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PPM o PCM ???


Il comando che pilota il nostro servocomando, o meglio che indica quale posizione angolare deve raggiungere è dato da un impulso elettrico con una durata, che corrisponde a 1,5 mS ( millisecondi ) per la posizione centrale e 1mS e 2mS per le posizioni estreme -45° e +45° , a tutti i valori intermedi corrispondono le posizioni intermedie, in assenza di impulsi il servocomando resta fermo all' ultima posizione.
La differenza tra i due sistemi sta solamente come questa informazione viene inserita nel trasmettitore.
Per semplificare gli esempi si può paragonare il PPM ai dischi in vinile, dove l' informazione audio era scritta in modo analogico ovvero la vibrazione delle corde di uno strumento corrispondono alle vibrazione della puntina che scrive sul disco. Oppure con un esempio più vicino ai nostri trasmettitori, con i vecchi cellulari ETACS, nei quali l'informazione audio veniva inserita in modo lineare ( analogico ) sul segnale trasmesso.
Il PCM si può paragonare al CD nel quale le informazioni audio viene codificata in un codice binario ( digitalizzata ) e registrata sul cd in formato numerico. Oppure, sempre per restare vicino ai nostri trasmettitori, si può paragonare al sistema GSM dei nostri cellulari.
Da notare che il tipo di modulazione ed il tipo di codifica sono 2 cose ben distinte e sarebbe perfettamente possibile costruire una radio con modulazione AM e codifica PCM.
Veniamo adesso a cercare i pregi ed i difetti dei 2 sistemi.

PPM :

Il segnale generato dalle cloche e dagli eventuali canali supplementari vengono miscelati tra di loro e inviati al trasmettitore senza nessuna elaborazione, e di conseguenza senza nessun ritardo dovuto alla conversione numerica, in pratica la cloche genera l'impulso ( 1-2 mS ) e questo viene mandato direttamente al trasmettitore, fin qui nessun problema , ma in ricezione eventuali impulsi generati da motorini elettrici, candele, ecc possono ingannare il ricevitore e comandare in modo casuale i servocomandi.
Ma quello che può sembrare un difetto in alcune condizioni permette comunque di comandare il modello anche se in modo non ottimale, per tornare agli esempi precedenti, un vecchio disco in vinile, rigato e sporco, permette di ascoltare quanto inciso anche se la qualità sarà compromessa. Di conseguenza un disturbo può rendere difficoltoso il controllo ma resta possibile un minimo di controllo sul modello.

PCM :

Il processore del trasmettitore genera una serie di numeri corrispondenti alla posizione dei comandi, cloche ecc., i quali vengono trasmessi in sequenza al trasmettitore, in questo caso non vengono trasmessi tanti impulsi quanti sono i canali ma delle serie di numeri in codice binario ( prendete per buono il termine non è il caso di approfondire l'argomento ).
Questo sistema se da una parte garantisce che questa serie di numeri una volta decodificati da ricevitore ed inviati ai servocomandi non ci possano essere incertezze nella posizione dei servi portano a 2 problemi ancora parzialmente irrisolti.

Un eventuale disturbo blocca completamente la decodifica del ricevitore il quale per alcuni mS , tipicamente 3-6 serie di numeri, per un tempo totale di alcune centinaia di millisecondi nella migliore delle condizioni, ma si può arrivare anche tempi di blakout superiori al secondo , per tutto questo tempo i nostri servocomandi non ricevono informazioni e si bloccano nella posizione dell' ultima informazione ricevuta. Per tornare al nostro impianto HI-FI e come se inserissimo nel lettore cd-rom un disco graffiato o sporco, fino ad un certo punto non ci accorgiamo di nulla ma poi sopra una certa quantità di errori la musica scompare completamente per ritornare solo quando il sistema riesce nuovamente a decodificare i dati provenienti dal pickup laser. Nei nostri ricevitori un parziale rimedio è dato dal circuito FAIL SAFE il quale interviene quando nei dati decodificati si presentano errori superiore ad una certa percentuale ed a seconda della programmazione azzera alcuni servocomandi, al ritorno dei dati corretti tutto il sistema riprende a funzionare.
Vorrei far notare che un modello che vola a 100Kh percorre in un secondo circa 27 m e se aggiungiamo i nostri tempi di reazione, prima di riavere il controllo il modello può aver percorso anche 50 m, che non sono poi troppi in volo orizzontale ma in picchiata o in situazioni critiche ?

