Category: Elektronika

Swamper X 2000mm – vitorlázó építés

By , 2021. May 20 20:50

Sziasztok!
Csaknem három év feszült várakozás után végre kézbe vehettük az új Styroman kitet. Elkészült a Swamper X. Vigyázat, lelkesítő tartalom következik:)

Fesztáv 2000mm
Hossz 1160mm
Szárnyfelület 29,5dm2
Röpsúly 680-730g
Felületi terhelés23-25g/dm2
Profil: Mod S4083

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nagyjából követtem a fejlesztés, ötletelés menetét és a részeredményeket látva nagyon vártam ezt a kitet. Aztán egy februári napon kipróbálhattam az egyik prototípust és már kezdetleges beállításokkal is igen meggyőző volt (https://www.youtube.com/watch?v=S8tHIrwsano).
Aztán jött Fejes Barnabás és némi állítgatás után a videón látható eredmény született: https://www.youtube.com/watch?v=n19TDwCg8Wk
Azt mondanám, hogy kaptunk egy kiforrott balsa vitorlázót, modern profillal és a technikailag létrehozható minimumhoz közelítő súllyal. A sajátomról még nem tudok nyilatkozni, de az az elvárásom, hogy a SwamperX lesz a Styroman kitek legkiforrottabb darabja. Nem csak a teljesítményét illetően, de a megépíthetőségében is. Elöljáróban annyit, hogy ez az első balsa készlet, aminél nem kifejezetten vágytam még egy pár kézre, hogy nehézségek nélkül lehessen összerakni.
Az alkatrészeket egy fadobozban kapjuk, ami nemcsak védi, de az előre perforált lemezekből később egy tartót tudunk összerakni, hogy a gépet esetleg ne a párás fűbe kelljen lerakni és a súlypont beállítását is segíti. A teljes kit tartalmazza fa alkatrészeket, szén farokcsövet, tolórudakat és szerelékeket, valamint egy szilikonos felületű nyomtatott építősablont. Ezen nagyon egyszerű a ragasztás.
Összeállítási útmutatót hagyományosan nem papíron, hanem videó formájában kapjuk és, mint egy főzőműsorban együtt haladhatunk Bálinttal. Magát az építést ő részletesen bemutatja saját Youtube csatornáján (https://www.youtube.com/channel/UCPDwcFsCHroxNQuk3ZjYkAA) ezért itt inkább a tapasztalataimat szedem össze.

Az építést a szárnyal kezdtem. Az S4083 egy enyhén ívelt profil, ezért a pontosabb építés miatt a bordákat fejjel lefelé rögzítjük az építősablonra. A kis lábaikat egyszerűen a megfelelő téglalapokra ragasztjuk egy csepp pillanatragasztóval és egészen addig így dolgozunk, amíg a szárny alsó torziója felkerül. A bordák függőleges rögzítését egy rétegelt sablon is segíti.
A Swampy amúgy eredetileg vékony, de erős rétegelt lemez főtartóval érkezik (mindent a súly miatt), de ebben a gépben kiváltottam ugyanolyan méretű szénszálas lécre. Szeretném kicsit lejtőn is megkínozni, ezért döntöttem az extra erősítés mellett. Viszonyításképpen egy rétegelt főtartó szál 5gramm, míg a carbon 24. A súlytöbbletet, amúgy ügyes építéssel és jól megválasztott elektronikával kompenzálni tudjuk.
Mindegyik szárnyban két-két szervónak van hely kialakítva, a gép a csűrők mellett ívelőlapokkal is rendelkezik.

Itt térnék ki a hajtásláncra. A modellezésben használt “batár” szabályzót ma már felválthatjuk egy pár grammos multikopter szabályzóra. Ehez jellemzően ugyanazt (vagy nagyobb) teljesítményt nyújtanak a repülős szabályzók súlyának töredékéből. Mivel a vitorlázón jellemzően kis ideid használjuk a motort a melegedés nem okoz problémát, viszont a beállíthatóság finomsága és a súlycsökkenés bőven megéri. Másik jellemző tulajdonsága ezeknek a szabályzóknak, hogy a vevőt és szervókat nem képesek táplálni, nincs bennük BEC. Nem kell azonban a könnyű szabályzó mellé betennünk egy nehezebb BEC-et. Jelen esetben egy 5v 5A teljesítményű apró feszültségszabályzó hibátlanul megfelel (pl LM1054IT), nem utolsósorban filléres tétel. Az 5A itt biztonsági tartalék, hogy ne melegedjen túl. Bár lehetne egy fémlapkát használni a hűtésére a használt 6db 12grammos szervó és a vevő normál repülésnél nem nagyon lépi át a 3A-t (akit érdekel egy erre vonatkozó teszt megnézheti pl. https://www.youtube.com/watch?v=TszHV5l-uvg). Az IC bekötése a következőképpen (is) elvégezhető. A légcsavarhoz is egy multikopter motort fogok használni. a pici 2206os erőforrás 1,2kg maximális földi húzóerőre képes 30A körüli áramfelvétellel.

Az építéssel úgy haladtam, mint egy jó könyvvel. Nem lehet letenni. A kötelező száradási idők, na meg a munka miatt kellett hanyagolnom csak a készletet. A jól átgondolt konstrukciónak köszönhetően nem nagyon kell improvizálni. Úgy áll össze a repülő, mint egy jó kis lego építmény. Az én kitemben még volt egyetlenegy hiba. Az egyik rétegelt bordában a főtartó helye nem volt átvágva, csak gravírozva. Egy kis lombfűrészelés gyakorlattal ez nem okozott különösebb problémát, és azóta tudom, hogy a következő készletekben ezt javították.
Egy készre csiszolt szárnyfél nekem 112gramm lett a szén elemekkel és az ezekhez használt epoxy ragasztással, ami egy méteres épített szárny esetében még mindig elég alacsony. A penge szárny viszont nagyon merev és erős lett. Gond nélkül fel lehet emelni az egész két métert az utolsó bordaköznél tartva.

A szárnyvégeknél érdemes a csiszolásra fokozottan figyelni. Itt már nem a profillal egyezően lefelé ívelten csiszoltam, hanem középre, majd a hátsó csücskénél enyhén emelve, ezzel egy kis elcsavarást és “wingletet” adva a szárnynak, hogy az áramlatok a lehető legkevesebb ellenállást indukálva váljanak le.
A szárny után a törzs már gyerekjáték. Itt az éles sniccer (olfa penge ajánlott) és a csiszolópapír lesz a legjobb barátunk miközben a kockatest elnyeri végső kecses alakját. A gyártásba került repülőknél a törzsben végigfut egy plusz balsa léc belső élek mentén. Ez lehetőséget az arra, hogy az orrkúphoz alakítva a kör keresztmetszettől végig szép ívelt formát adjunk a törzsnek.

Két helyen férhetünk a gép belsejéhez. A kabintető alatt alakított ki helyet az akkumulátornak és a farokszervóknak. Van egy második kamra alul a súlypontban. Itt a vevőt helyezhetjük el könnyen hozzáférhető módon és ballasztot is itt tölthetünk a gépbe a legmegfelelőbb helyre.
Nálam a törzs és a szárnykilépő találkozásánál egy 1,5 milliméteres szintkülönbséget adott a törzs borításának vastagsága. a farok kontúrjának elcsiszolása helyett a szárny tetejére faragtam inkább egy “áramvonalasító” lapkát.
A teljes csiszolás után az én sárkányom 374gramm lett. A csiszolásos fogyúkúrával 45grammot adott le induló tömegről forgács és fűrészpor formájában.
   

Folyt. köv.

Quadkopter huzalozása

By , 2018. August 28 21:21

FC Multikopterek hatalmas területet foglaltak modellezés világából. Bár, személyesen a klasszikus modellezést preferálom – balsa, reszelő, ragasztó, ezt a területet sem szeretném hanyagolni. Lényegében legó-modellezésnek tekintem, de ha repül, és kellemes és hasznos időtöltést szolgál, elfogadom.

Multikopterek manapság előregyártott alkatrészekből épülnek fel: motorok, motorszabályzók (Electronic Speed Controller, ESC), repülésfelügyelő egység (Flight Controler, FC), test (általában üvegszál- vagy szénszál-kompozit), vevőegység (RX), akkumulátor (BAT) és pár kiegészítő elem: kamera, videó adó (vTX), szonár, LED. Az egész szerkezet agyát az FC képezi, és mivel igen magasan integrált számítástechnikai eszközről van szó, ennek az eszköznek az otthoni gyártása szinte lehetetlen, ezért számos gyártó cég versenybe szált a modellezők kegyeit keresve. Minden szenzor és kiegészítő eszköz ezen a miniatűr számítógépen keresztül kapcsolódik az egész rendszerhez. Belátható, hogy számos csatlakozási pont lesz rajta parányi területen, és mivel számos eszköz csatlakozik hozza, más-más igényt is támasztanak a központi egység felé történő kommunikáció iránt. Ezen kis jegyzeten keresztül próbálok egy kis segítséget nyújtani, hogyan is szükséges kezelni ezeket MatekSys termékein keresztül (nem a legjobb termékek, de megbízható minőséggel és jó dokumentációval szolgál).

Áramellátás. Ahogy említettem, minden út az FC-hez vezet, kivéve egyes mellékutakat. A régebbi modelleknél a fő akkumulátor feszültség mellett, mindig ott szerepelt az 4,8-6V tartomány (4x 1,2-1,5v) a szervók és rádióvevő egységek számára. Hasonló a helyzet most is, csak a BEC-ek (Battery Eliminator Circuit – elem helyettesítő áramkör) megjelenésével a szabvány inkább 5V, ritkábban 6V lett. Ez a feszültség teljesen megfelel a mostani mikroelektronikának, azonban helyenként szükség van 3,3V (kamera) illetve 10 vagy 12V-ra is (videóadó). Annak érdekében, hogy kevesebb hő és zajterhelés érje a logikai rendszert, általában PDB-nek (Power Distribution Board) nevezett lapkán vannak szerelve az átalakítók, illetve a csatlakozási felületek a motorszabályzók számára. A PDB-k fontos feladata még pillanatnyi fogyasztás mérése (A). Ilyen például a MatekSys FCHUB-6S terméke, mely 9-27V feszültségforrásból 5 és 10V feszültséget állít elő a rendszer számára, ill., 184A értékig mér pillanatnyi fogyasztást a bemenő ágon (fekete, piros – áramellátás, kék, sárga – kommunikációs jelek).
HUBOSD8-SE_EN
Magának az FC-nek 5V-ra van szüksége, és tartalmaz 3,3V feszültségátalakítót alacsony-feszültségű eszközei számára. Matek termékek sajátossága, hogy egymással szalagkábellel is összeköthetőek, azonban forrasztási pontok is ki vannak alakítva az alaplapon, ami kellő szabadságot ad végső kialakításhoz.

Természetesen léteznek AIO (All-In-One) verziók is. Ilyen pl., a MateSys FC F405-CTR vagy a F411-ONE. Az utóbbi, ráadásul, a rádióvevő egységet is tartalmazza. PDB hiányában, a repülésvezérlőnket BEC forrásból is táplálhatjuk, nem fog megharagudni. Egyes videóadókon szintén találhatunk 5V kimenetet, de teljesítménye alacsony, így csak kamerák ellátására elegendő csak. Összesítve: a rendszerünkben több feszültségforrást is használhatunk. Nagy áramokat (ESC, vTX) vezérlő egységekből származó feszültségforrások gyakran zajosak, érdemes szűrni kondenzátor ill., ferromágneses gyűrű alkalmazásával, személyesen UBEC használatát javasolnám, azonban ha PDBvel integrált FC-nk van, nincs más dolgunk, csak rákötjük az akkumulátor feszültségét ( vBAT, BAT+, BAT-) a megfelelő forrasztási pontokra.
HUBOSD8-SE_EN

Motorvezérlő (ESC). Ahogy az előző ábrákon is látszik, motorszabályzók lehetnek különállók, vagy 4in1 kivitelben, vagyis 4 ESC egy lapon szerelve. A közös bennük, hogy a tápfeszültséget az akkumulátorról kapják, a jelet pedig az FC-ről közvetlenül vagy a PDB-n keresztül s1-s6 tüskéken keresztül (quadkopter esetén s1-s4). Egyes ESC-k tartalmaznak BEC-et is, vagyis akár motorszabályzóról is táplálható az FC.
HUBOSD8-SE_EN
Mai motor-szabályzok számos firmware-rel készülnek (SimonK, blHeli-preferált), és számos kommunikációs protokollt támogatnak (PWM, OneShot, MultiShot, DShot), ezért fontos tisztában lenni, hogy egy adott ESC pontosan milyen “nyelve(ke)t” beszél. FC beállításoknál még szükségünk lesz rá. Szépsége a BetaFlight firmware-nek, hogy ESC programozóként használható, így, ha frissíteni vagy állítani szeretnénk a motor-szabályzókon, nem szükséges szétszedni a modellünket, elég csak összekötni a számítógépünket az FC-vel. Innentől BLHeli Suite hozzáférést kap az ESC-khez.

  esc-4in1 esc

Egy ESC-n általában 4 + 3 forrasztási pont található. A 3 nagy pad  a motorok csatlakozására szolgálnak. Itt megjegyezném, hogy bármely 2 vezeték felfecsérlése, motor forgásirányát vált. A másik oldalon 2 nagy forrasztó pad az áramellátás céljából van kialakítva, vagyis ide az akkumulátor feszültségét kötjük, általában PDB-ről. Középen két kisebb forraszpont a  vezérjeleknek van fenntartva. Ezeken kapja az ESC az utasításokat az FC-től (PWM).

BetaFlight motors 4in1 kialakítás esetén ismétlődik a minta. Találunk rajta 4×3 forraszpontot motorjaink számára, illetve találunk rajta s1-s4, gnd forraszpontokat, vagy egy csatlakozót 5 vezetékkel bonthatóság érdekében. Legtöbb esetben van rajtuk árammérő egység is, és ezzel a vezetékek száma megnőhet 7-re. ezeken szolgáltatja az ESC a pillanatnyi áram és akkumulátor feszültség értékeket az FCnek (Curr, vBAT).

Egy fontos megjegyzés: minden FC-nek megvannak a saját elvárásai azzal kapcsolatosan, hogy mely motor hol helyezkedik el, és mely irányba forog. Ügyeljünk arra, hogy a megfelelő ESC-t megfelelő vezérjellel látjuk el, es a motor megfelelő irányba forog. Az első teszteket légcsavarok nélkül, és kis cellux-al a tengelyen végezzük el!

Rádióegység bekötése már kicsit kacifántos a sok kommunikációs protokoll (párhuzamos analóg: PWM, 1-1 vezeték csatornánként; soros analóg: PPM; soros digitális: S.BUS, I.BUS, Spektrum… ) miatt, ezért kezdjük mindig a használati útmutató letöltésével, annak tanulmányozásával, hogy megfelel-e a választott termék a követelményeinknek. Lássuk be, ez de még mindig nem űrtechnológia.
Analóg protokollok kikopni látszanak, az FC-ken általában külön csatlakozási felületet kapnak, míg a digitális soros jeleket UART (soros kommunikációs protokoll, [Rx,Tx,G,5v])interfészre kötjük (több is van az FCn 3-10), néha szabadon,néha dedikáltra. A bonyolítás ott folytatódik, a jel, amit az UART fogad normális, vagy invertált (jellemző F4 FC-kre). Spektrum vevők számára általában külön csatlakozót alakítanak ki vagy az RX mellett kialakítanak 3,3V feszültség forrást. (BetaFlight esetén az UART portnak meg kell mondjuk, hogy az serail, illetve a Receiver menüben, hogy milyen protokollon beszélünk majd vele, F4 FC esetén leeht, hogy aktiválnunk kell a Soft Serial megoldást, hogy boldoguljunk az invertált bemeneti jellel). Egyszerű ;).

Quadkopter és a BetaFlight

By , 2018. August 27 13:43

bf_logoSok víz folyt le a Dunána, azóta, hogy szünetelem a modellezést, de a világ nem áll meg. Rengeted fejlődött a modellezők világa, különös tekintettel az elektronikára. Új protokollok, szabványok, és Open Source projektek. Az utóbbiak közül, talán a legnépszerűbb (természetesen OpenTX után :)) a BetaFlight. Mivel hatalmas tudást és ezáltal bonyolultságot a beállításokban hoz magával, készítek egy kis jegyzetet. Lehet másnak is hasznára lesz.

