in de ether te sturen maakt men gebruik van hoogfrequente elektromagnische golven (radiogolven). Men kan al vanaf 30kHz een gemoduleert signaal gaan uitzenden. Bij deze zeer lage frequenties zijn héél sterke vermogenzenders en hoge antennes vereist. Voor R/C installatie ligt deze draaggolffrequentie veel hoger (27-35-40-75 MHz) en is er dus veel minder vermogen nodig om toch nog over een redelijke afstand uit te zenden. Omdat de theorie zegt dat we een antenne moeten plaatsen van ongeveer 1/4 golflengte van de draaggolf, meet de antenne van de R/C-Tx/Rx ongeveer 1 meter of langer. Wat is golflengte?Het signaal moet eerst gemoduleert worden, om vervolgens uit te zenden, volgens één van de volgende methodes:
1° Amplitude modulatie.
Klik hier (externe link).
2° Frequentie modulatie.
Klik hier (externe link).
4° Zend-kristallen
a) Functie
Een kristal zit in de zender en in de bijbehorende ontvanger om zo communicatie mogelijk te maken en dus gegevens te versturen.
Het kristal is op een speciale manier geslepen, zodat het bij een bepaalde frequentie gaat resoneren, trillen.
Samenstelling: Een kwarts is samengesteld uit siliciumoxide, Si02, en deze stof is zeer verspreid over de gans aarde terug te vinden.
Piëzo-elektrische eigenschap: Dit is de bijzondere eigenschap van het kwarts of kristal (Xtal). Het betekent dat indien men een duwkracht aanbrengt op het kwarts, dan verschijnen er ladingen op de contactpunten van tegengestelde polariteit. Als de kracht een trekkracht is dan gebeurt hetzelfde, alleen de polariteit van de ladingen keren om. In beide gevallen is de hoeveelheid lading rechtevenredig met de uitgeoefende kracht.
Bijzonderheid: Het voorgaand effect is omkeerbaar. Legt men een spanning aan op de klemmen van een kwarts, dan stellen we een mechanische vervorming vast, die evenredig is met de aangelegde spanning. Het kwarts heeft als het ware een zekere elasticiteit en zal dus naar de oorspronkelijke vorm terug keren als er geen spanning wordt aangelegd.
Het kristal heeft een 'eigenfrequentie' (resonantiefrequentie) die afhankelijk is van de manier waarop het kristal is bewerkt. Het is die frequentie waarop het oscilleercircuit in de zender gaat trillen, resoneren. In de onderstaande tabellen worden de gebruikte resonantiefrequenties, of kortweg frequenties getoont die men gebruikt voor R/C toepassingen.
b) Onderhoud
Een kristal moet tegen grote trillingen worden beschermt, om beschadigingen te voorkomen. Om een perfecte werking te blijven garanderen, moet het kristal zo nu en dan door de fabrikant worden gecontroleerd.
c) Vrijgegeven frequenties voor radiografische besturing:
27 MHz-frequentie tabel:
Kleurcode Frequentie (MHz) Groen/bruin 26.975.0 *Bruin 26.995.0 Rood/bruin 27.025.0 *Rood 27.045.0 Rood/oranje 27.065.0 *Oranje 27.095.0 Oranje/geel 27.125.0 *Geel 27.145.0 Geel/groen 27.164.0 *Groen 27.195.0 Groen/blauw 27.225.0 Blauw 27.255.0
De 27 MHz-band wordt wereldwijd toegepast terwijl de 40MHz-band alleen in Europa wordt gebruikt.
Er bestaan ook nog de 35MHz-band, uit veiligheidsoverwegingen speciaal vrijgegeven voor de besturing van vliegtuigmodellen en de 75MHz-band die alleen toegepast wordt in de V.S. voor besturing van alle R/C modellen. Alle deze frequenties hebben een maximale bandbreedte van 10 kHz.
5° Begrippen uit de RC-afstandsbesturingstechniek.
a) B.E.C.