I nostri servocomandi sono pilotati sempre da impulsi e di conseguenza i codici ricevuti devono essere riconvertiti da numerici a analogici e questo porta via tempo che aggiunto al precedente non migliora certamente la situazione.

Attualmente un grosso produttore sta mettendo a punto un nuovo sistema di codifica chiamato IPD il quale dovrebbe avere i vantaggi del PPM e del PCM senza i difetti, vedremo come si evolverà la tecnologia e se le promesse saranno mantenute.

 

INTERFERENZE 

 

I segnali disturbanti possono essere sia sulla stessa frequenza che su frequenze diverse da quella da noi utilizzata, ma il risultato è sempre lo stesso, l'impossibilita, da parte del ricevitore di decodificare il segnale emesso dal trasmettitore. Ma quali sono le sorgenti di disturbo? Sicuramente altri tramettitori sia per uso modellistico che per usi civili, apparecchiature elettriche, l'attività solare, ecc. ecc, ma come vedremo non è facile disturbare il collegamento tra trasmettitore e modello in modo casuale.
Prima di analizzare cosa può disturbare il nostro segnale è necessario spiegare, anche se in modo molto elementare, alcuni aspetti teorico/pratici.
Il primo : Il segnale emesso dall' antenna del trasmettitore ha una ampiezza di alcuni volt e viene ricevuto con un ampiezza di microvolt dall' antenna del ricevitore, cioè migliaia di volte più basso.
Ma il segnale non diminuisce in modo lineare mano a mano che ci si allontana dal trasmettitore , l' attenuazione ( Il termine esatto ) subita del segnale è di tipo logaritmico.
Secondo : Il segnale radio, almeno con le nostre frequenze e potenze, si propaga come la luce cioè il linea retta, e qualsiasi ostacolo di grosse dimensione, grosse costruzioni, silos metallici, montagne, ecc, ne impedisce la propagazione.
Terzo : Il segnale ricevuto non è utilizzato subito per la decodifica, ma viene convertito un una frequenza più bassa, tipicamente nei nostri ricevitori a singola conversione a 0.455Mhz ( I.F. o media frequenza ).
Per ottenere questo si miscela il segnale ricevuto dall' antenna con la frequenza generata nel ricevitore da un quarzo. Per fare un esempio se il trasmettitore opera ad una frequenza di 40.825Mhz il quarzo installato nel ricevitore genera una frequenza di ( 40.825Mhz - 0.455Mhz ) 40.370Mhz. Questo sistema chiamato supereterodina a singola conversione ha però un difetto, quello che il ricevitore decodifica abbastanza facilmente anche un segnale eventualmente presente sulla frequenza 39.915Mhz, questo valore si ottiene, per restare con l'esempio precedente, dal seguente calcolo:
40.370Mhz ( Frequenza del quarzo del ricevitore ) - 0.455Mhz ( valore di media frequenza ).
Oppure, in modo più semplice per sapere quale frequenza eventualmente ci può disturbare ( in termine tecnico frequenza immagine ):
40.825Mhz ( frequenza di trasmissione ) - 0.910Mhz ( Valore di media frequenza * 2 ).
Questo perché il miscelatore del ricevitore riceve al suo ingresso non solo il segnale del nostro trasmettitore ma tutti i segnali presenti in aria ( nell’ etere ) e di conseguenza una eventuale trasmissione a 39.915Mhz - il valore del quarzo sul ricevitore 40.370Mhz da come risultato -0.455Mhz valore corrispondente alla media frequenza del nostro ricevitore e che viene pertanto elaborata come la frequenza del nostro trasmettitore. Questo discorso chiaramente vale per tutte le frequenze sia a 35, 40 che a 72Mhz.
Da notare che sul quarzo installato nella nostra ricevente la frequenza indicata è per comodità quella del trasmettitore, ma il valore reale è diverso.
L'unico modo per evitare questo problema è quello di utilizzare un ricevitore a doppia conversione, il quale utilizzando un doppio salto di frequenza, tipicamente 10.700Mhz e 0.455Mzh, elimina completamente il problema.
Quarto : segnali molto forti, potenze di centinaia di Watt e su qualsiasi frequenza, a poca distanza dal modello ( ragionevolmente inferiori al Km ), in questo caso si provoca un, passatemi il termine, abbagliamento del ricevitore il quale non riesce a decodificare il segnale del trasmettitore