Hogy mi ez egyáltalán? Lényegében egy Cleanflight nevű multikopteres firmware fejlesztését szorgalmazó szabad-forrású projekt tesztága, mely mára önálló, de az eredetivel szoros kapcsolatban fejlődő projekté alakult. Valószínűleg a rengeteg újítás tette annyira vonzóvá, hogy 2017 januárjától #1-nek minősítette a Google Trends. Mivel bonyolult a szerkezet, így a beállítása sem lenne egyszerű Configurator nélkül. Ha meg valaki követni szeretné a fejlesztés minden szösszenetét, látogasson el a GitHub-ra. És hát milyen is lenne az, ha egy repülőgépnek nem lenne fekete doboza? A rögzített adatok elemzésében segít a BlackBox Viewer. És akinek ez sem el elég, más projektek is léteznek, melyek egyes s más aspektusait részesítik előnyben a BF-képes, de ugyanazon vasra telepíthetőek. Ilyen az eredeti CleanFlight és a INAV.
Szamos vezérlő gyártó szintén beszállt a versenybe, és jobbnál jobb eszközöket készítenek, eltérő konfigurációban, hogy élvezni tudjuk a technológia adta lehetőségeket. MatekSys F405

Az én vasam egy MatekSys F4. vezérlő integrált barometrikus érzékelővel. Első lépésként letöltjük a BetaFlight Configurator utolsó verzióját (az én esetemben ez v10.4), telepítjük, rádugjuk az mikroUSB csatlakozóra a vezérlőt. Ha a vezérlő már be van építve, első dolgunk legyen a légcsavarok eltávolítása!

Első nehézségek már a Configurator telepítése után előjöhetnek, és sajnos, a leggyakrabban használt OS-nél, mert csak a Windows érintett a hibában, ugyanis az nem megfelelő meghajtó szoftvert tartalmazz az STM virtuális soros portjához. De sebaj, mert a szoftver első oldala minden olyan hivatkozást tartalmaz, melyek elirányítanak bennünket a megfelelő oldalakra (STM VCP driver, CP210x driver). Még mielőtt tovább megyünk a konfigurációhoz, szükségünk lesz meg egy kis probléma megoldására, ugyanis amikor frissíteni szeretnénk a Firmware-t megint meghajtószoftver problémába ütközünk. Ehhez kapcsoljuk BootLoader üzemmódba (BL). Ezt vagy gombnyomással (benyomott gomb mellett dugjuk rá az USB-re), vagy BL vagy DFU paranccsal tudjuk elért a CLI-be (Comman Line Interface). A művelet eredményességet az állapotjelző LED fog tanúskodni, pontosabban megszünteti pislogását. Az operációs rendszer új eszköz észlel, és nem megfelelő illesztőt telepít, ezt szükségeltetik kicserélni megfelelőre: ImpulseRC erre lett “kiképezve”. Ha valaki bővebb információt szeretne, elolvashatja a GitHub-on. Ezt követően már csak újra kell indítanunk az eszközt és csatlakozni hozza  Configurator-al, és a Firmware Flasher menüben megfelelő céleszköz meghatározása után feltölteni a  bf001 Betaflight CLIlegújabb firmware-t. Ilyenkor a Configurátor automatikusan átkapcsolja az eszközt BL módba. Ajánlott ilyenkor az egész chip memóriát törölni és az eszközt alapbeállításokkal indítani, ugyanis változhatnak változó nevek, és képletek a háttérben, ami eredeti konfiguráció másolásánál még problémát okozhat. Ha kételkedünk a vezérlőnk típusában, csatlakozzunk az eszközhöz, és a CLI-ben adjuk meg a version parancsot.System Configuration

Alapvető beállítások

Követretkező lépésben a minimális használható konfigurációt hozunk létre. A Configuratin>System configuration menüben állítsuk be a giroszkóp frissítési rátát és a PID ciklus sebességét. F4. generációjú mikrokontroller esetén Features(STM32F405) ez 8-8 kHz, F3 esetén 4-4 kHz. A lényeg, hogy figyeljük a processzor terhelését az Configurator állapotjelző tálcáján. A CPU Load értéke nem haladhatja meg az 50%-ot. Beállítjuk a rádióvevő egység kommunikációs protokollját (PWM, S.BUS etc.), és kiválasszuk a megfelelő funkciókat. A következőket tudom ajánlani alapnak: AIRMODE, OSD, ANTI_GRAVITY, DYNAMIC_FILTER. Ami még hátra van, az a motorszabályzók protokolljának a beállítása. Mai szabályzók már inkább a DSHOTXXX valamely verzióját használják, de akadnak régebbi kiadások is, ebben segít a szabályzónk specifikációja.ESC Features Ha nincs csipogónk a gépen, érdekesség lehet még a Dshot Beacon Configuration, mely a motor rezegtetésével állítja elő hangot. Összesen 3 opció áll rendelkezésünkre: hangerő, csipogjon-e ha elveszíti a rádiójelet, ill., kapcsolható-e távirányító gombjával/kapcsolójával (set beeper_dshot_beacon_tone = 3).

Következő feladat a rádióvevő egység működésének, a csatornakiosztásnak az ellenőrzése. ReceiverEzt a Receiver menüben tudjuk megtenni. Ugyanitt tudjuk követni a bemeneti jelek alakulását, és az oszlop-diagramok segítségével pontosan beállíthatjuk a potmétereink közép és végállásainak kimenet értékét (a finomhangolást a távirányítón végezzük).

ModesA Modes menüben tudjuk állítgatni a repülési módokat, vagyis egyes funkciók ki/be kapcsolását és vezércsatorna hozzárendelését. Távirányítónk programmixjeit használva elég összetett kombinációkat tudunk létrehozni mindössze 1 csatorna használatával, a lényeg, azonban, hogy ne bonyolítsuk túl, maradjon használható. Fontos tudni, hogy ha egy funkció aktiválva van a System Configuration menüben, de nem rendelünk hozza kapcsolót a Modes menüben, akkor az a funkció folyton aktív.

Failsafe stg. 1Amit ne hagyjunk ki, az a Failsafe megfelelő beállítását. A koncepció a következő: hagyjuk ezt a funkciót a repülésvezérlőre és teljesen kapcsoljuk ki a rádióvevőn. Ebben az esetben a vezérlő azonnal tudomást szerez a jelvesztességről, és a beállításainknak megfelelően vezérli a légi járművünket. Ráadásul 2 szint is beállítható: 1. szint – meghatározzuk, hogy mi az érvényes jel hossza, és ha a bemeneti jelszint nem felel meg, akkor az előző érvényes értéket használja, vagy egy előre megadottat. Mindkét megoldásnak vannak előnyei, hátrányai. Normális körülmények között ezt a szintet csak ideiglenes jelvesztesség Failsafe stg. 2kompenzálására használjuk, így meg lehet tartani az összes csatorna értékét. 2. szinten eldönthetjük, hogy a jelvesztesség kezdetétől mennyi ideig lehet a gépünk 1. szinten, és utána kapcsolja e teljesen a motorokat, vagy próbálja meg letenni finomabban. Egyik út sem tökéletes. (fél másodpercnél ne célszerű forgatni a légcsavarokat irányítás nélkül, a főlőt a jelvesztesség inkább állandónak, mintsem ideiglenesnek tekinthető)

Bár nem esszenciális, bekapcsolhatjuk a fekete-doboz funkciót is, ezt a Blackbox menüben tehetjük meg, állítsuk a mintavételezést 1.5kHz-re.

OSDOSD beállítását mindenki saját ízlése szerint intézze. Egy trükköt szerének megosztani csak: ha végeztünk a beállítással, menyünk a parancssor menübe (CLI) és pötyögjük be a diff parancsot, ezzel minden, alapértéktől eltérő beállítás megjelenik. Keressük meg és másoljuk ki a set osd_ elejű bejegyzéseket és másoljuk át valami biztonságos helyre.

PID Tuning a repülővezérlőnk természetét befolyásoló beállítások. Intenzív viták folynak arról, mi a tökéletes, ért hagyjuk egyenlőre alaphelyzetben. Az RC Rate és a Super Rates álításával a vezérlőn tudjuk megoldani az távirányítóban ismert EXPO beállításokat. Finomhangolással még ráérünk bajlódni, inkább menjünk repíteni egyet, de… .

Bár beállítottuk a Failsafe funkciót, teszteljük le légcsavarok nélkül, hozzárendelve egy csatornát, egy kapcsolót előbb az 1. utána a 2. szinthez. Biztonság mindenek felett!

Nos, akinek ez sem elég, érdemes megismerkedni a következő forrásokkal:

Tuning Tips for Betaflight 3.4

Plasmatree/PID-Analyzer

 

Bevezetés a rádiókommunikációba

By , 2014. April 7 22:29

A rádiós átvitel. A rádiós összeköttetéshez szükséges egy adókészülék, aminek jeleit az átvivendő információnak megfelelően moduláljuk, továbbá egy vevőkészülék, ami az adó üzeneteit képes feldolgozni. Az adó által előállított elektromágneses hullámok terjedése révén lehet az üzenetet nagy távolságra vezeték nélkül továbbítani. Az elektromágneses hullámokat váltakozó elektromos és mágneses terek alkotják: az elektromos teret az elkülönített töltött részecskék hozzák létre, vagyis a feszültség és a távolság határozza meg, a mágneses erőteret a mozgó töltött részecskék hozzák létre. Az áram csak feszültség hatására folyhat, vagyis mágneses erőtérhez mindig tartozik elektromos erőtér is, – tehát az áram elektromágneses erőteret hoz létre. radio_hullam

Az elektromágneses hullámok polarizációja. Az elektromágneses hullám polarizációját az elektromos komponensének iránya határozza meg (feszültség kelti). Két fő polarizációs módot különböztetünk meg: a lineáris és az elliptikus vagy kör alakú polarizációt. Az elliptikus polarizáció esetében az elektromos komponens iránya körmozgást végez. A körforgás irányától függően beszélünk jobbra vagy balra forgó kör-polarizációról. A rövidhullámú tartományban az elliptikus, vagyis a kör alakú polarizációnak alig van jelentősége. Az igen nagy frekvenciák tartományában azonban fokozódó mértékben alkalmazzák, különösen az űrkutatás területén (pl. rádióasztronómia).
A lineáris polarizáció esetében az elektromos erővonalak egyenesen futnak, és a Mágneses tér alakulása földfelszínhez képest egy bizonyos irányt vesznek fel. A földfelszínhez felvett irányuktól függően megkülönböztetjük a horizontális, vagyis vízszintes polarizációt (az elektromos erővonalak a földfelszínnel párhuzamosak) és a vertikális, vagyis függőleges polarizációt (az elektromos erővonalak a földfelszínre merőlegesek).

Az ionoszféra egyenlőtlenségei következtében a rövidhullámú tartományban igen gyakori a polarizáció-változás. Ennek következtében létrejövő fadding-jelenségeket polarizációs fadding-nek nevezzük. A terjedés útjában levő akadályok szintén polarizáció-módosuláshoz vezethetne. A vízszintesen felépített antennák általában vízszintesen polarizált hullámokat sugároznak ki, a függőlegesen elrendezett antennák pedig általában függőlegesen polarizált hullámokat. Bizonyos antennatípusoknál azonban a polarizáció az antenna irányából nem ismerhető fel azonnal (így pl. a résantennánál és a Quad-antennánál). Az elliptikus polarizáció meghatározásához szintén nincsenek egyszerű, általános érvényű szabályok.

Reflexió, refrakció és diffrakció. A reflexió (visszaverődés) lehet irányított, amely síkfelületen alakul ki, vagy szórt reflexió, amely egyenlőtlen felületeken keletkezik. Az irányított reflexiónál a visszavert sugár, a beeső sugár és a beesés pontjára emelt merőleges egy síkba esnek. A beesési szög és a visszaverődési szög a beesés pontjára emelt merőlegeshez képest egyforma. A reflexió mértéke (a reflexiós koefficiens) függ a visszaverő közeg permittivitásától (dielektromos tényezőjétől és permeabilitásától, más szóval áteresztő képességétől).

Az elektromágneses hullámok refrakciója (törés) különböző dielektromos tényezőjű közegek átmeneténél lép fel. Ennek a jelenségnek különösen az ultrarövid hullámok terjedésénél van jelentősége. Mivel az elektromágneses hullámok terjedési sebessége a közeg dielektromos tényezőjétől függ, így ha ez változik, a terjedési sebesség is változik. A sebesség változás következtében pedig irányváltozás lép fel; ez a refrakció. A légkör dielektromos tényezője függ a sűrűségtől és relatív nedvességtartalmától. A jelenség igen szemléletesen mutatható be egy optikai kísérlettel: ha egy botot ferdén egy vödör vízbe helyezünk, akkor a bot a vízfelszín síkjában meghajlani látszik (a fény is elektromágneses hullám).

Az elektromágneses hullámok diffrakciója (elhajlása) a terjedés útjában levő élek mentén alakul ki. Ennek köszönhető, hogy olyan területeken, amelyek hullámárnyékban vannak, mint pl. magasabb hegyek és épületek mögött, sokszor még elfogadható vétellehetőség tapasztalható. A diffrakció mértéke frekvenciafüggő: növekvő frekvenciával csökken.

Az atmoszféra. Az elektromágneses hullámok terjedésében jelentős szerepe van a Föld légkörének, az atmoszférának. Az atmoszféra mintegy 2000…3000 km magasságig terjed, és főleg nitrogénből, oxigénből, szén-dioxidból és vízgőzből áll. Az atmoszférát három fő rétegre szokás osztani:
Atmoszféra A troposzféra. A Föld légkörének a földfelszíntől kb. 11 km magasságig terjedő szakaszát troposzférának nevezzük. Szokás még “időjárási rétegnek” is nevezni, minthogy az időjárást meghatározó meteorológiai folyamatok elsősorban itt zajlanak le. A troposzféra a légkör anyagának mintegy 75%-át tartalmazza. A troposzféra hőmérséklete a magassággal általában csökken: 1000 méterenként 6…8°C-kal. A hőmérséklet a legfelső rétegben, a tropopauzában a legkisebb, átlagosan -50 °C. A troposzféra és a sztratoszféra közötti átmeneti réteg, a tropopauza magassága ingadozó. Közép-Európa földrajzi szélességénél általában márciusban a legalacsonyabb, állagosan 9,7km, míg júliusban a legmagasabb: 11,1km. A troposzféra állapota az ultrarövid hullámok terjedését lényegesen befolyásolhatja.
A sztratoszféra. A Föld felszíne felett 11…80 km magasságban találjuk a sztratoszférát. Ebben a tartományban a szó általános értelmében vett időjárási jelenségek nem játszódnak le, és a réteget a vízgőz teljes hiánya jellemzi. Hőmérséklete mintegy 20 km magasságig állandónak tekinthető, e felett pedig egyenletesen növekszik, míg 50 km magasságban kb. 50 °C maximumot nem ér el. Ezt a növekvő hőmérsékletű tartományt ózon-zónának is nevezik, mivel ebben a magasságban a légkör ózon-koncentrációja viszonylag nagy. Ez az ózon-réteg a földi élet létének és fejlődésének fontos tényezője, minthogy a Nap ibolyántúli sugárzásának legnagyobb hányadát elnyeli.
50 km feletti magasságban a hőmérséklet-eloszlás ismét csökkenő jellegű, míg 80 km-nél – az ionoszférába való átmenetnél – ismét fordulópont található. A sztratoszféra hatását az ultrarövid hullámok terjedésére ez ideig nem sikerült kimutatni.
Az ionoszféra.  80 km feletti magasságban az ionoszféra található, amelynek felső határa hozzávetőleg 800 km-nél van; itt fokozatosan átmegy az interstelláris (csillagközi) térbe. Ezt az átmeneti tartományt exoszférának nevezik. Az ionoszférában igen sok elektromosan töltött részecske – ion és elektron – van. Ezek semleges gázmolekulákból ionizáció következtében jönnek létre. Mivel a gázsűrűség ilyen magasságon alacsony, ezért az ionizált állapot jelentős ideig fennmaradhat. A pozitív ionok és elektronok egymásra találását rekombinációnak hívják. Ionizációt itt elsősorban a napsugárzás okoz; az ultraibolya, korpuszkuláris sugárzás és a kozmikus sugárzás, továbbá a meteoritok zápora (több mint 100 meteorit/nap). Az elektromosan töltött részecskék jelenlétének következtében az atmoszféra felső rétege elektromosan vezetővé válik, és ilyenformán az elektromágneses hullámok bizonyos frekvenciatartományát képes visszaverni (reflektálni).

