A távirányító

A távirányító az egyik legfontosabb alkotóeleme az FPV repülésnek. Egy jó távirányító .... de mitől jó egy távirányító?

Korábbi álláspontunk és megoldásaink lényege, hogy professzionális rádiókat vettünk alapul a feladat megoldásához. Minden készülék gyári  megoldás, és kapható. Egy kicsit átalakítottuk, vagy egyszerűen csak alkalmaztuk. A hatótávolságról nincs igazán értelme beszélni, hiszen ezek a készülékek a szokásos kommunikációs formában (átjátszó üzemmód), 150-200km-t át tudnak hidalni (lsd. amatőr átjátszók). A repülőn való alkalmazásuk műszaki értelemben nem sokban tér el ettől, csak a moduláló jel nem beszéd. A rendszer jól is működött, de tovább kellett lépnünk. A hagyományos PPM jelek továbbítása FM rádiókon jól működik, de könnyen szabotálható. A PPM jeleket más is előállíthatja, s akár a gép irányítását is átveheti. A fix csatornákon történő működésnek megvan az a hátránya, hogy ha zavarás lép fel, ami lehet akár szándékos is, akkor már csak a robotban bízhatunk.  A hoppingol-kifejezést én nem szeretem, de kétségkívül találó. Tehát mindenképpen szükség van frekvenciaváltogatásra.

Hamár belevágunk egy ekkora átalakításba, akkor érdemes áttekinteni a kereskedelmi forgalomba kapható távok tulajdonságait.

TS, DMD, OpenLRS mind egy-egy RF chipet használnak az adatátvitelhez. A TS pl. a MICRF620 típust. Ezek általában nagyon egyszerű és kiváló megoldást adnak a garázsajtó nyitásához, de  nemigazán nagy távolságú adatátviteli célokra készültek. Rossz a zajszámuk, nem igazán szelektívek, érzékenyek a zavarokra.  Alkalmazásuk a felhasználandó frekvenciasávot is meghatározza, hiszen ezek az IC-k csak a szabványos free sávokban működnek.  Mivel egy rendesen felszerelt pici FPV gép ára közel fél milla, úgy döntöttünk, hogy ezt nagyon komolyan kell venni és egy másik tudomány-területről szerezzük be a hozzávalókat. Ez pedig az ürkutatás.  Persze ez csak kiindulási alap, mert az ürbeni kommunikáció sokmindenben eltér a földitől. Rögvest az elején a frekvenciasáv választásánál már így is jártunk.  A mikrohullámok jól terjednek a világürben, de rosszul földi körülmények között. Nekünk olyan frekvenciára van szükségünk, ami jól terjed a földön. Szerencsénk volt, az EU szabályozás miatt megszünt az OIRT műsorszóró sáv, amelyet ugyebár azért használtak előszeretettel a volt KGST országok, mert jól terjed a földfelszín közelében. Óriási szerencse, hogy a 72MHz standard modellirányító sáv,  mindegyik megoldás tudja az extrém távolságokat és olcsón könnyen kivitelezhető. Ez a sáv korábban OIRT műsorszóró sáv volt, tehát itt zavarás eleve nem valószínű, de minket már az sem érdekel, hiszen a rendszer zavart környezetben is kiválóan mnűködik. Természetesen a rádiók hagyományos felépítéséről nem mondunk le. A vevő kétszer transzponált igen kíváló szelektivitású, és egy korszerű előerősítő gondoskodik a nagyon kicsi zajszámról. Ez már EMEse esetén is bevált. (EMEse, egy a videótechnikához fejlesztett előerősítőnk, 0.25-ös zajszámmal)

A tapasztalat eddig azt mutatja, hogy így igaz. Nagyon jól, nagyon messze terjed, alig van légköri zavarás. Hamár kódoltan kell kommunikálni, akkor teljesen felesleges PPM jelekké alakítani a Joystic potmétereinek állását, számként is továbbítható, és sokkal egyszerűbb.

Hamár belevágunk egy ekkora átalakításba, néhány régi vágyat is megvalósíthatunk:
A távirányító legyen valóban irányító, és ne csak a szervókkal foglalkozzon, hanem lehessen vele kapcsolni szabályozni mást is, ami a fedélzeten van és régóta fáj rá a fogunk. (Pl. a videócsatorna frekvenciája, ) Egyetlen adatbájtban 8 különdöző dolgot kapcsolhatunk ki, vagy be és nem kell bajlódni az impulzus hosszakkal.

Nos az egyszerű távirányítóból komplex adatátviteli eszköz lett. Az irányító pult képes külső adatcsomagokat fogadni és továbbítani a gépre, míg a gépen lévő vevő felismeri, hogy az üzenet kinek szól és annak továbbítja. Ennek hatására át kellett gondolnunk a fedélzeti elektronika logikáját is. Ami eddig egyszerűnek tünt, az látszólag bonyolultabb lett, pedig nem. Logikusabb és komplexebb lett a rendszer. A fedélzeten az adatok továbbítása busz rendszeren történik. A vevőegység és szervók kezelése különvált, külön szervo egység, külön processzor gondoskodik a szervók működéséről. A buszrendszer megszüntette a kábelkötegeket. A Servo Control Unit (SCU) lehetővé teszi a stabilizált üzemmód megvalósítását robot nélkül. A szervokat a robot éppúgy irányíthatja, mint a táv, csak ekkor az adatforgalom a robotból az SCU felé történik, a távirányító pedig átalakul upload adatátviteli csatornává. A buszrendszer segítségével a fedélzeti szenzorokat is többen használhatják. Hogy kerek egész legyen a rendszer kiegészítettük egy lefelé irányuló adatcsatornával. A Down Data Link Unit (DDLU) felelős az adatok a Ground Control Station (GCS) hez történő lejuttatásáért. Ez az egység alapértelmezetten összegyűjti a szenzorok adatait és leküldi  a GCS-nek.  A  legfontosabb adatok:  akku -fesz,  pillanatnyi áramfogyasztás,  GPS koordináták , rádióvevő térerőmérője, barometrikus magasság.

tavado A távirányító adó oldala a következőképpen néz ki:


A rádió maradt a jól bevált keskenysávú kommunikációs változat, azonban az analóg FM helyett digitális modulációs módot választottunk, ezzel 6db-t nyertünk a vevőérzékenység oldalán. A rádiós panel fogadja a Joy-ból a potméter adatait, és RS232-n külső adatokat.
fedélzet A vevő oldal, ill. a repülőgép feldélzeti egységei pedig a következők:

A rendszer összetettebb lett, az egységek képesek információt átadni egymásnak.  A rádióvevő Scheduler Unit (SU) a földi egységtől jövő információkat továbbítja szinte minden egységhez. A Servo Control Unit (SCU) gondoskodik a szervók működtetéséről.
A Telemetria Unit (TU) méri a szenzorok adatait és gondoskodik a továbbításukról.  A Down Data Link Unit ezeket az adatokat juttatja a földi egységhez. Az OSD a videó adó része lehet opcionálisan, ha a telemetriát, vagy a robot infóit az OSD-n is megjeleníteni kívánjuk. Ez nem része az alap rendszernek, mert a telemetriát a DDLU megbízhatóbban továbbítja. A gépet akkor is tudjuk vezetni, ha nincs kép.

A gép fedélzetén elhelyezhető több kamera is. Az alaprendszer tervezésénél a gép megbízható irányítása volt a fő szempont. Ezen túl természetesen bármely extrával ki tudjuk egészíteni a vevők kívánságának megfelelően.