Le cause esterne che possono disturbare il collegamento radio tra il nostro trasmettitore ed il modello devono avere le seguenti condizioni:

Un trasmettitore simile al nostro acceso sulla nostra stessa frequenza ( isofrequenza ) ma ad una distanza, visto le caratteristiche di propagazione dei segnali radio, non superiore a 2/3 volte quella che separa il nostro trasmettitore ed il modello, oppure più distante ma con potenze molto superiori alla nostra trasmittente, e comunque in portata ottica con il modello. Utilizzando i dati in possesso sulla sensibilità e potenza delle nostre radio, si può calcolare che per disturbare in modo efficace un nostro modello distante dalla nostra trasmittente 200mt,da un 1 Km di distanza, serve un trasmettitore con una potenza almeno maggiore di 4-5 Watt.

Un trasmettitore con una frequenza corrispondente alla nostra frequenza immagine anche in questo caso con potenza molto superiore alla nostra. Cosa improbabile visto che il piano ufficiale di ripartizione delle frequenze non prevede l'uso delle frequenze appena inferiori alle nostre, ma non del tutto impossibile visto il proliferare di controlli a distanza per usi industriali, ma comunque molto facile da rilevare con un radio scanner anche di tipo economico.

Abbagliamento del ricevitore dovuto a segnali molto forti, questo caso non lo ritengo probabile almeno nel nostro campo di volo, E possibile avere questo tipo di disturbo solamente volando vicino a radar, ripetitori radio e tv commerciale, linee ad altissima tensione = > 220Kv, in questo ultimo caso vicino si intende poche decine di metri.
Tra le sorgenti di disturbo si devono inserire anche gli apparati di bordo. Eventuali circuiti di controllo il cui funzionamento dipende da un processore, sono potenziali generatori di disturbi radio e per questo è importante posizionarli il più lontano possibile dal ricevitore, provate a leggervi un qualsiasi manuale d' uso di un apparato elettronico sopratutto se commercializzato negli USA e date un' occhiata alle ' controindicazioni' e relative contromisure. Queste note sono state estratte dal manuale di un normalissimo mouse .Ricordarsi anche che i cavi dei servocomandi e relative prolunghe sono potenziali antenne e di conseguenza sono in grado di amplificare i problemi citati in precedenza.
Altra nota : non tenete MAI il telefonino acceso vicino al trasmettitore soprattutto con il modello in volo, se arriva una chiamata o se il telefonino per un qualsiasi motivo effettua una registrazione sulla cella , il segnale trasmesso dall' antenna del telefonino è perfettamente in grado di mandare in tilt il funzionamento del processore interno al trasmettitore sopratutto se posto nelle immediate vicinanze. Telefonino in tasca e la trasmittente appoggiata sulla 'pancia' è una situazione piuttosto frequente.

Sicuramente non è stato possibile trattare tutti i problemi inerenti al funzionamento delle nostre radio, ma spero, comunque di avere chiarito almeno i concetti di base. Inoltre è da tenere presente che come tutti i disastri veri anche i nostri crash di solito non dipendono da un singolo evento ma sono la conseguenza di piccoli e diversi guasti e negligenze.

 

 


 

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