Kennelly és Heaviside már 1900-ban feltételeztek nagy magasságban egy ilyen elektromosan vezető réteget. Appleton és Barnett 1924-ben kísérleti úton kimutatták a Föld légkörének reflektáló tulajdonságát, s ezzel bizonyították Kennelly és Heaviside elméletét. Később a radar-elven alapuló mérésekkel sikerült kimutatni, hogy az atmoszférában nemcsak egy ilyen reflektáló tulajdonságú réteg található (Kennelly – Heaviside-réteg), hanem egy egész rétegrendszer.

Az ionoszféra elektronsűrűség-eloszlásának néhány maximuma van. 40 és 80 km közötti magasságban ezért több rétegre tagoljuk. Tulajdonképpen nem is beszélhetünk rétegekről, mivel a különböző elektronsűrűségű tartományok közötti átmenetek egymásba folynak. A réteges szerkezet elmélete azonban az elmúlt évtizedekben szilárd fogalommá vált, ezért használata továbbra is indokolt. Rétegek alakulása függ a naptól érkező energiától, ezért egyes rétegek csak nappal vannak jelen.

Ionoszféra rétegei Napközben, nagyjából 50-90 km magasságban alakul ki a D-réteg. Az ionizáció fő forrása a D-régióban az UV-sugárzás, ami a nitrogén-monoxid (NO) molekulákra hat, majd az éjszaka folyamán eltűnik. Rekombináció ebben a rétegben gyorsan lezajlik. Fontos tulajdonsága, hogy elnyeli a rövidhullámú sugárzást – napviharok során gátolja az RH kommunikációt.
E felett helyezkedik el az E-réteg (a tulajdonképpeni Kennelly-Heaviside réteg), amelyben a maximális elektronsűrűség 110…130 km magasságban van. Főleg lágy röntgensugarak és UV-sugárzás hozza létre, amik az oxigénmolekulákra hatnak. Az E-régió legnagyobb sűrűsége kb. 100-szorosa a D-régió legnagyobb sűrűségének, mert a rekombináció itt jóval lassabb. A D-régióhoz hasonlóan az E-réteg is gyengül az éjszaka folyamán, illetve magasabbra tolódik. Van még egy másik, átmeneti forrása is az ionizációnak az E-régió magasságában, aminek létrejöttében szerepet játszik a semleges atmoszféra mozgása, az északi fény körüli elektromos mező és a légkörbe belépő meteorok, amik felizzanak, és az őket körülvevő semleges gázt ionizálják, ezzel a nyomvonalukon egy hosszú ionizációs csíkot hoznak létre. Az ilyen csíkokat szporadikus E-rétegnek nevezik (görögül szporadikus: szórványos, helyenként előforduló). Hatása néhány perctől néhány óráig tarthat. Mivel az így létrejövő réteg jól visszaveri a nagyfrekvenciás rádióhullámokat, ezért ilyenkor a megszokottnál jóval nagyobb távolságú összeköttetés is lehetséges.
A még feljebb fekvő F-réteg (Appleton-réteg) nyáron a nappali órákban F1 és F2 rétegekre hasad. Az ionizáció maximuma az F1 rétegnél 200…230 km magasságban van, míg az F2 rétegnél 300…400 km magasságban. Az ionizáció mértéke (elektronsűrűség) rétegről-rétegre növekszik és maximális értékét az F2 rétegen kb. 400 km magasságban éri el. E felett az ionizáció mértéke gyorsan csökken, míg végül teljesen megszűnik.

Minthogy az ionoszféra folytonos állapotváltozásoknak van kitéve, a vázolt elrendezés nem tekinthető egymáson elhelyezkedő rétegek merev rendszerének: az ionizáció mértéke folytonosan változik az év- és napszak, a naptevékenység, a földrajzi szélesség és még egyéb tényezők függvényében.

Elektromágneses hullám terjedése.  Az elektromágneses hullámok terjedésében jelentős szerepe van a földfelszín görbületének, a talaj eltérő konduktivitásának és legfőképpen atmoszférájának. Ha az adó- és vevőantenna a föld felszínén van, a rádióhullámok az adótól a vevőig két úton juthatnak el:

  • – a troposzférán át a földfelszín mentén, mint felületi vagy talajhullámok
  • – az ionoszférától visszaverődve, mint térhullámok.

Elektromágneses hullámok terjedése A felületi hullámok a Föld görbületét követik, és terjedésük során a felszíni abszorpciós hatások következtében veszteséget szenvednek. Ez a veszteség a frekvenciával növekszik. Igen kis frekvenciák esetében (a leghosszabb hullámtartományban) a felületi hullám nagy távolságok áthidalását teszi lehetővé. A talaj elektromos vezetőképessége és a tereptárgyak (épületek, növényzet stb.) a felületi hullámok terjedését befolyásolják, a hatótávolságot azonban főleg a kisugárzott teljesítmény határozza meg.  A rövidhullámok felületi hatósugara csekély. Közepes teljesítményű amatőr adóval a 80 m-es sávban kb. 100 km-es felületi hullámú hatótávolsággal lehet számolni; azonos teljesítményű 10 m-es sávban dolgozó adónál ez a távolság kb. 15 km-re csökken. Az ultrarövid hullámok tartományában a nagyobb távolságok áthidalását felületi hullámokkal a troposzférában létrejövő hullám-elhajlás, -törés és -szóródás teszi lehetővé.

A legnagyobb földi távolságok áthidalását a rövidhullámok térbeli terjedése teszi lehetővé, amikor is a térhullámok az ionoszférától visszaverődnek. A rádióhullámok terjedési sebessége az ionoszférában valamivel nagyobb, mint a troposzférában, és lényegében az elektronkoncentráció és a frekvencia függvénye.  Az elektronkoncentráció növekedésével – adott frekvencián – a terjedési sebesség is növekszik. Ha a hullámhomlok nem merőlegesen, hanem 90°-nál kisebb szöggel lép be az ionoszférába, a hullámhomlok felső része “gyorsabb”, mint az alsó része. Az eltérő terjedési sebesség következtében a terjedési irány megtörik és elegendő nagy elektronkoncentráció esetén a hullám a Föld felé visszaverődik. A jelenséggel kapcsolatosan az alábbi összefüggések érvényesek:

  • Minél nagyobb az üzemi frekvencia, annál nagyobb elektronkoncentráció szükséges a reflexió feltételeinek biztosítására.
  • A térhullám visszaverődése a Föld felé annál könnyebben valósul meg, minél laposabban lép be az ionoszférába.

A reflexió sohasem veszteségmentes, ezért a visszavert térhullámoknál mindig kisebb-nagyobb járulékos csillapítással kell számolni. Az ionoszféra csillapítása frekvenciafüggő: a kisebb frekvenciák csillapítása nagyobb, mint a nagyobb frekvenciáké.

A térhullámok nagy távolságú terjedését azonban az árnyékolás akadályozhatja. Fedésről beszélünk akkor, amikor a hullámok már a viszonylag alacsony E-rétegről visszaverődnek, és így a magasabban elhelyezkedő F-rétegig el sem jutnak. Összefoglalóan megállapítható, hogy a térhullámok terjedése függ a felsőhatár frekvenciától (az a frekvencia, mely merőlegesen érkezve az ionoszférába meg visszaverődik), a csillapítástól és az árnyékolástól. Az áthidalható legnagyobb távolság – egyszeres visszaverődéssel az ionoszférától 4000…4500 km. Mivel azonban a rövidhullámok a talaj és az ionoszféra között többszörösen is visszaverődhetnek, a térhullámok többszörös “ugrással” a legnagyobb lehetséges földi távolságokat is áthidalhatják.

Azonban 5 m-nél kisebb (6oMHz-nél magasabb frekvenciájú) ultrarövid hullámoknál – normális körülmények között – még a leglaposabb belépési szögnél sem tapasztalható reflexió az ionoszféráról. Ezek a nagyfrekvenciás térhullámok az ionoszférán áthatolva a világegyetemben terjednek tova.

Az ultrarövid hullámok terjedése. Az ultrarövid hullámú elektromágneses rezgések hullámhossza 10 és 1 m között van, ami 30…300 MHz-nek felel meg.Terjedésük megközelíti a fényterjedési törvényszerűségeit. Ezért szokás kvázi-optikai (fényhez hasonló) terjedésről beszélni, noha valójában ténylegesen kvázi-optikai terjedésről csak a deci-, centi- és a milliméter-tartományban van szó. Az ultrarövid hullámok kiválóan alkalmasak olyan távolságok üzembiztos áthidalására, amelyek az elméleti optikai látóhatáron belül vannak, ugyanis biztonságos hatósugaruk kb. 15 %-kal meghaladja az optikai látóhatárt. Ezen a távolságon belül térerő-ingadozás gyakorlatilag nem lép fel, és már egészen kis adóteljesítménnyel is – az időjárási viszonyoktól és az ionoszféra állapotától függetlenül – üzembiztos összeköttetések létesíthetők. A hullámterjedés-kutatás legújabb eredményei alapján az ultrarövid hullámok elhajlása a Föld felszíne felé a levegőnek a magassággal csökkenő törésmutatójával hozható összefüggésbe. A törésmutató értékét a troposzféra vízgőz tartalma (nedvessége), nyomása és hőmérséklete határozzák meg.

Az ultrarövid hullámok hatósugara közelítő számítással:

    \[d=4,13\cdot \left ( \sqrt{h1} + \sqrt{h2}\right )\]

ahol d a 2 m-es hullám hatósugara km-ben; h_1 az adóantenna magassága m-ben és h_2 a vevőantenna magassága m-ben.

Az összefüggés a Földnek az ún. “négyharmad” sugarán alapszik, vagyis nem a tényleges 6370 km-es földsugárral számolunk, hanem az egyharmaddal megnövelt 8500 km-es értékkel. Az ultrarövid hullámú tartományban időszakosan olyan nagy-távolságú terjedések figyelhetők meg (1000 km felett), amelyek a közönséges horizonton túli terjedéssel nem magyarázhatók. A jelenségnek többféle oka lehet, azonban többnyire a troposzféra különleges állapotára vezethető vissza.

Troposzferikus nagytávolságú terjedés. Troposférikus rétegek tulajdonságai A troposzféra hőmérséklete általában a magassággal csökken: 1000 m-enként 6…8°C-kal. A légtömegek mozgása és egyéb meteorológiai hatások következtében a hőmérsékleti és relatív nedvesség-eloszlási görbén ugrásszerű hirtelen változások is felléphetnek, ennek következtében a görbe a normálistól eltérhet. Az ilyen hőmérsékletugrás – más néven inverzió – a légsűrűség változását okozza: a meleg levegő sűrűsége kisebb, mint a hidegé. Az optikából ismeretes a fénytörés alapszabálya: ha a fénysugár valamely optikailag sűrűbb (nagyobb törésmutatójú) közegből egy kisebb sűrűségűbe (kisebb törésmutató) lép, az átlépési pontban emelt merőlegestől elfelé, míg az optikailag sűrűbb közegbe lépve a merőleges felé törik. Az ultrarövid hullámok a terjedési közeg sűrűségének változásakor a fényhez hasonló viselkedést tanúsítanak: a hullámhomlok az inverziórétegbe belépve a Föld felszíne felé törik. Az inverziós réteg általában viszonylag kis magasságban helyezkedik el. A talajmenti inverzió közvetlenül a talaj felszíne felett alakul ki, hatására viszonylag csak kis hatósugár-növekedés jelentkezik. A magassági inverzió néhány 1000 m magasságban képződik, és ez hozza létre a nagy távolságú terjedést. Mint látható, a közvetlen terjedéssel csak azok a hullámok érik az ellenállomás antennáját (I. vevő), troposfera1 amelyek igen lapos szögben, mintegy a Föld felszínéhez érintőlegesen lépnek ki az adóantennáról. Ha a troposzféra állapota a hullámpálya elhajlását és ezzel rendkívüli terjedést okoz, szintén a lapos lesugárzás kedvez a terjedésnek (II. vevő). Ebből nyilvánvalóan következik, hogy nagytávolságú összeköttetések létesítése szempontjából azok az antennatípusok kedvezőek, amelyek elsősorban a függőleges síkban nyalábolnak!

Ritkán előforduló jelenség az ún.. troposzferikus hullámvezetéses átvitel (angolul: ducting). Ez csak akkor jön létre, ha egy időben egymás felett több inverziós réteg közé jut be a hullám, ott addig reflektálódik ide-oda a két réteg között, míg az alsó réteg lokális elvékonyodásához érve azon át kilép. A rendkívüli hullámvezetéses terjedést az jellemzi, hogy az összeköttetés – területileg igen távoli állomások között szűken behatárolt – lehetséges, míg a közelebbi állomások a holtzóna miatt nem érhetők el. Hullámvezetéses terjedés azonban kialakulhat a Föld felszíne és egy nagykiterjedésű talajmenti inverziós réteg között. Ennek a terjedésnek a jellemzője, hogy a terjedés útjában nincs holtzóna. Ha a troposzféra törésmutatója olyan nagy, hogy a földfelszínnel párhuzamosan kisugárzott hullámvisszaverődés lehetséges, akkor szuper-refrakcióról beszélünk. Ilyenkor az inverziós rétegen totálreflexió lép fel, amely folyamat hasonlatos a rövidhullámoknak az ionoszféra egyes rétegein lezajló reflexiós folyamatához.

Szórthullám-terjedés. A troposzféra felső tartományában, kb. 10 km Szorthullam magasságban, a légrétegek intenzív függőleges áramlása figyelhető meg. Ezek az ún. kiegyenlítődési áramlatok. A különböző hőmérsékletű légrétegek keveredése állandó turbulenciát hoz létre. Ilyenkor parazita-inhomogenitások keletkeznek, amelyeknek a környező légtömegekkel szemben eltérő hőmérsékletük, nyomásuk és relatív nedvességtartalmuk van. Ha a hullámterjedés pályája ilyen inhomogenitásokon át vezet, akkor az energia kicsiny töredéke diffúz szóródást szenved. Minthogy a szórt sugárzás a tér minden irányában terjed, egy része jóval az optikai látóhatár mögött tér vissza a Föld felszínére. Ez a maradék erőtér rendkívül kicsiny, azonban állandó értékű.

A troposzferikus szórthullám-terjedést (angolul: tropospheric scatter) a 100…1000 MHz közötti frekvenciáknál szokták hasznosítani, főleg az 500 MHz körüli frekvenciáknál. Az áthidalható távolság 800…1000 km-t is elérhet. A vétel minősége rendszerint gyenge, és sokszor az átvitt jel sávszélességének csökkenése is megfigyelhető. A sávszélesség csökkenése azzal magyarázható, hogy az inhomogén tartomány különböző pontjairól származó szórthullámok fáziskéséssel érkeznek a vevőantennához. A szórási gócok helyzetváltozásai a troposzférában ezen kívül kisebb-nagyobb fadding jelenségeket is okozhatnak.