Deze drie letters staan voor'Battery Eliminate Circuit'. Dit betekent zoveel als een batterij besparend circuit. Specifieker gezegd gaat het om een spanningsstabilisatie die, de accuspanning van 7,2 V,
omzet naar een voltage van 5 volt dat geschikt is voor de ontvanger en de servo's. Een apparte ontvangeraccu is dan niet meer nodig.
De accu-aansluiting bij BEC-ontvangers kan met behulp van een schakelaar direct met de mechanische rijregelaar en zo met de accuspanning worden verbonden.
Bij rijregelaars met BEC-schakeling wordt de gereduceerde spanning via twee aders van de drie-polige besturing van de ontvanger teruggevoerd.
Omdat de ontvanger ded bedrijfsspanningcontacten (+ en -) intern op de servostekkerstrip met elkaar zijn verbonden, krijgt de servo en ook de ontvanger zijn gewenste voedingsspanning.
De maximale stroomsterkte die een BEC-schakeling kan leveren bedraagt ongeveer twee Ampère.
b) Servo-reverse
Met deze functie kan de bewegingsrichting van de servo worden omgedraaid. U beweegt op uw zender de stuurknuppel naar rechts en de servo beweegt naar links en omgekeerd.
c) Exponentiële instelling
Deze functie verandert de werking van de servo ten opzichte van de bewegingen van de stuurknuppel. Een verstelling in de positieve(+) richting versnelt de werking ten opzichte van de normale, in de negatieve(-) richting.
d) Dual Rate
Met deze functie kunt u de roeruitslag vermindedren of op een uitslag van 100% laten staan. Bij veel radiografische afstandsbedieningen met een pistoolhandgreep kan de Dual Rate met een gekartelde knop traploos worden ingesteld en bij radiografische afstandsbedieningen voor vliegtuigen wordt de functie met een kantelschakelaar, met een vooraf ingestelde waarde, ingesteld.
e) Gas/rem verhouding
Je kan de zender voor normaal gebruik (vooruit & achteruit rijden) de verhouding op 50:50 instellen. Indien het model in plaats van achteruit te rijden alleen maar kan remmen dan kan je gebruikt maken van de 70:30 instelling. Je kan dan voor 70 % gas geven en de overige 30 % wordt gebruikt om te remmen. Zo wordt een geleidelijkere snelheidsopbouw gecreëerd.
6° Werking aangetoont met metingen.
Ik heb de radiogolven die de zender uitzendt eens visueel gemaakt op mijn oscilloscoop.Meetopstelling:
.jpg)
Om het radiosignaal op te meten zonder de zender elektrisch te verbinden met de oscilloscoop neem ik een bnc-coax-meetkabel die ik aansluit op een vrij kanaal van de scoop. De twee krokodilklemmen aan het uiteinde verbind ik met een geïsoleerd draadje met elkaar. Dit draadje moet rond de antenne gewikkeld worden. Hoe meer wikkelingen, hoe gevoeliger de meting. In het draadje wordt door de radiogolven een spanning geïnduceert die op de scoop zichtbaar gemaakt wordt...
Deze foto geeft de draaggolf van 26,995 MHz weer. Dit signaal is nog juist meetbaar omdat mijn oscilloscoop een bandbreedte heeft van 30MHz.
Tijdsbasis x10:
Als ik inzoom op de draaggolf kan je duidelijk de twee kanalen van de afstandsbediening onderscheiden (zie foto's).
Die kanalen zijn telkens de twee smalle strookjes in het midden van het scherm. Naar gelang de stand van de joysticks worden de strookjes
breder of smaller, dit heet Puls Breedte Modulatie (PBM) of Pulse Width Modulation. (PWM).Bij deze overdrachtstechniek worden achter elkaar smalle impulsen uitgezonden. Hierbij komt de periode tussen 2 impulsen overeen met twee impulsen van de knuppel- en schakelaarstand.De periode tussen de impulsen bedraagt afhankelijk van de knuppelstand 0,9 - 2,1 ms wat overeen komt met een duty-cycle tussen 4,5% en 10,5%. Een compleet zendframe voor alle kanalen bedraagt 20 ms (50Hz), wat betekent dat de stuurcommando's 50 maal per seconde worden geactualiseerd.
