自製相容Futaba比例遙控接收與雙向電變

剛開始玩遙控的時候總是覺得現成品總是缺了什麼,功能總是太過簡單,限制重重,廠商的manual又是些玄妙的自創名詞,專業玩家砸錢換經驗值的玩法又實在不是一般人負擔得起,有些觀念也是以訛傳訛,吃了不少虧。

因為某些因素開始接觸無線電系統,便開始嘗試自己製做接收器和電變,至於發射機因為受限法規不好實作,(雖然有執照,但還是不想跟NCC開玩笑)。

這邊談一下比例遙控的原理,首先講的是發射端,目前一般的作法是將可變電阻(把手)的改變的電壓變化編碼成某種型式,比較常見的是PPM(pulse position modulation),大概長下面這個樣子:

|<->| 0.5~2ms
--__--__--_...._____
|<-----20 ms------>|

利用脈衝位置變化(高的地方)來表示把手所撥的角度,通常多少個脈衝就有幾動,訊號可以是正反相,當然還有PAM(amplitude)、PCM(code)和其他形式,有些廠商會自行發展一些降低錯誤率的(no控等)的資料壓縮和編碼系統,紅外線直升機的發射機接示波器也可以看到類似的東西。工業用的又是另外的故事了。

編碼後的各動位置訊號利用發射模組調變發射,可能的型式有AM和FM,分別是amplitude modulation和frequency modulation至於2.4GHz是和27MHz,72MHz一樣是工作的頻率,不是調變方式。對2.4GHz有興趣的人可以看最近很流行的2.4GHz RFIC的data sheet。

接收端首先將收到的資料在接收電路解調(demodulation)成PPM型式,再送到解碼器(decoder)將每個頻道的訊號解析轉成PWM(pulse width modulation)訊號,也就是伺服機(servo)或電變(ESC)看得懂的訊號,伺服或電變再把PWM訊號轉成角度/速度/正反轉,也就是舵角、轉速、前進倒車等等。其中的細節都是訊號處理、高頻、通原、天線的內容,就不班門弄斧了XD

所以在了解這些後,為了滿足一些特殊需求,所以就自行用便宜材料設計了個相容T2ER的接收機,旁邊黑黑的是Futaba原廠接收,洞洞板是土炮版,用的元件大概就是無線電話機裡看得到的東西,查查datasheet算一算就上了,效果也還不錯,不過沒有Futaba這麼粗本自己開IC。



解碼電路和電變是用單晶片寫的,以滿足一些特異功能的需求,右邊中間那塊就是自製解130馬達的雙向有刷電變,大概可以到1A



其實目前比例遙控系統的設計已經相當成熟而且優雅,別被那些嚇人的名詞給嚇著了,了解以後就會覺得其實也沒那麼複雜,很多小問題是可以自己解決的,上面談的如果有錯,還請多指教。

所以,你今天遙控了嗎? :P

(本文同步發表於ptt遙控板)
2011-05-20 0:00 發佈
http://etds.lib.ncku.edu.tw/etdservice/download_file?etdun=U0026-0812200911163625&fileName=U0026-0812200911163625-1.pdf

這篇是用手機做為通訊來控制飛船

可以控制更遠 :P
太厲害了.接收都能DIY!
現在常見的跳頻
似乎是同時發出不同頻率的相同信號
在由接收判斷何者較正確
而決定採用何種訊號避免干擾
版大要不要研究一下
我猜接收機電路上那顆16腳的IC大概是4049之類的CMOS反向器,
作為超外差電路的放大器,8腳的IC大概是PIC12FXXX的單晶片用來解碼。
電變應該也是PIC12FXXX的單晶片做PWM控制。
att0836 wrote:
太厲害了.接收都能D...(恕刪)


謝謝小弟實作過2.4GHz的FHSS(跳頻展頻),基本上它的原理是有個frequency hopping的pattern,在一個頻率範圍內切換,減少特定頻段受干擾的時間,所以機率上比較不會受干擾,另外一個好處是加密,有興趣的話可以參考:

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=293639 (台灣的文章)
http://kom.aau.dk/~petarp/papers/DAFH-AFR.pdf (跳頻策略)

DSSS方法考慮到用單晶片控制器寫的話overhead太高,也比現成的貴,台灣廠商的cost down是很厲害的

k2 wrote:
我猜接收機電路上那顆...(恕刪)


大大也是同道中人,超外差電路解出PPM後丟到這些DIP 8的小東西處理實在是非常愉快,電路可以大幅減化,microchip真是造福人群啊。
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