Stabilabb összeköttetés tartható fenn az ionoszferikus szórthullám-terjedéssel (angolul: ionospheric scatter), ami a kb. 100 km magasságban levő ionoszférarétegeknek köszönhető. Ehhez leginkább a 25.. .60 MHz közötti frekvenciák használhatók, míg az áthidalható távolságok 7000…2500 km.
Az ultrarövid hullámok reflexiója a sporadikus E-rétegtől. Az ionoszférában az elektronsűrűség néha váratlanul megváltozik, pl. ionoszferikus szél esetén. Troposzférikus hullámterjedés Ilyenkor az ionoszféra alsó rétegeiben igen intenzív ionizációjú inhomogenitások léphetnek fel. Minthogy ezek a sporadikus (szórt) gócok elsősorban az E-rétegben, főleg ennek alsó szakaszában keletkeznek, ezt sporadikus E-rétegnek (Es réteg) nevezzük. E jelenség okát nem sikerült ez ideig egyértelműen tisztázni, azonban hatását jól ismerjük. Bizonyított tény, hogy az ultrarövid hullámú tartománynak főleg a 30…100 MHz közötti szakasza verődik vissza az Es rétegtől. A 2 m-es sávban is sikerült olyan összeköttetések létrehozása, amelyek az adott körülmények között igen nagy valószínűséggel az Es rétegen bekövetkezett reflexióval magyarázhatók. Minthogy a hullámok a 100…130 km magasságban reflektálódnak, kiszámítható, hogy a reflektált hullámok az adótól 900…2000 km távolságban térnek vissza a földfelszínre. A szórthullámok intenzitása 1000 km-nél kisebb távolságoknál rohamosan csökken.

Az ultrarövid hullámok visszaverődése az északi fénytől.  A Nap időnként hatalmas tömegű, elektromos töltésű izzó gázfelhőket lövell ki magából. Ezek nem tekinthetők sugárzásnak, minthogy sebességük “csupán” 1500 km/s körül van. A jelenséget kísérő anyagvándorlás miatt korpuszkuláris (részecske-) sugárzásnak nevezik. Ha a Föld ilyen részecskesugárzással találkozik, mágneses tere a részecskeáramban haladó elektronokat és ionokat a mágneses pólusok irányába eltéríti. Az eltérített részecskesugár a 70. szélességi fok körül – az ún. aurora-zónában vagy északifény-tartományban – lép be a magasabb légkörbe, és szekunder ionizációt, valamint az északi fény jelenségét idézi elő. Ugyanakkor az aurora-zóna mentén nagy intenzitású áramlás jelentkezik, amelynek erősen ingadozó mágneses tere az állandónak tekinthető földmágneses térre szuperponálódik: ún. mágneses vihar keletkezik, melynek intenzitása az északifény-tartományban a legalacsonyabb.
Az intenzív részecskesugárzás által okozott szekunder ionizáció az aurora-zónában igen nagy helyi elektronsűrűségeket hozhat létre. Ezért az északi fény környezetében kifejezett ionizált gócok keletkezhetnek, amelyeknek elektronsűrűsége az ultrarövid hullámok reflexiójához is elegendően nagy. Az ún. aurora E-rétegen végbemenő visszaverődés átlagban 100 km-es, vagy ennél nagyobb magasságban játszódik le. A diffúz reflexió következtében a jelátvitelt erős torzítás jellemzi. Ezért összeköttetések csupán távíró-üzemmódban létesíthetők.
A Napon lezajló nagyobb erupciót követően általában 26 óra múlva a részecskefelhő eléri az ionoszférát. Néha azonban az is előfordulhat, hogy a Napból kiszakadó részecskesugárzás elkerüli a Földet, és a csillagászati módszerekkel észlelt erupciót az aurora-jelenségek nem követik. Ez rendszerint akkor következik be, ha az erupció a napkorong széle felé zajlott le.

 Az ultrarövid hullámok visszaverődése meteor-nyomvonalakról (meteorscatter). A Föld a Nap körüli pályáján rendkívül nagyszámú, többnyire igen kicsiny, porszerű meteorittal találkozik. A meteoritok igen nagy sebességgel (elérhetik a 72 km/s-ot is) hatolnak be az atmoszférába, miközben a súrlódási hő folytán 100 … 200 km-es magasságban elgőzölögnek, elégnek. A meteoritoknak csupán egy kis része akkora, hogy elégéskor az atmoszférában látható fénynyomot hagynak (hullócsillag), és még sokkal ritkább az olyan méretű meteorit, amely eljut a Föld felszínéig.
A meteoritok két csoportba oszthatók: az első csoportba azok sorolhatók, amelyek a világűrben mindenütt viszonylag egyenletes eloszlásban találhatók. Ezek kitüntetett irány nélkül és különböző sebességgel mozognak. A második csoporthoz tartozó meteoritok pedig meghatározott pályákon, azonos irányokban és sebességekkel haladnak. Ezek a meteoráramok vagy meteorit-záporok periodikusan keresztezik a Föld pályáját, és végleges megsemmisülés előtt pályájuk mentén az atmoszférában ionizált csatornát létesítenek. Az ilyen ionizált csatorna rövid életű, mivel az igen kis nyomású magas atmoszférában hamar szétterjed és eloszlik. A kezdeti szakaszban azonban olyan nagy elektronsűrűség léphet fel, hogy az ultrarövid hullámok az ionizált csatornától visszaverődnek. Minél nagyobb méretű a rohanó meteorit, annál nagyobb és hosszabb élettartamú az általa létrehozott ionizált csatorna. Összeköttetéseket a meteor-nyomvonalaktól visszavert hullámokkal a kanadai Janet-eljárás szerint gyakorlatilag is létesítenek. Ezen kívül a 2 m-es sávban dolgozó amatőrök is kiterjedten használják. Általában nem az első csoporthoz tartozó, szórványosan fellépő meteoritok, hanem a periodikusan jelentkező meteoritrajok nyomvonalait hasznosítják rádióösszeköttetésekhez. Minthogy az utóbbiak pályája és sebessége többnyire ismeretes, a Föld és a meteoritraj találkozásának időpontja kielégítő pontossággal előre számítható.

Az ultrarövid hullámok reflexiója a Hold és a mesterséges holdak felszínéről. Az ultrarövid hullámú átviteltechnika a Föld-Hold-Föld (EME) útvonalon át azon a felismerésen alapszik, hogy az ultrarövid hullámok az ionoszféra rétegeken áthatolva a világűrbe jutnak ki. Már 1946-ban sikerült venni holdfelszínről visszaverődött impulzusokat. (megjegyzés: Eredetileg 1944 márciusában Bay Zoltán, az akkori Műegyetem Atomfizikai Intézetének igazgatója vetette fel a gondolatot, hogy a Holdat visszaverő felületként alkalmazva rádióhullámok, visszaverődését lehetne észlelni. A háborús események miatt a már megépített berendezés megsemmisült. A munkát 1945.év második felében ismét megkezdték. A kísérlet 1946 február első napjaiban eredménnyel végződött. A kiséletet az Egyesült Izzó kutató-laboratóriumában végezték el. A vonatkozó leírás és fényképek a Rádióévkönyv 1947-es kötetében [Hungária kiadás] találhatók).

 Az első holdreflexiós kétirányú amatőr összeköttetést 1960. július 21-én létesítette a W6HB (San Carlos, Kalifornia) és W1BU (Medfield, Massachussetts) állomás az 1296 MHz-es sávban. Mindkét állomás kimeneti teljesítménye 400W volt és parabolaantennákat használtak. A két állomás légvonalban 4320 km-re volt egymástól, azonban a ténylegesen áthidalt távolság 768 000 km-t tett ki. Az első sikeres kísérletet 1964-ben továbbiak követték a 2 m-es és 70 cm-es amatőrsávban. Ezek során a holdreflexió segítségével Európa és Amerika között is létesült kétirányú összeköttetés.

A Föld-Hold-Föld útvonal használata rendkívüli technikai felkészültséget tesz szükségessé. Az egységes üzemszerű összeköttetésekhez a közel 5 másodperces jelátfutási idő is túl sok lehet, ez azonban amatőr vonatkozásban nem jelent hátrányt. Különleges perspektívát jelentenek az ultrarövid hullámú átviteltechnikában a műholdak, amelyeket előre számított Föld körüli pályára juttatnak. A tudományos célokat szolgáló különféle mesterséges holdak mellett az Egyesült Államokban amatőr célú mesterséges holdat is fellőttek (OSCAR). Az interkontinentális tv-átvitel céljaira szolgálnak a MOLNYIJA, TELSTAR, SYNCOM stb. mesterséges híradástechnikai holdak. A passzív híradástechnikai mesterséges holdak lényegében nagyméretű ballonok, amelyeknek felszíne vékony fémréteggel van borítva. (Pl. az ECHO ballon.) Ennek következtében a rádió- és fényhullámokat igen jó hatásfokkal képesek reflektálni. Az aktív híradástechnikai holdak ezzel szemben komplett vevő- és adóberendezésekkel vannak felszerelve: a Földről érkező jeleket egy másik frekvencián ismét lesugározzák, relézik. Az aktív mesterséges holdak elektronikus adattárolót is vihetnek magukkal, amelynek segítségével a vett és tárolt jeleket később, pl. a földi parancsra ismét lesugározzák.

 

Ólom akkumulátorok

By , 2012. December 26 19:27

Az ólom akkumulátorok kereskedelmi forgalmazása több, mint 100 éves múltra tekint vissza. Ugyanaz a kémiai reakció játszódik le napjainkban is, mint amikor a francia felfedezője Gaston Planté megalkotta 1859-ben (jobbról balra – töltési folyamat) Áramgenerátorok megjelenésével olcsóbb elektromos energiához jutott az ipar, széles körben elkezdték alkalmazni a hidrolízis folyamatát fémek tisztításának céljából (porózus lamellák jelentősen javítják az akkumulátorok teljesítményét az első akkumulátorokhoz képest). Így az akkumulátorok gyártása és használata rentábilissá vált és széles körben elterjedt.

Töltött akkumulátor Anód: PbO_2 + SO_4^{2-} + 4 H^+ + 2 e^- \longrightarrow PbSO_4 + 2 H_2OKatód: Pb + SO_4^{2-} - 2 e^- \longrightarrow PbSO_4 Meritett akkumulátor

Töltés folyamán, ha már elfogyott az ólom-szulfát a lamellákon, víz hidrolízise következik be, melynek során oxigén és hidrogén képződik és elfogy a víz az akkumulátorból. Ezért rendszeresen ellenőrizni kell az elektrolit szintjét és a koncentrációját az ilyen akkumulátorokban (1,23g/cm3 – 65% víz és 35% sav). A vízveszteség pótlását csak az akkumulátor töltött állapotában szabad végezni magas tisztaságú ioncserélt, vagy desztillált vízzel (folyadéknak kb. 10mm vastagon kell fednie a lamellákat).

Belső szerkezete lamellás, vagyis elektrolittal átitatott szeparátorokkal elválasztott ólomdioxid (ólom-peroxid, anód, -) háló és szivacsos ólom (katód, +) váltja egymást. A gyakorlatban nem tiszta ólomból vannak a lemezek, hanem 1-2% antimont vagy más anyagokat is tartalmazhatnak mechanikus tulajdonságuk javítása céljából, és egyéb felhasználási igényektől függően. Gyártás során az anódot sárga-színű ólom-oxid pasztával töltik fel és “száraz cella” formájában tárolják. Az akkumulátor gyári töltését sósav segítségével végzik. Ilyenkor a sárga ólom-oxid sötétbarna ólomdioxiddá alakul. Ezután már csak le kell cserélni az elektrolitot és használatra kész.

lead-acid_battery

Az ólomsavas cellák energiatárolási képessége 60-100Wh/kg (133Wh/kg elméleti), teljesítménye 160W/kg. Töltött cella maximális feszültsége 2,17V, üzemi feszültség 2V, lemerült cella feszültsége 1,75V min., üzemi hőmérséklet -40 – 40°C (magas víztartalom miatt alacsony hőmérsékleten az akkumulátort magas töltöttségi szinten kell tartani). Önkisülési érteke a celláknak mindössze 3-4%/hó, így a teljesen feltöltött cellák tárolásuk során minimális gondozást igényelnek. Utántöltésüket elegendő nyolc-hónaponként elvégezni 2,35V feszültséggel 6-12 órán át. Hosszadalmas tárolás vagy magas áramokkal való gyakori kisütés esetén célszerű tornáztatni (kisütéssel és töltéssel) a cellákat névleges (1C) értékű árammal. GEL akkumuláturok újratöltéseinek száma

Akkumulátorok gyengülésének fő okai a lemezeken képződő ólom-szulfát kristályok (dielektrikum) melyek fizikailag csökkentik a reaktív felület nagyságát, és a lamellák korróziója, melynek során a lamellák összeomlanak, feloldódnak az elektrolitban. Összeomlott cellák könnyedén zárlatosak lehetnek vagy a lehulló lamella elemek, vagy az egyre vastagabb rétegben lerakódó ólom/ólomdioxid miatt. Ezért a legjobb eljárás ezen folyamatok ellen, ha mihamarabb újratöltjük az akkumulátort. Ólom-szulfát kikristályosodása már 12,4V (6 cellás akkumulátorra értendő) alatti feszültségnél elkezdődik. Egyes akkumulátortöltők képesek az ólom akkumulátorok kondicionálására. Ilyenkor több órán át nagy áramú, de időben rövid impulzusokat küldenek az akkumulátorba, ezzel eltávolítva a kristályokat a lamellák felületéről. Hőtermelődés miatt célszerű kihűlési szakaszokkal megszakítani a kondicionálást. Hiteles mérési eredmények érdekében, érdemes eltávolítani a lemezek felületi töltését, mely töltés vagy fokozott igénybevétel során alakul ki, és elektrolit koncentrációkülönbségből adódik a lemezek felülete mentén. Ehhez hagyjuk pihenni az akkumulátort 4-12 órán át, vagy járassuk meg egy kicsit (indítómotor használata 15mp-en át vagy fényszóró használata 5 percen át) és 10 percig hagyjuk pihenni.

Töltöttség Savsűrűség (kg/l) Akkufeszültség 6P (V) Fagyáspont (°C)
100% 1,265 12,7 -60
*75% 1,225 12,4 -48
50% 1,190 12,2 -36
25% 1,155 12,0 -26,7
Mélykisütött 1,120 11,9 -23,3

Starter vagy indító ólom akkumulátorok felépítése úgy van kifejlesztve, hogy rövid távon nagy áramot legyenek képesek leadni. Ehhez nagy reaktív felület szükséges, ezért a lamelláik vékonyak és porózusak. Gyenge pontjuk, hogy nehezen viselik a kisütést, ezért gyakori (2-3 hetente) utántöltést igényelnek, hogy ne sérüljenek az elektródák.

Mély kisütésű ciklikus ólom akkumulátorok azzal a céllal lettek kifejlesztve, hogy jól bírják a mély kisüléseket (akár névleges kapacitásuk 80% is képesek leadni) és vastagabb lamellákból épülnek. Olyan alkalmazásokban használják, ahol gyakori a lemerítés és a feltöltés, de viszonylag alacsony teljesítmény leadására van szükség (elektromos járművek, szünetmentes tápok).

Zárt biztonsági szelepes ólom akkumulátorok (VRLA – Valve Regulated Lead Acid) AGM rehidratációja két csoportra oszthatóak: AGM – melynél az elektrolit fel van itatva a lamellák közé helyezett szeparáló réteg anyagába (üvegszálpaplan), illetve GEL technológia esetében az elektrolit gél állagú. A zselés akkumulátorok kapocsfeszültsége 0,2V nagyobb a többihez képest. Mindkét esetben túltöltéskor képződő hidrogén és oxigén a cellán belül rekonbinálódik, a cella rehidratálódik, de szó sincs teljes karbantartás hiányáról, mi több, jobban oda kell figyelni a feszültségi határokra és a töltés áram szintjére, mert a zárt cellákba képződő gázok robbanást is okozhatnak. Ólom-szulfát kristályok zárt cellás akkumulátorokban is képződnek. Nagy előnyük, hogy az elektrolit nem “szabad” ezeknél az akkumulátoroknál, így bármilyen pozícióban felszerelhetők, tárolás során a sav és a víz nem frakcionálódik, és jól bírják a rázkódást is. Gyakran alkalmazzák őket áramforrásként mozgó és fő áramellátó hálózatoktól messze eső telephelyeken vagy tartalékrendszerekben.