Links zie je het stuurkanaal en rechts het gas/rem-kanaal:
Twee kanalen in neutrale stand, de kanaalbreedte is gelijk:
Enkele combinaties van joystick-standen:
Links sturen en gas, de kanaalbreedte blijft gelijk maar ze worden beide breder en geven dit:
Hier zie je duidelijker de verschillende kanaalbreedtes.
Rechts sturen en gas geven resulteerd in het volgende:
Links sturen en remmen geeft het volgende:
Ontvanger
De ontvanger demoduleert dit PBM-signaal om vervolgens naar de servo's of de regelaar te sturen. Demoduleren is de draaggolf weg filteren totdat het PBM-signaal weer 'bruikbaar' is om de servo's te sturen. Metingen volgen nog wel...
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Dit is het kristalpaar voor de zender en de ontvanger.
Bij de simpele afstandbedieningen die ze bijvoorbeeld voor Nikko gebruiken is de overdracht van signalen veel simpeler:
R/C zender Nikko 27,145 MHz
In tegenstelling tot de Hitec-zender wordt er geen PBM toegepast in deze zender omdat er maar twee standen zijn:
gas- en stuurcontrole. Er is geen regeling van bvb 40% gas en 30% naar links zoals bij de Hitec-zender. Bij deze
zender is het 100% gas of 0% gas, geen tussenliggende waarden. Dat maakt de zender heel wat simpeler. Er wordt nl.
gewoon op de draaggolf een blokgolfsignaal gemoduleert van 3 kHz. Als deze 3 kHz wordt gedemoduleert aan
ontvangerszijde, dan geeft het model volle gas en ook omgekeerd: als er geen gas gegeven wordt aan de zender,
dan wordt er ook geen blokgolf signaal ontvangen en dan staat het model stil. Hetzelfde verhaal bij het sturen,
maar ik heb nog niet ontdekt hoe de ontvanger links- en rechts sturen van elkaar onderscheidt.Als de zender niet wordt bestuurd dan neemt de amplitude van het zendsignaal geleidelijk af en na zo'n 15 seconden vindt er geen zending meer plaats. Dit is accu-besparend maar het nadeel is dat 'vreemde' stoorsignalen, in de omgeving, het model kunnen gaan beïnvloeden.
AM-draaggolf (ASK) op een frequentie van 27,145 MHz:
De schijnbare groene vlakken zijn het hoogfrequente gedeelte (draaggolf) van het AM-signaal. De golven zitten zó dicht bij elkaar dat het één vlak lijkt maar dat is dus niet zo. Het gemoduleerde signaal van 3 kHz, dat de kanalen aan ontvangerszijde activeert, is duidelijk te zien op de oscilloscoop-foto's.
7° Foto's van mijn afstandsbediening.
a) Zender: Hitec Ranger II 2ch AM radio control system, 26,995 MHz (kanaal 4)
.jpg)
.jpg)
b) Ontvanger: Hitec HP-2RNB 2ch AM met X-tal: 26,995 MHz (kanaal 4)
.jpg)
PCB (printplaat)-layout
Dit is de Hitec zender gedemonteerd.
Besturing: respectievelijk gas- en stuurknuppel.
Oscillatie circuit van de zend-printplaat. Dit gedeelte van het zendcircuit genereert een draaggolf (carrier) met een frequentie die afhankelijk is van het geplaatste zendkristal. Bij mijn zender gebeurt die op een frequentie van 26.995 MHz.
Toevoeging van het Puls Breedte Modulatiesignaal (PBM). Dit PBM-signaal wordt eerst op een draaggolf gemoduleerd zodanig dat de ontvanger dit signaal weer kan ontvangen (demoduleren).
.jpg)
De antenne aansluiting via schroefdraad.
.jpg)
.jpg)
Accuspanningsbewaker van de zender. Vanaf ± 8,5 Volt gaat de rode LED beginnen branden en de groene dooft. Vervolgens, als de spanning nog verder zakt, gaat de rode LED beginnen knipperen. Tijd om de zender-accu op te laden!
Deze site is ontworpen en wordt beheerd door SMASHER,