AGM(Absorbed Glass Matt) felitatott üvegszálas konstrukció az akkumulátorlemezek között egy bór-szilikát párnát jelent, amely egyéb hasznos tulajdonsága mellett megakadályozza a lemezek közötti vagy alatti cellazárlatot is. Az AGM konstrukciók további előnye, hogy akkor sem szivárog ki belőlük elektrolit, ha az akkumulátor háza megsérül, széttörik. A legtöbb AGM akkumulátor rendelkezik az un. gázrekombinációs képességgel. A hagyományos akkukhoz képest ugyancsak növekszik a kisütés és az újratöltés hatásfoka. Felhasználása a nagy-teljesítményű indító akkumulátoroknál, ciklikus alkalmazásoknál (szünetmentes tápellátás) és napelemes rendszereknél jelentős. A jó minőségű AGM akkumulátorok akkor fogják élettartamuk maximumát nyújtani, ha azokat újratöltik, mielőtt a töltöttségi szintjük 50% alá esik. Ha ezeket az akkumulátorokat 100%-osan kisütjük, akkor az élettartamuk nem lesz több, mint 300 ciklus (300 feltöltés-kisütés). Odafigyeléssel átlagosan 1000 ciklust is elbírnak. Az AGM akkumulátorok töltőfeszültsége nem tér el a hagyományos savas akkumulátorokétól, ezért nem igényelnek speciális akkumulátortöltőt. Mivel ezeknek az akkuknak a belső ellenállása igen alacsony, ezért a töltésük alatt csak minimálisan melegednek. Az AGM akkumulátoroknak ugyancsak alacsony az önkisülése (havi 1-3%), ezért jobban bírják a töltés nélküli tárolást, mint a hagyományos társaik.

GEL – zselés akkumulátor belsőleg annyiban hasonlít az AGM akkumulátorokhoz, hogy az elektrolit itt is meg van kötve. Az AGM akkuban az elektrolit továbbra is folyékony kénsav, csak fel van itatva, míg a zselés akkuban szilika-gél segítségével az elektrolitot elzselésítik. A zselés akkumulátorok töltőfeszültsége kb. 5%-al alacsonyabb, mint a hagyományos savas vagy AGM akkumulátorok esetében (az akku kapacitásának kb. 5%-a). A zselés akkumulátor cella a legérzékenyebb valamennyi típus közül a túltöltésre, amely korai akkumulátor tönkremenetelhez vezet. További hátrány, hogy a zselés akkumulátor teljes feltöltési ideje hosszabb, mint egy hasonló kapacitású hagyományos akkumulátornak (mivel alacsonyabb a töltőfeszültség), a magasabb feszültségű töltés folyamán keletkező gázbuborékok pedig a zselében alacsonyabb akku kapacitást eredményeznek, megrövidítvén így annak élettartamát is. Zselés akkumulátorok igazi felhasználási területe, ahol az akkumulátor kisütése a 100%-os mértéket is eléri. Nem megfelelő akkumulátor töltő használata esetén az akkumulátor korai halála szinte elkerülhetetlen.

Az akkumulátorok szeretik, ha megfelelő karakterisztika szerint töltik fel őket, különösen mély kisütött állapotukból. Ezt az optimális töltési karakterisztikát 3 lépcsős töltési karakterisztikának nevezzük. Ezt a karakterisztikát csak speciális processzor-vezérelt akkumulátortöltők képesek nyújtani.

Az első lépcső a egyenáramú töltés (bulk charging), ahol az akkumulátor a kapacitásának kb. 80%-át visszanyeri maximális áram felvétel mellett (0,20-0,25C nagyságú árammal töltünk, vagyis 7Ah esetén ez 1,4A-t jelent). Amikor a töltés feszültsége eléri a 14,4V-ot, elkezdődik a második fázis, a kímélő töltés (absorption charge). Ilyenkor a töltőfeszültség állandó 14,4V-os értéken marad és a töltőáram folyamatosan csökken az akkumulátor belső ellenállásának növekedése miatt. Amikor az áram értéke eléri a 0,05C (~350-500mA) értéket, az akkumulátor töltöttsége 98% körül jár. Itt elkezdődik a harmadik lépcső, a csepptöltés (float charging), amely kb. 13,4V-os töltőfeszültséggel zajlik alacsony töltőárammal, kíméletesen töltve az akkumulátort. Ezzel az utolsó lépcsővel az akkumulátor töltöttsége eléri vagy megközelíti a 100%-os értéket. A csepptöltés ideje alatt az akkumulátor nem melegszik és a töltöttségi szintje közel 100%-os marad hosszú idejű pihenés alatt is. Megjegyezzük, hogy bizonyos zselés vagy AGM akkumulátorok ettől eltérő karakterisztikát igényelnek. Cséptöltés előtt egyes töltök kiegyenlítési vagy túltöltési eljárást alkalmaznak, melynek során megemelik a töltő feszültséget 15,5-16,25 V-ra, ezzel kiegyenlítve a cellák feszültségét, gézképződéssel megkavarva az elektrolitot, leválasztva a lamellák felületéről a szulfát kristályokat. Ennek a lépésnek a hasznosságáról eltérnek a vélemények és alkalmazását csak ritkán, félévente egyszer ajánlják!

Automata töltési profilok Pb/PbO2, PbCa/Ca és AGM akkumulátorokhoz.

PbO/Pb töltési profil PbCa/Ca töltési profil AGM töltési profil

Ha nem áll rendelkezésünkre automata töltő, akkor egy szabályozható tápegység segítségével is fel tudjuk tölteni az akkumulátorunkat ügyelve a következő töltési értékeket:

Akkumulátor típus Töltés (V) Cseptöltés (V) Kiegyenlítés (V)
Elárasztott 14.4 13.2 15.1
Elárasztott karbantartás mentes 14.8 13.4 15.5
AGM 14.4 13.6 15.5
GEL 14.1 13.2 N/A
Mély kisütésű 14.5 13.2 15.8

Mivel a vegyi folyamatok hőmérséklet függőek, némi feszültségkompenzációra lehet szükség, ha a töltési hőmérséklet eltér a normálistól (25°C). A kompenzálás mértéke 2,8-3,3 mV/°C tartományon belül szokott lenni. Ez annyit jelent, hogy például -1,1 °C esetén egy elárasztott akkumulátor töltéséhez 15,2 V feszültség szükséges. Ezt akkor is figyelembe kell venni, ha tárolás során cséptöltéssel kondicionáljuk az akkumulátorokat. Hőkompenzált feszültségértékek

Felmerül még az a kérdés is, hogy mennyi ideig töltsük az akkumulátort? Töltés során sajnos számolni kell energiavesztességre, mely hővé fog alakulni a vezetékeken, érintkezőkön, csatlakozókon. Egy 10%-ban lemerült akkumulátor esetén a töltési idő hozzávetőlegesen egyenlő a visszatöltendő energia ás töltőáram 90%-ának hányadosával. Vagyis egy 40Ah akkumulátor esetén 2A töltőáram esetén (40Ah x 10%)/(2A x 90%)>2h. A teljesen kisütött akkumulátorok hozzávetőleges töltési ideje duplája lesz az akkumulátor névleges teljesítményének és töltési áram hányadosának. Előző példa alapján 2 x 40Ah / 2A ~40h. Ne hagyjuk őrizetlenül az akkumulátort, ha szabályozható tápegységgel vagy manuális töltővel töltjük, hogy ne töltődjön túl az akkumulátor. Kerüljük a gyors-töltők használatát öreg szulfátosodott vagy kisütött akkumulátorok esetén. Ezeket az akkumulátorokat csak kis árammal lehet tölteni. Nagyon fontos, hogy töltésnél során az akkumulátornak nem szabad bugyognia, sem magas hőmérséklet, sem gázképződés miatt!

Az akkumulátorok élettartalma 90%-ban a felhasználó odafigyelésén múlik. Ezért tartsuk az akkumulátort tisztán, szennyezőanyagmentesen, különösen a kapcsoknál, mert a szennyező anyagok vezetőként viselkednek, és megnövelik az akkumulátor önkisülését. Töltés vagy üzemeltetés során ne mozgassuk a csatlakoztatott kábeleket, mert a keletkező szikra esetleg belobbanthatja a felgyülemlett hidrogént. Nyitott akkumulátoroknál érdemes kiegyenlítő töltést végezni cellánként, ha az elektrolit sűrűsége 0.05 egységnyi eltérést mutat. Cellák nyitása és karbantartásakor használjunk gumikesztyűt, szemüveget és köpenyt. Természetesen zárt celláknál nincs szükség ilyen jellegű beavatkozásra. Biztonsági használati előírások szigorúan azt is ajánlják, hogy legyen valaki a közelben, ha nagy ampert leadni képes akkumulátorokkal dolgozunk, legyen előkészítve sok víz és szappan, arra az esetre, ha a sav bőrünkre, ruházatunkra kerülne. Sütőszódával tudjuk semlegesíteni a kiömlött akkumulátor folyadékot, és természetesen ne okozzunk rövidzárlatot, mert az a fémelemek olvadását, akkumulátor robbanását is okozhatja, ezért a fémékszerek levétele szintén ajánlott.

Szervók működése

By , 2012. December 8 19:26

Szervók

Felépítésében viszonylag egyszerű szerkezet, mely egy nyáklapból, rajta vezérlő elektronikával, egy egyenáramú motorból, fogaskerekekből áll, melyek egy csinos kis dobozba vannak zárva. Az erőátviteli lánc utolsó fogaskerekének a tengelye ki van vezetve a dobozból. Erre kerül majd csatlakoztatásra a szervókar és arra a tolórudak. Ugyanennek a fogaskeréknek az alsó része pedig egy potméterhez van erősítve, hogy visszajelzést tudjon adni a vezérlő elektronikának (egy korábbi jegyzet: Motor- és hajtásvezérlés alapelve). A fogaskerekek anyagukban eltérnek tervezett terhelések függvényeben. Leggyakrabban poliamid vagy egyéb műanyag-fogaskerekű szervókkal találkozunk, de készülhetnek fémből, karbonból és az extrém terheléseknek kitett szervók akár titánból is. Nagyobb terhelésre szánt szervók utolsó fogaskerekét egy vagy két csapággyal is alá szokták támasztani.

Szervó felépítése

Táplálás illetve parancstovábbítás céljából 3 vezeték van kivezetve a szervóból: test, táp és bemeneti jel. Sajnos a vezetékek színezése, sorrendje és csatlakozója gyártóként változhat. Modellezésben alkalmazott szervók táplálása általában 4,8-7,2V feszültséggel folyik. Fontos megjegyezni, hogy minél magasabb a feszültség, annál nagyobb nyomatékot fejt ki a szervó, de ezzel csökken az élettartalma is – érdemes a gyártó által ajánlott értékeken belül üzemeltetni. A harmadik vezeték jeltovábbítás céljából lett kivezetve és általában 5V feszültségű PWM jelekkel közöljük a szervóval, mekkora szögben térítse ki az a kart.

Pulse Width Modulation – impulzusszélesség vezérlés

Szervó PPMImpulzusszélesség vezérlés magáról beszél: az információtovábbítást egy jel szélességének változtatásával érjük el. A modellezésben használt szervomotorok vezérlése 50 herzes, vagyis 20ms hosszúságú keretben zárt jelekkel vezéreljük. A keretben levő 1500 μs (1,5ms) hosszúságú jel középállásba kényszeríti a szervó karját. A gyártók eltérő mozgásterű szervókat gyártanak. Leggyakrabban használtak -60 és 60° között mozognak, és általában 1000-2000 μs jelszélességet igényelnek. Vannak nagyobb mozgásterű szervók is, így például futóműmozgató szervók általában 180° azaz ±90°-ra képesek elfordulni a középállástól számítva. Ezeknél vagy a visszajelzést biztosító potmétert, vagy az alkalmazható jelszélesség tartományát szélesítik, így a vezérjel 650 és 2350 μs hosszú lehet. Robotikában előfordulnak 360°-os vagy korlátozás nélküli szervók is, melyeknél a pozíciómegha-tározására enkodert használnak.

Az analóg módon működő szervók számára nem elegendő egyszer kiadni az impulzust, mert lehet, hogy a szervókar még nem éri el a végső pozícióját. Azonkívül a jel nélkül a feszültségátalakító nem táplálja a motort, így nem keletkezik nyomaték a karon, “ernyed” a szervó. Digitális szervók esetében egy jel kiküldése elegendő, mert a beépített mikrokontroll gondoskodik a végső pozíció eléréséről, utána, jel hiányában azonban a digitális szervó is “ernyed”. A digitális szervót ezenkívül eltérő válaszreakcióra is programozhatjuk, amivel optimalizálhatjuk bizonyos feladatokhoz. Vezérfrekvencia terén a szervók elég rugalmasak. Analóg verziók 30-60 Hz-en, digitális példányokat pedig akár 300 Hz-en is vezérelhetjük. Ha kissé terheljük egy analóg szervó karját, halhatjuk a “cicergést”, mely a jelmentes és aktív szakok váltakozásából adódik.

A szervók elektronikája úgy van kialakítva, hogy meg tudja határozni, a vezérjelnek megfelelő pozícióban tartózkodik-e a kar, és ha nem, akkor melyik irányba kell elmozdulnia. A PWM jel feldolgozása során a feszültségkonvertáló egység a jel alapján egy adott feszültséget állít elő. A szervóra jellemző maximális jel esetén a generált feszültség eléri a tápfeszültség értékét – ez a referencia feszültség. A szervókar tengelyére kötött potméter a kar elfordulása során nulla és tápfeszültség közötti értéket add vissza és ezáltal a egy belső monostabil oszcillátor impulzusszélességét szabályozza. Ha a bemenő jel pozitív (és általában azt alkalmazzák), akkor a monostabil jele negatív. A két jel egy komparator fokozatba kerül és a szélesebb jel különbsége kerül a kimenetre, tehát lehet + vagy – jel a komparator kimeneten meghatározva a végfok hídjának a vezérlését, tehát a motor forgási irányát. Mihelyt a két jel szélessége azonos, a komparatoron megszűnik a jel és a motor nem kap feszültséget. ServoTester

Ha valaki szeretne egy kis tesztert készíteni a szervóihoz, baloldalt megtalálható egy multivibrátor alapú séma. Három ellenállás szabadon cserélhető benne, és ezáltal a kimeneti jel változik. R3 – ellenállás megadja a keret méretét, 470KΩ ellenállás 35Hz oszcillálást okoz. Az R1 és R2 ellenállások megadják a minimális és a maximális pozitív jel hosszúságát. Ajánlott értékek: R1=6,9KΩ (650 μs), R2=33KΩ (2500 μs). Egy 100KΩ potméter segítségével tudjuk változtatni a pozitív jel szélességét az R1 és R2 által behatárolt tartományon belül. Szervó csatlakoztatásánál ügyeljünk a polaritásra, mert az áramkör nem védett! Szerencsére a modern szervók többségénél a pozitív tápkábel a csatlakozó közepén található így téve a csatlakozást biztonságosabba. Futaba J-típusú csatlakozókon Szervó csatlakozók kis tüske található, mely szintén megakadályozza a helytelen csatlakoztatást. Általánosságban elmondható az alkalmazott színekről, hogy a FEKETE és a BARNA a test vagy a föld, kinek hogy tetszik jobban, a PIROS a pozitív tápcsatlakozó, a KÉK, FEHÉR, SÁRGA pedig a vezérjel.

RC távirányítás eszközei

By , 2012. December 6 22:52

Technika fejlődésével együtt változik a repülő modellek világa is. Míg eleinte motor nélküli, később motorral ellátott szabadon repülő modellek szálltak a levegőben, későbbiekben zsinórral, huzallal irányították a modell magassági kormányát. Rá pár évvel később megjelentek az elektronikus analóg rádiók. És ahogy elérhető lett a digitális technika, az is kezdett beszivárogni a modellezés világában, utat nyitva a ma oly népszerű proporcinális rádió távirányítóknak. Lényegében, ha megnézzük a FAI modellkategóriákat, azonnal megtaláljuk ezen fejlődésnek a nyomát: F1 – szabadon-repülő, F2 – körrepülő, F3 – távirányítású modellek. Amilyen tempóval fejlődnek egyes modellezési ágak, nem tartom kizártnak, hogy hamarosan a FAI rendszerében megjelenne az UAV, az FPV és ki tudja még milyen automata és félautomata modell versenykategóriák.

Rádiótávirányítás történetéből

Teszla RC hajója Nem kell olyan messzire mennünk a múltba, hogy a távirányítás első gondolatát felkutassuk. Maga a gondolat és a megvalósítása nagyjából egyidős a telegráf hírtovábbító rendszerrel és a morze kód feltalálásával (1835). Gyakorlatban Nikola Tesla mutatta be elsőként nagy közönségnek az első távirányítású hajót New-York-i Madison Square Garden sportcsarnokban 1898-ban. Távirányítás körüli munkásságát Philadelphiai Franklin Intézetben tartott előadásával kezdődött 1893 tavaszán. Tesla ekkor foglalta össze a rádiótávközlés alapjait. 1895-ben St. Louis-ban megtartotta az első nyilvános bemutatóját távközlésből és 1896-ban már 48 km távolság sem jelentet akadályt. Azonban több évre volt szüksége a megfelelő alkotóelemek finomításához, melyek kellő stabilitást és távolságot tudtak biztosítani egy időben. Az első “RC merülő hajó” ki-be kapcsolható hajócsavar-motorral, oldal- és merülési kormánnyal volt szerelve. Mai szemmel szerény de akkori felszereltséggel igen nehezen kivitelezhető volt. Első  progamelektronika Erre a célra Tesla feltalált egy újfajta kohérer (a rádió-aktivált kapcsoló), lényegében egy tartály fém-oxid porral. A por elektromágneses mező jelenlétében úgy orientálódott, hogy megnőtt a vezetőképessége. Ha a tartályt átfordult, a por visszanyerte véletlenszerű, nemvezető állapotát. Tesla megoldotta azt is, hogy bizonyos dolgok egyszerre következzenek be egy “programozott” fogaskerekek, karok és motorok rendszere segítségével. Így a kohérer átfordulása után egy következő együttállást lehetett előhívni. Mark Twain, korán felismerte a találmány negatív oldalát is, hogy hamarosan a távirányítást harcaszati céllal is elkezdik használni. Már az 1930 években a szovjet oldalon megjelentek a “teletankok”, Angliában pedig a “Queen Bee” és a “Queen Wasp” rádió távirányítású repülők.

Első rádió-távirányítású modellek

Első RC modellekkel valamikor 1950. évek elején kezdtek el foglalkozni a modellezők. Első távirányítók rádióamatőr körökből indultak el, és eleinte saját építésű, megbízhatatlan és nehéz hangfrekvenciás LC oszcillátorok voltak. A kapcsolók, botok különböző értékű kondenzátorokat kapcsolását végezték a rezgőkörbe. Így a rádió eltérő frekvenciájú jelek kibocsátására volt alkalmas. A vevő egység pedig fogadta a jeleket és megfelelő szűrők segítségével a jelek megfelelő áramköri ágba voltak terelve.  Későbbiekben elindult egyes komponensek sorozatgyártása, megjelentek a földi adó és vevő egységek a gyártók kínálatában. Ezek a korai rendszerek változatlanul szuper-regeneratív áramkörökkel működtek, amelyek zavarták egymást, ha egy adott távolságon belül volt a két jeladó. Érdekesség-képpen érdemes megemlíteni, hogy az adók az elején miniatűr rádiócsövekkel működtek és táplálásukhoz egy 1,5V és egy 90V feszültségű forrást igényeltek.

Ahogy fejlődött a technika, egyre kisebb, egyre könnyebb lett a felszerelés, megjelentek a többcsatornás rendszerek, elkezdték használni az oszcillálást stabilizáló frekvencia-kvarckavicsokat. Tranzisztorok megjelenésével az RC világába beköszöntek a szuper-heterodin rádiórendszerek. Ezzel jelentősen lecsökkent a szomszédos rádiók egymásra gyakorolt hatása.

Manapság ha új távirányítót szeretne venni az ember igen sok dolgot kell odafigyelni: ár, funkciók, ergonómia, stb. Ami viszont a legfontosabb, hogy a kornak megfelelő megbízható rendszert használjunk, ami zökkenőmentesebbé teszi a kedvenc időtöltésünket. De legyen bármilyen is a rádió, elektromos jelet mechanikus elmozdulássá kell alakítani, ezért a távirányítással kapcsolatos témát az információs lánc végéről kezdeném.

Szervó

Felépítésében viszonylag egyszerű szerkezet, mely egy nyáklapból, rajta vezérlő elektronikával, egy egyenáramú motorból, fogaskerekekből áll, melyek egy csinos kis dobozba vannak zárva. Az erőátviteli lánc utolsó fogaskerekének a tengelye ki van vezetve a dobozból. Erre kerül majd csatlakoztatásra szervókar és arra tolórudak. Ugyanennek a fogaskeréknek az alsó része pedig egy potméterhez van erősítve, hogy visszajelzést tudjon adni a vezérlő elektronikának (egy korábbi jegyzet: Motor- és hajtásvezérlés alapelve). A fogaskerekek anyagukban eltérnek tervezett terhelések függvényeben. Leggyakrabban poliamid vagy egyéb műanyag-fogaskerekű szervákkal találkozunk, de készülhetnek fémből, karbonból és az extrém terheléseknek kitett szervók akár titánból is. Nagyobb terhelésre szánt szervók utolsó fogaskerekét egy vagy két csapággyal is alá szokták támasztani.

Szervó felépítése

Táplálás illetve parancstovábbítás céljából 3 vezeték van kivezetve a szervóból: test, táp és vezérjeljel. Sajnos a vezetékek színezése, sorrendje és csatlakozója gyártóként változhat. Modellezésben alkalmazott szervók táplálása általában 4,8-7,2V feszültséggel folyik. Szervó csatlakozók Fontos megjegyezni, hogy minél magasabb a feszültség, annál nagyobb nyomatékot fejt ki a szervó, de ezzel csökken az élettartalma is, – érdemes a gyártó által ajánlott értékeken belül üzemeltetni. A harmadik vezeték jeltovábbítás céljából lett kivezetve és általában 5V feszültségű PWM jelekkel közöljük a szervóval, mekkora szögben térítse ki az a kart.

Pulse Width Modulation – impulzusszélesség szervó vezérlés

Szervó PPMImpulzusszélesség vezérlés magáról beszél: az információtovábbítást egy jel szélességének változtatásával érjük el. A modellezésben használt szervomotorok vezérlése 50 herzes, vagyis 20ms hosszúságú keretben zárt jelekkel vezéreljük. A keretben levő 1500 μs (1,5ms) hosszúságú jel középállásba kényszeríti a szervó karját. A gyártók eltérő mozgásterű szervót gyártanak. Leggyakrabban használtak -60 és 60° között mozognak, és általában 1000-2000 μs jelszélességet igényelnek. Vannak nagyobb mozgásterű szervók is, így például futóműmozgató szervók általában 180° azaz ±90°-ra képesek elfordulni a középállástól számítva. Ezeknél vagy a visszajelzést biztosító potmétert, vagy az alkalmazható jelszélességet tartományát szélesítik, így a vezérjel 650 és 2350 μs hosszú lehet. Robotikában előfordulnak 360°-os vagy korlátozás nélküli szervók is, melyeknél pozíciómeghatározására enkodert használnak.

Az analóg módon működő szervók számára nem elegendő egyszer kiadni az impulzust, mert lehet, hogy szervókar még nem éri el a végső pozícióját. Azonkívül a jel nélkül a feszültségátalakító nem táplálja a motort, így nem keletkezik nyomaték a karon, “ernyed” a szervó. Digitális szervók esetében egy jel kiküldése elegendő, mert a beépített mikrokontroll gondoskodik a végső pozíció eléréséről, utána, jel hiányában azonban a digitális szervó is “ernyed”. A digitális szervót ezenkívül eltérő válaszreakcióra is programozhatjuk, amivel optimalizálhatjuk bizonyos feladatokhoz. Vezérfrekvencia terén a szervók elég rugalmasak. Analóg verziók 30-60 Hz-en, digitális példányokat pedig akár 300 Hz-en is vezérelhetjük. Ha kissé terheljük egy analóg szervó karját, halhatjuk a “cicergést”, mely a jelmentes és aktív szakok váltakozásából adódik. A szervók elektronika úgy van kialakítva, hogy meg tudja határozni, a vezérjelnek megfelelő pozícióban tartózkodik-e a kar, és ha nem, akkor melyik irányba kell elmozdulnia. A szervókar tengelyére kötött potméter a kar elfordulásáról nyújt visszajelzést az elektronika felé. Az elektronika pedig gondoskodik a motor megfelelő irányú elmosdatásáról, ha az nincs a beérkező jel szerinti helyen. Korábban a gyártók készítettek jobb és bal elfordulású szervókat arra az esetre, ha a távirányító pozitív kar elmozdulásra a szervó nem a szükséges irányba térne ki. Ezeket a szervókat általában eltérő színű matricával jelölték. Komputeres távirányítók megjelenésével ez az igény megszűnt, mert az irányváltást már a rádión el tudjuk végezni.

Vevő egység

RC vevők a méretükhöz képest igen fontos és feladatai közé tartozik a távirányító jelének detektálása, zajmentesítése, jelerősítése és dekódolása. Jel azonosítása tűnhet a legegyszerűbbnek, de ha jobban belegondolunk, a levegőben számtalan eltérő frekvenciájú és erősségű jelek hasítják az étert. Ebben a rengetegben megbízhatóan és egyértelműen megtalálni azt a jelet, ami a társ távirányítóból származik nem egyszerű feladat, ráadásul előfordulhat, hogy a szomszédban erősebb rádió is ad, vagy valaki más is használja az általunk frekvenciát. Ezért a gyártók féltve őrzik megoldásaik részleteit. A mai adóegységek teljesítménye törvényileg van szabályozva és nem haladhatja meg a 100mW-ot. Azonban közel hasonló elektronikai kialakítás mellett a vevőegységek teljesítménye jelentősen eltérhet. Magasan integrált mikrosémáknak köszönhetően ez a nagy “tudás” elfér egy 3-10 grammos egységben.

Ha egyszer a jelet megtalálta a vevő egység, a jel zajmentesítése után fel van erősítve a dekóder bemeneti jel szintjére. A dekóder feladata azonosítani a jelsorozat részeit, megtalálni a szinkron jelet (általában a leghosszabb jel a sorozatban) és szétosztani az egyes csatornák jeleit a megfelelő csatlakozókra, melyekre szervók, fordulatszabályzók, kapcsolók vagy egyéb elektronika lehet kötve. Általában az 1. csatornán a magassági, 2. – csűrő, 3. -tolóerő/féklap, 4. – oldalkormány és stb. A csatornainformációkat a távirányító rendszeresen frissíti, legalább 50 alkalommal másodpercenként. A csatornakiosztás változhat gyártóként, de lehet szabadon állítható is.

Vevőegységhez tartozik meg egy rugalmas antenna is. Gigahertzes vivőhullám esetén az antenna hossza centiméterben mérhető (2,4GHz – 12cm, 5,8GHz – 5cm). Megahertzes hullámok esetén a hullám hosszát méterekben mérik (75MHz – 4m, 50MHz – 6m, 35MHz – 8,5m), ezért a modellekhez ¼ hullámhosszal megegyező hosszúságú antennát használnak vagy elektromosan hosszabbítják. Mivel hangolt antennáról van szó, se rövidíteni, se hosszabbítani, sem feltekerni nem ajánlott. Módosítások hatása komoly mérőműszerek nélkül nem határozható meg, de valószínű, hogy a hatékonyság, és ezzel a hótótáv is csökken. Antenna vezetésénél tartsuk távol fém és szénszálas szerkezeti elemektől, elektromos motoroktól (pl. szervó) és egyéb elektromos zaj forrásaitól. Jó megoldásnak minősül, ha a vevő egység közelében kivezetjük a gép törzséből és a törzs külső felülete mentés vezetjük, vagy kifeszítjük a pilótafülke és függőleges stabilizátor között.

Az RC távirányítás fejlődése során több kommunikáció szabvány is látott világot. Ezekből számos egyidejűleg létezik és szolgálja a modellezni vágyókat. Ezekből csak két irányzatot szeretnék kiragadni és röviden bemutatni. Az egyik az a kristállyal beállított szuper-heterodin rádiók. Fő tulajdonságuk, hogy egy bizonyos frekvenciatartományra gyártott, pontosabban beállított adó és vevő páros pontos hangolását egy kvarc kristály segítségével végzik. Minden modellezésre kijelölt tartomány csatornákra van osztva. A csatornák számozva vannak ezért a kristályokon fel van tüntetve a csatornaszám, a rezgési frekvencia, és az is, hogy egy adó (TX), vagy vevő (RX) egység számára gyártott kristályról van szó (technológiából kifolyólag az adó és a vevő kristályai eltérnek, így nem cserélhetők fel). A kristály belső felépítése miatt igen érzékeny az ütésre és a vibrációra – könnyedén sérül a belső szerkezete. Ezért célszerű fokozatos figyelmet szentelni a vevő egység mechanikus behatások szembeni védelmére. Mivel egyszerre csak csak egy páros lehetett egy csatornán belül, így a csatornaegyeztetés és a csatornakiosztás egyik főfeladat volt repítés kezdete előtt. Szintézeres rádiók megjelenésével megszűnt kristályok kezeléséből adódó nehézség, hiszen kis csavarhúzóval pillanatok alatt be lehetett állítani a használt  frekvenciatartomány kívánt csatornáját, természetesen csak egyeztetés után. Korlátozott csatornaszám miatt népes rendezvények esetében szigorúan követni kellett az utasításokat és a házirendet, hogy két azonos csatornán működtetett rádió ne szóljon, és ne hallgasson.

Igazi megváltást a 2.4 GHz tartományban működő frekvenciaváltós rádiók hozták. Ezek esetében a rádió adót és vevőt “be kell mutatni egymásnak”. Ezt a folyamatot bindelésnek nevezik. Ismerkedés után a vevő egység csak a saját adója adatcsomagjait fogadja el. Ezen típusú rendszerek másik előnye, hogy üzemeltetés során egyedül megkeresi a legkevésbé zajos csatornát és azon kommunikál a vevővel. Kristály hiánya miatt kicsi és nem érzékeny a vibrációra. Ezen technológia számos lehetőséget nyújt és ezért több szabvány is jelent meg. Részletesebben ezekről majd egy külön jegyzetben.

Legyen szó autó, repülő, helikopter vagy egyéb modelltípusról, a távirányítás és bizonyos szabályzás elektromos megoldásait preferáljuk, kedvezőbb méretük, hatékonyságuk és súlyuk miatt, pár szót szükségeltetik ejteni az áramellátás lehetőségeiről.

Rádió adó egység, vagy ahogy szoktuk becézni, a távirányító fő feladata a karok, kapcsolók állapotát rendszeresen felmérje, elemezze ezeket és ennek megfelelően állítson elő egy olyan jelet (PPM avagy PCM) mely megfelelően modulálva átküldhető a repülő szerkezetünkre.

Elektromos áram forrásai

Pb – ólom-savas akkumulátorok nagy múltra tekintenek vissza: felfedezésüket 1859-re datálják. Ugyanebben az évben felfedezték a széncink elemeket és a NiCd akkumulátorokat, de mivel olcsó és egyszerű volt az előállításuk, alacsony energiasűrűségük ellenére (40-50Wh/kg) még mindig használják őket széles körben. Töltésük egyszerű, feszültségkorlatos, tárolásukat teljesen feltöltött állapotban végezzük éves tornáztatással (lemerít-feltölt) vagy cséptöltés mellett, néha töltött száraz állapotban. Alacsony energiasűrűségük miatt a modellezésben földi állomások és berendezések energiaellátására használhatók. Nehézfémtartalmuk miatt elhasznált elemeket elhelyezése csak erre szakosodott gyűjtőhelyeken engedélyezett!
Alkáli elemek
– egyszer használatos 1,5V feszültségű elem. Általában kis teljesítményű RC játékokban használják. Üzemeltetés során nem alkalmasak hirtelen nagy ampereket leadni – maximumuk 0,2C környékén van,– energiatárolásuk viszonylag magas: 3-4000mAh. Eldobhatóságuk miatt drága megoldásnak minősül mind környezetvédelmi, mind anyagi szempontból.
NiCd – nikkel-kadmium (nikad-nak szokták ejteni) újratölthető elemek, melyekkel kiválthatjuk az alkáli elemeket (AAA, AA, C, D). Ugyan a NiCd cellák csak 1,2V előállítására képesek, azonban több-százszor tölthetőek, akar névleges kapacitásuk hússzorosát is képesek leadni (20C)  és olcsók. Hátrányuk a töltés memória és viszonylag nagy önkisütési ráta, hosszabb tárolás után célszerű újraformázni. Töltés előtt ajánlott az akkumulátort kisütni (lemeríteni 0,5V alá). Töltésük során a következő áramértékek betartása maximalizálják a NiCd cella élettartalmát: töltés 0,1-0,2C -vel, a töltés utáni csepptöltés 0,05C. Jó választás lehet RC autók és hajók motorjainak, illetve repülők vevőegységeinek táplálása számára. Elhasznált/régi elemek háztartási hulladékgyűjtőbe dobni tilos!
NiMH – nikkel-metál-hidrid elemek tulajdonságuk jobbak, mint NiCd elemeké: könnyebbek, tovább tartják a töltésüket, de elődjeiket nagyobb csúcsáram jellemzi(15A vagy 8C fölött inkább NiCd akkumulátort használjunk). Sanyo Eneloop és GP ReCyko+ különösen jó energiatárolási tulajdonságokkal bírnak. Használat során egy kis odafigyelést igényelnek, “mert nem szeretik” a teljes lemerítést. Sajnos nincs semmi ingyen, minél kisebb a belső ellenállása az akkumulátornak, annál nagy áramot képes leadni, annál többet kell foglalkozni vele tárolás során. Ez lényegében annyit jelent, hogy tárolásukat félig feltöltött állapotban kell végezni és kb. 2-3 hetente le kell meríteni őket nagy árammal 0,9V-ig, és újratölteni 50%-ra. Kisebb súlyuk miatt alkalmazhatóak repülőgépmotorok táplálására, de legjobb alkalmazási területük az RC autók világa illetve készíthetünk vevő akkupakkokat (elérhetik a 100-110Wh/kg).
LiPo – lítium-polimer akkumulátorok nagy népszerűségnek örvendenek RC repülő- és helikopter-modellezők körében. LiPo cellák nagyon könnyűek a többi típushoz képest, akár 500 újratöltési ciklust is képesek elviselni, 3,7 V állítanak elő cellánként és rövid távon 100-200A leadására is képesek (75-100C, 3000W/kg). De figyelni kell a gyártó által előírt értékekre, mert nehezen viselik a túlterhelést és a túlmelegedést. Használat során a cellák feszültsége ne menjen 3,0V alá, egyéb esetben cellák épsége nem garantált, különösen, ha alacsony feszültségük tartós. Többcellás pakkok esetében használat előtt a cellák feszültségét azonos értékre állítsuk, a töltésüket pedig csak speciálisan kifejlesztett mikrokontroller-vezérelt balanszer töltővel végezzük (energiatárolásuk akár 300Wh/kg). Tárolás szempontjából igénytelenek, bár egyes források alacsony hőmérsékletet ajánlanak. Félévente érdemes ellenőrizni a feszültségüket és igény szerint feltölteni a cellákat 3,8V-ig. Korábbi cellák potenciális gyúlékonyságuk miatt lettek hírhettek, azonban a forgalomba található LiPo-k már stabilak, és odafigyeléssel sokáig szolgálnak bennünket. Röviden összefoglalva – mimóza lelkű óriások, – tartsuk őket szűk feszültségi tartományon belül (3,0-4,2V per cella).
LiIon
LiFe – lítium-ferrit-polimer ferrit akkumulátorok sokban hasonlítanak a LiPo társaihoz, azonban üzemi feszültségük alacsonyabb – 3,3V ezért a töltési maximum feszültségük is 3,6V! Névleges energiatárolási képességük 1700Wh/kg.
A123 – lítium-ion-fosfát akkumulátorok, melyek hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a LiFe akkumulátorok, azonban nehezebbek, nagyobbak de nagyobb árammal tölthetőek, ami drasztikusan lecsökkenti az akkumulátorok töltési idejét. Tárol energiasűrűségük nagyobb, elérheti a 240Wh/kg és az újabb fejlesztésű cellák akár 100C nagyságrendű áramot is képesek leadni rövid időn belül.

BEC – áramforrások elektronikus megoldása, mely magasabb feszültségű akkumulátorokra kötve előállítja a szükséges 5V feszültséget. Általában 3-5A folytonos áram leadására képesek, ami kielégíti a közepes méretű modellgépek igényeit.

FlySky 9x – módosítások

By , 2012. April 12 12:32

És végre itt a várva várt pillanat (na, nem a távirányító számára)! Felfegyverkezve csavarhúzóval, forrasztópákával, új tudással, egy kis türelemmel, meg csipetnyi szabadidővel elkezdjük a beavatkozást (ha eddig még nem forrasztottál smd-t nyákra, talán nem a legjobb pillanat elkezdeni, de ezt mindenki döntse el maga). Akkumulátor maradhat, hat csavar ki, fedlap leszed, 12-tűs csatlakozó dugó gondosan kihúz az alapi foglalatból, és elérhetővé vált a távirányító szíve, pontosabban agya minden létfontosságú szervvel. Na nem kell azonnal kiszedni, meg lobotómiát végezni rajta, csak egy kis bájpassz kerül bele. Ha már egyszer felnyitottuk a gép burkát, akkor több problémát is próbáljunk meg orvosolni.

MODE1-töl a MODE2-ig

Gyakran találkozhatunk a fórumokon azzal a kérdéssel, hogy miben tér el a Mode1 és a Mode2 kialakítású távirányító? A Mode1 olcsóbb, tényleg jobb a Mode2-nél? Lényegében semmivel sem jobb, vagyis alkatrész mennyiségében nem térnek el. A felépítés szimmetriájából adódóan csak pár apró alkatrész került át az egyik oldalról a másikra. Ezek általában kapcsolók, feszítő rugók, fékező lap meg pár csavar. Ezen alkatrészek 15 perc alatt a megfelelő oldalra könnyedén átrámolhatóak. Kell hozzá egy kis csavarhúzó, egy csipesz, meg egy csipetnyi türelem. A lépésekről majd a képek mesélnek:

mode1->mode2 00 mode1->mode2 01 mode1->mode2 02 mode1->mode2 03 mode1->mode2 04 mode1->mode2 05 mode1->mode2 05 mode1->mode2 06 mode1->mode2 06 mode1->mode2 08 mode1->mode2 09 mode1->mode2 10 mode1->mode2 11 mode1->mode2 12

A bal bot függőleges középre-húzó kar rögzítő tűjét húzzuk ki, akasszuk le a visszahúzó rugót. A jobboldali bot féklemezét tegyük át bal bot mechanikájára és állítsuk be a kívánt feszességet csavarok meghúzásával. Jobboldali botnál tegyük helyére a visszahúzó kar rögzítő tűjét, és akasszuk be a rugót a műanyag fülbe. A kar egyik végét tegyük a rugó fülébe, nyomjuk le a kart és szintbe hozva a rögzítő tűvel, toljuk bele a tűt. Ezután már csak a rugók feszességének beállítása maradt hátra.

Szimulátor PPM jel normalizálása

Ha V.2 távirányítónk van, akkor első lépésként érdemes szimulátorozással kapcsolatos javítást elvégezni. A probléma ugyanis az, hogy ha a frekvencia modult nem lehet levenni, akkor általában a helyén marad és szimulátor használata során sugároz – a szimulátor kábel nem von el annyi energiát, hogy az RF modul ne tudjon inicializálni. Ezért egy kis ellenállással megbolondítva az áramkört el lehet érni a megfelelő feszültségesést. Ehhez megkeressük a megfelelő pályát a frontális burokra (előlapra) rögzített nyáklapon (balról 6. tű a tűsoron) és vékonyan elvágjuk a réz vezető pályát (nem kell gödröt vájni). Egy kis felületen eltávolítjuk a lakkot, hogy forrasztható legyen. Ezután vagy SMD, vagy furat szerelt 1 kOhm nagyságú ellenállást forrasztunk a szakadás áthidalására. Személy szerint az SMD megoldás közelebb áll hozzám, mert tisztább, szebb eredményt ad.

t9x szimulátor mod t9x szimulátor mod t9x_smd_simulator_resistor

Fordított polaritás elleni védelem

És megint valaki fordítva dugta rá a rádióra az akkumulátor, és megint elektromos meghibásodás füstje terjeng a levegőben. Aki megtette, tudja, hogy a 2 másodperc hosszú idő. Sajnos, ezt a számos modellezőnek bosszúságot okozó problémát még mindig nem orvosolták a gyártók. A csatlakozó olyan formájú, amely ugyan előfordul az akkumulátorok világában, de általában a 7,4V LiPo akkumulátorok balanszer végen. És ha azt rádugjuk, azonnal kapunk egy rövidzárlatot, mert a rádió lábkiosztás: [— + —]. Ha pedig JST csatlakozót használunk, könnyű mellényúlni. Az elsődleges megoldás tehát: FIGYELJETEK ODA A POLARITÁSRA!

De ha van egy kis időtök, egy kis műszaki érzéketek, egy forrasztó páka meg egy multiméter, akkor ‘bolondbiztossá’ tehető a készülék. Az első módszer az az aszimmetrikus csatlakozó alkalmazása, mely csak egy bizonyos tájolásban dugható össze. Ez lehet akár egy JST vagy egy fülezett szervó csatlakozó páros.

És ha már megtörtént a baj és az áram az ellenkező irányba megindult. Akkor készüljünk fel arra, hogy akár NÉGY darab feszültségszabályzót és pár elektrolitikus kondenzátort is gajra vágtunk. Nem nagy tétel, de méricskélni, forrasztani kell. Előfordul, hogy akkora áram indul meg visszafelé, hogy felperzseli a nyák áramellátó pályáit.

Legelső alkatrész, mely valószínűleg elfüstöl ilyenkor, az egy tantál elektrolitikus kondenzátor (sárga vagy fekete pici kocka fehér csíkkal). Általában ez egy 226C vagyis 22uF 16V értékű alkatrész. Tartalék miatt használjunk azonos kapacitású de 25V feszültségre szánt alkatrészt ha rádiónk táplálására 3S vagyis 11.1V LiPo akkumulátort használunk.

dsc_2229

Firmware frissítés – elmélet

Aki elérte ezt az oldalt, az már titkon, néha még saját magától is rejtegetve, pátyolgatja a gondolatot, hogy egyszer azért belenyúl abba a fránya távirányítóba, hiszen annyi lehetőség rejlik benne. Sok magánfejlesztésnek köszönhetően új firmware-eket próbálhatunk ki a távirányítónkban, és eldönthetjük, melyik vala kényelmesebb, hasznosabb számunkra. Mivel a fejlesztések többsége open source licenc alatt fut, mi magunk is tehetünk hozzá, vagy éppen elvehetünk belőle, de ehhez kicsit többet kell tudni az eszközökről és a projektekről. Egyes firmware-ek hardver módosítást is igényelnek.

A FlySky 9x távirányító (bár több brand alatt is fut) kemény külseje alatt egy igen szorgalmas és szeretni való kis 8 bites mikroszámítógép ügyködik: egy Atmel ATmega64A. Dicsérhetném oldalakon át, hogy mennyire nagyszerű és strapabíró találmány, de ezt a kis könyvében úgyis jobban leírták az alkotói. Áldott tulajdonsága az önmagát írni való képessége, ráadásul ezt az áramkörbe beültetve is el tudja végezni (ISP). Majdnem elpusztíthatatlan és olcsó – ezen tulajdonságok teszik tökéletes alannyá a kreatív elmével megáldott modellezők számára.

Ahhoz, hogy a firmware-t a mikrokontrollerbe töltsük, össze kell kötnünk egy számítógéppel (ez lehet PC, Mac, vagy egy programozó eszköz). Ehhez 6 lábat kell megkeresnünk a mikrokontrolleren (zárójelben az ATmega64A kivezetés számai): SCK (11), MOSI (12 vagy 3 [Tx]), MISO (13 vagy 2 [Rx]), RESET (20), GND (63), VCC (64). Hogy a feszültséget és az időzítéseket megfelelő szinten tudjuk tartani, egy programozót is közbe lehe iktatni. Ilyenkor a számítógép valamilyen módon átadja a firmware bináris kódját a programozó eszköznek, és az gondosan ügyelve a megfelelő feszültségekre az időzítésekre adagolja a mikrokontrollernek. Munkánkhoz lényegében bármelyik AVR programozó eszköz megfelel, mely ismeri az ATmega64a mikrokontroller speciális igényeit, de ha ajánlhatom, legyen AVRdude kompatibilis. Sok AVR-piszkáló program ezt a kis parancssoros programot használja a háttérben és szintén open source:), – futtatható mind Windows mind Linux környezetben, támogatja a COM, az LPT és az USB portokra kötött programozó eszközök hadát, ráadásul, a támogatása is jó.

atavrisp

Talán a legegyszerűbb programozók a soros és párhuzamos portra köthető egységek: nem igényelnek speciális drivert, de oda kell figyelni a lábkiosztásra, és megbosszulhatják, ha hibázunk. USB ISP-k ugyan igényelnek drivert, de elláthatják árammal a programozandó eszközt.
párhuzamos port. Ha biztos a kezünk, elég lesz pár 220 Ohmos ellenállás. Ha rákeresünk a témára, ezerszámra jönnek a találatok. Egy példát én is bemásolok, de könnyű kiereszteni a portból a füstöt, ezért más megoldást javaslok.
soros portra köthető egység elkészítése sem igényel atomfizikusi diplomát. Részletes leírását a diy4fun oldalán találtam. Az eszköznek összköltsége nagyjából egy gombóc fagyi árával mérhető, és egy órányi munkánkba kerül. Ha sikerült összerakni, kell hozzá egy soros port a PC-n, vagy egy USB-RS-232 átalakító, egy program, – mondjuk PonyProg vagy AVRdude és hozzá AVRdude GUI. A program menüjében válasszuk ki a megfelelő eszközt: SI Prog API vagy ponyser és akkor már flesselhetünk is.
USB port. AVR Pocket Programmer (driver), USBTinyISP, mySmartUSB light és a modellezők körében igen népszerű: USBasp. Ráadásul nevetségesen olcsó. Végiggondoltam, hogy mennyi idő kell egy egyszerű programozó összerakásához, és végül rendeltem egy USBasp-t. Érdemes ezenkívül még megtekinteni még a WinAVR illetve az AVR Burn-O-MAT programokat. Hasznos társaink lehetnek a jövőben.

A következő módosításokat mindenki a saját felelősségére végezze, semmilyen garanciát nem vállalunk a módosításokért!
A távirányítóban elvégzett módosítások garanciavesztéssel járnak!

Aki átlép ezen a küszöbön, magára vessen :). Innen nincs visszaút, mert minek is mennénk vissza a sötét középkorba.
A programozó bekötéséhez célszerű csatlakozóra kivezetni a szükséges lábakat, és azt egy biztonságos helyen beépíteni a távirányító dobozába. Ehhez megkeressük az ISP-hez szükséges vezetékeket. A távirányító alaplapján, a mikrokontrollertől balra (felirata alapján), közelebb a távirányító talpához találunk ezüst pöttyöket: teszt vagy programozó padok (FlySky V.1.x alaplapján sajnos nem jó helyre kerül az egyik potty, így le kell majd kaparni a lakkot az egyik pálya kis szakaszán). Ezen lakkmentes területekre forrasszuk a vezetékeket, és egy csatlakozóba összefogva őket kivezetjük. Mivel a mikrokontroller két kommunikációs porttal is rendelkezik, így egyes esetekben lehetnek eltérések a bekötésben, de a következő az általános:

ATmega64 TQFP ATmega64 id_v2 ATmega64 SPI ISP-connector ISP-connector ISP-connector

Ezzel a készülékünk készen áll a szoftver frissítésre. De még mielőtt a firmware bugyraiba belevetnénk magunkat, és a távirányító is a boncasztalon van, nézzük meg, mit tehetünk még a távirányítónk jobbá tételéért.

FlySky 9x – lélektan

By , 2012. April 8 12:38

Számomra a távirányító legvonzóbb része a szoftver, és annak folyamatos szabad fejlesztése. Sokan készítenek videókat, írnak cikkeket a készülék használatáról, megoldásokról és trükkökről. A párhuzamos fejlesztések megtették a jótékony hatásukat és mára egy tucatnyi új firmware (elektronikai eszközt vezérlő mikroprogram) létezik, ráadásul ezeket mi magunk is módosíthatjuk, beírhatjuk az eszközbe. Ezzel a távirányítónk új tulajdonságokra, tudásra tesz szert, ezzel válik jobbá, kényelmesebbé, hasznosabbá számunkra (módosított menü, új mixek, telemetria, PPM csatornaszám, moduláció iránya, frame/keret hossz stb.). A kreatív modellezők nem csak firmware-t, hanem a hardver részét is átépítették. Egy ilyen alaplap sajnos többe kerül, mint egy komplett rádiószett. De nézzük előbb, mi rejtőzik a műanyag bőr alatt.

A készülék lelke egy Atmel ATmega64A 8 bites mikrokontroller, mely rendszeres időközönként leolvassa a potméterek (3+4), kapcsolók (7), trimerek (4) és gombok(6) állapotát/helyzetét, kiértékeli a mixfüggvényeket, előállítja a PPM jelet és kezeli a 128 x 64 pixeles molochrom LCD kijelzőt. A következő ábra a működési elvet mutatja be (távirányító beállítása nélkül):

FlySky kapcsolók

A rendszer kétféle bemenetet fogad:
1. analóg – potméterek, botkormányok – alapvetően feszültségváltozást idézünk elő mozgatásukkal, amit az analóg-digitális konverter egy bináris számmá átalakít (-512 és 511 érték között). Mivel minden potméter egy kicsit más, ezért a végállások meghatározásához kalibráció elvégzése szükséges (pl. szoftverfrissítés után).
2. digitális – kapcsolók, gombok – bináris értékű adatot szolgáltatnak: (On-Off, a háromállású kapcsoló két kapcsoló egyesítésével hozták létre).

Kezdjük talán a legfontosabbakkal (rajzok, jelölések MODE2-re értendőek).

— potméterek:

  1. AIL – csűrő
  2. ELE – magasságkormány
  3. THR – gázkar
  4. RUD – oldalkormány
  5. P1 – potméter – Hov.Pit
  6. P2 – potméter – Hov.Thr
  7. P3 – potméter – Pit.Trim, AUX2
  8. (a nyolcadik ADC port a feszültség mérését végzi)

Ezen analóg bemenetek digitalizálás után átesnek egy normalizáláson, amely a kalibrációs adatok alapján a kapott értékeket a megfelelő számtartományba helyezi. A botok adatait ezután még egy Dual Rate és Expo szűrő tovább igazítja.

Dual Rate (D/R) – gyakran kettős kitérítőnek nevezik, bár szerintem, nem adja át azt, amire használják. Lényegében a szervók maximális kitéréseinek korlátozására szolgál. Lassú repülésnél lehet 100%, ha nagy sebességgel haladunk, akkor a 60% is elegendő a manőverek végrehajtásához. (egy szorzóról van szó, melyet a függvényparamétereknél használjuk)
Expo – alapvetően a szervók lineárisan követik a irányító botok mozgását. Ennél kényelmesebb és precízebb irányítás nyújt az exponenciális követés: a közép vagy minimum állapot körnékén kevésbé érzékeny, kisebb kitérést, finomabb mozgást tesz lehetővé, míg a végálláshoz közelítve egyre erőteljesebb reakciót vált ki.

dr-expo

— kapcsolók, gombok:

  1. T.Cut – motor leállító
  2. Rud.D/R – oldalkormány kitérési tartomány váltó
  3. Ele.D/R – magassági kormány kitérési tartomány váltó
  4. F.Mode – (AUX 3), 3-állású repülési mód választó kapcsoló (ID0 – a felső, ID1 – középső, ID2 – az alsó pozíció)
  5. Ail.D/R – csűrőkormány kitérési tartomány váltó
  6. Gear– futómű kapcsoló
  7. TRN – oktató kapcsoló (rugós visszatérítésű)

Trimerek – 2-2 gombkapcsolóval ellátott csúszkák, melyek segítségével ofszet hozzáadást végzünk, vagyis elmozdítjuk valamely irányba a karok középértékét. Gázkar esetében a minimális érték körüli eltolást végezzük a trimmelő kar segítségével. A szélső kar kitérésekhez közelítve a trim hatása csökken és maximális kitérésnél egyenlő a nullával (-31 – 32, de elérhető az 512 is 4-foku polinóm segítségével).

SW1 .. 6-os – Speciális szoftveres kapcsolók, melyek segítségével kijelző képét, távirányító és modellünk beállításait elérjük el, változtatjuk (ezekről és még sok-minden másról bővebben a er9x projekt magyar leírásában olvasható).

flysky-flow
Adatok feldolgozásának folyamata a FlySky távirányítóban.

Mixer – függvényék, paraméterek, változók rendezett halmaza, – ez a mag, mely összeköti a szoftver egyes moduljait, meghatározza a kimenő adatok értékeit (akár 16 csatorna is lehet!) a bemenő adatok függvényében, elvégzi a bemenő adatok súlyozott kiértékelését, figyel az időzítésekre.
Curve-válaszgörbék, melyek a bemenő és a kimenőjelek közti összefüggést írják le. Áldott tulajdonságuk, hogy csak az összefüggést írják le. Az forrás és a kimenet hozzárendelkezik a mixben történik, ezért ugyanaz a függvény több mixben is felhasználható.
SoftSwitch – szoftveres gombok, funkcionálisan úgy használhatjuk őket, mintha kapcsolók lennének, de nem fizikai kapcsolóval vannak összekötve, hanem logikai feltételeket tudunk rendelni hozza. Ha a feltétel teljesül, akkor bekapcsoltnak, ha nem teljesül, akkor kikapcsoltnak tekinti a rendszer.
SaftySwitch – biztonsági kapcsolók – biztonságos magas prioritású értéket rendelhetünk egy csatornához egy kapcsolón keresztül. Például -125 értéket a 3-s csatornához, miközben állítjuk a többi csatornát, megakadályozva a véletlen elindulást.
Limit – (máshol lehet ATV, EPA, AST) a legjobb esetben a szervók úgy vannak mechanikailag összekötve a vezérszervekkel, hogy azok teljes mozgásterükben szabadon, ütközés nélkül, teljesen kitérnek. Ha erre nincs lehetőség, komputeres rádión korlátozni lehet a kibocsátott jel értékét, ezzel korlátozva a szervó mozgását (pl. az kiküldött maximumok -256 – 255 helyett csak -232 – 231, de lehet aszimmetrikus is – ilyen az EPA). Ezt kétfeléképpen lehet megvalósítani: korlátozzuk a kimenő jel nagyságát (ilyenkor egy holttér keletkezik az irányító karok végállásaiban) és függvényparaméterek súlyozása (AFR) – ilyenkor a jelkeverő függvények bonyolultabbak és nagyobb számítási teljesítményt igényelnek.

Lehetne még többet, részletesebben írni a rádió lehetőségeiről, de ez már megtették mások, így nem folyok bele a többoldalas litániákba. Fontos megemlíteni még, hogy egyes firmware verziókban nincsenek fix funkciójú kapcsolók! Bármelyik kapcsoló bármi lehet. Ami már szintek fantasztikum, hogy a távirányítót számítógépes programon keresztül (compagnion9x, ePee) is tudjuk programozni, modellbeállításokat fel/le-tölteni a készülékbe, meg tudjuk osztani másokkal.

Azok számára, kik szívesen belenéznének a belsejébe, csatolom a kapcsolási rajzot is, bár később még boncasztalra kerül a távirányító.

FlySky 9x – az alapoktól

By , 2012. April 7 15:23

Igazi sikertörténetnek lehetünk szemtanúi. Követve az FlySky\iMax\Turnigy 9x (innentől csak FlySky 9x) távirányító fejlődését, a klónok és az erre a modellre épülő újabb egyéni fejlesztésű rendszerek alakulását. A siker titka talán az Open Source-ban és a hobbi világban egyre nagyobb teret hódító Atmel AVR mikrokontrollerekben keresendő. Talán nem elhanyagolható az sem, hogy a távirányító szett a többihez képest “piszkosul” olcsó. Tény, hogy a külseje inkább egy játékra hasonlít, de be kell vallani, hogy a kis rusnya külső alatt nagy lehetőségek rejlenek.

Pár szó az első kiadáshoz

TR 9x Ha visszaemlékszem a debütálásra, akkoriban úgy tűnt, ez is csak egy próbálkozás létrehozni egy olcsó, 2,4 GHz feliratú távirányító rendszert, amely egy kis morzsát szeretne csippenteni a távirányítók piacának tortájából. A “vén motorosok” addigra (kb. 2009 tavasza) már bizonyítottak és megbízhatóan igazolták, hogy a jövő frekvenciája a 2,4 GHz. Természetesen nem adták olcsón az újdonságot, de szállingóztak az új modulok, új márkanevek (Corona, Assan) és a panaszok az olcsóbb kínai gyártmányú 2,4. rendszerekre. Ilyen körülmények között jelentek meg az első FlySky 9x dobozai a boltok polcain. Ennél a rádiónál már érezni lehetett, hogy a kínai gyártók komolyan gondolják a 2,4 GHz technológiájú felszerelések beszállítását az RC piacokra.

Már az első kiadású 9x rádió olyan szolgáltatásokat/funkciókat nyújtott, melyek eddig csak a drágább testvérekben voltak jelen. A gyártó szerint elsősorban helikopterekhez lett fejlesztetve, de tartalmazta az ACRO (repülő) és a GLIDER (vitorlázó) előre programozott típusokat is. Ellátták bőven kapcsolókkal és tekerőkkel, de személy szerint hiányolom a csúszkákat az oldalán, melyek segítségével könnyedén trimelhető egy vitorlázó a fogás váltása nélkül. A 128×64 felbontású grafikus LCD kijelző, a repülési mód kiválasztása menüből, a JR 9303-hoz nagyon hasonló intuitív menü, melyet 6 gomb segítségével lehet kezelni. Ezen kívűl az ötpontos görbék, a DSSS rendszer (Direct Sequencing Spread Spectrum – csak egy csatornát használ) – még ha nem is olyan ellenálló a mostoha rádiókörülményeket tekintve, mint a Futaba vagy Spektrum rendszer –, a redundáns vevő egység és kétségtelenül az 50 USD alatti ára kedvelt bevezető és teszt rádióvá tették.

Minőséggel kapcsolatos aggályok sajnos nem voltak alaptalanok. A FlySky 9x-et hirdető díszcsomagok többször is lekerültek a boltok polcairól. Természetesen, hibátlanul működő példányok is voltak nagy számban, ami a kínai ipar minőség-ellenőrzés teljes vagy részleges hiányát mutatja. Az alig olvasható, hiányos angol nyelvű leírás, az áramingadozásra érzékeny vevő egység (Ha valamilyen oknál fogva 2,4V alá csökken a feszültség, a kapcsolat bomlik, és az áramellátás helyreállása után sem épül fel újraindítás nélkül.) valamint a FailSafe hiánya negatív bélyeget nyomtak a termékre.

Megjegyzésként csak annyit, hogy olcsó távirányítóhoz olcsó repülőgépet, és akkor nem ér nagy csalódás. Mindennek megvan a maga helye és ideje.Ez egy olcsó, hasznos és kényelmes távirányító, de egy sugárhajtású gépet nem bíznék rá, már ha lenne olyanom.

9x, második kiadás

CX CT9a Eltelt egy kis idő, történt egy kis ráncfelvarrás, egy kicsivel több tapasztalatot szerzett a fejlesztő csapat, és piacra került a már mindenki által jól ismert távirányító második kiadása; kicsit más, kicsit jobb. Miután minden RC csapból is az folyt, hogy tényleg jó, kíváncsi lettem rá. Így én is tulajdonosa lettem egy ilyen rádiónak, annak ellenére, hogy már pár éve egy Futaba rádió a társam a modellezésben.

Megérkezett a nagy és meglepően könnyű csomag. Első ránézésre a régi ismerős, a FlySky 9x, de az új verzión a régi teleszkópos antenna helyett egy 2,4 GHz-es egységet találtam, amely egy “V2” szórt spektrumú, 2,4 GHz-es modullal van egy vezetékkel összekötve, sajnos fixen. Minden esetre érdekes gondolat egy nem levehető modullal ellátott modulos távirányító piacra dobása. :) Ha egy másik gyártó modulját szeretnénk használni (Corona, FrSky, FlyDream, Assan..), akkor elő kell venni a forrasztópákát, vagy a harapófogót. Mi több, az árván maradó antenna inkább zavarja majd az új modul adását, mint sem segítené – érdemes tehát azt is leszedni. Ezen kívül nem sok minden változott a megjelenésében: masszív ház, JR-jellegű menü, kapcsolók és egyéb vezérszervek megszokott helyen és kifogástalanul működnek, bár én még mindig keménynek érzem a gombokat. A súlypont helyzetével nem sokat foglalkozott a gyártó, annak ellenére, hogy most már könnyebb antennát kapott, és ha a nyakunkba akasztjuk, dőlni fog a távirányító felénk. Továbbra is riaszt a rádió, ha a kapcsolók nincsenek alapállásban bekapcsoláskor. Előkerült a csavarhúzó, belenéztem. A forrasztások még mindig nem az igaziak, bár némileg javult a helyzet. Sok helyen látszik a kézi forrasztás nyoma. És mit látnak szemeim: robbanásszerűen szétfröccsent ón. Na, ezt alaposan ki kell majd tisztítani. Van még a dobozban egy vevőegység és más semmi: se akkumulátor, se töltő, se CD, se használati, se szervók. 60USD-ért ennyi jár. Igazából, nincs is szükség rá, csak legyen internet hozzáférés. Mindent megtalálunk ott, amire szükségünk lehet, sőt!

Az új vevőegység szatellit egység nélkül érkezett. Úgy tűnik az “új” FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) frekvenciaváltós rendszerre bízzák a kapcsolat sorsát. Remélhetően a gyártó kellően megnövelte az egység érzékenységét és a zavarelhárító képességét. A “V1” vevő érzékenysége, ahogy azt korábbi független mérések kimutatták, 9-10-szer alacsonyabb volt a hasonló márkás vevőkhöz képest, ezért szatellit nélkül használva már 100 méter távolságnál időszakos szakadásokat produkált. Az újonnan érkezett rendszer moduljára ugyan rá van írva, hogy FHSS, de hát ennyi pénzért mire lehet számítani? A vevő kereskedelmi ára 9 USD. Megmaradtak a kételyek, de a mérések mindent elárulnak: A rendszer folyamatosan használja a 16 csatornát és a modul teljesítménye is nagyobb. Nos, ez már biztató! Bár, valószínű, hogy még mindig nem olyan megbízható, mint mondjuk a Futaba, a Hitec vagy a Spektrum, de már fényévekre megelőzte az eredeti “V1” rádiórendszert, vagy akár egyes távirányítókat, melyekért akár kétszer annyit is elkérnek.

FlySky DSSS module spectrumFlySky FHSS module spectrum
A vevő belsejében is történt némi változás: egy egyszerű negyedhullámú drótantennát dipólus antennára cserélték, amely kicsit érzékenyebb az elődjénél. Legnagyobb változást talán a folyamatos csatornaváltás fogja hozni a korábbi fixcsatornás működéshez képest, amit korábbi verziónál használtak. Ez a kombináció már jól bevált a Hitech-nél is. Sajnos továbbra is ugyanaz a nem túl érzékeny chip van a vevőben, és semmilyen előerősítőt nem találunk előtte, ami javítaná a vevő teljesítményét. A kristályt sem ártana egy nagyobb SMT verzióra cserélni, mivel az utóbbi kevésbé érzékeny az ütésre (amivel sajnos számolni kell). A párosítást visszajelző LED nagyon mélyen a vevő belsejében világít, mezei körülmények között meg kell küzdeni, hogy észrevegyük a jelzéseit. Maga a párosítási folyamat egyszerű és gyors, csak megfelelő helyre kell illeszteni a “kulcsot” és megnyomni egy gombot a távirányító modulján. Sajnos, ez a verzió sem ismeri a FailSafe fogalmát (csak PCM moduláció esetén érhető el). Bármennyire is szeretnénk, hogy másképp legyen, ez a távirányító még mindig a kis gépekhez való. De ha illesztenénk hozzá egy jobb frekvenciamodult … .

Panorama Theme by Themocracy