В. Яценко - Твой первый квадрокоптер: теория и практика

Существенным недостатком формата РРМ является отсутствие контроля над качеством принимаемых данных. Если помеха исказила импульсы внутри фрейма, то они в искаженном виде попадут на выход приемника. Некоторые современные приемники РРМ, оснащенные микроконтроллерами, могут отфильтровывать заведомо ошибочные импульсы в каждом канале управления по отдельности. Алгоритм фильтрации частично похож на алгоритм цифрового подавления помех в звуке или изображении. Приемник сохраняет в памяти параметры импульсов в каждом канале и сравнивает их с вновь поступившими. Считается, что в нормальной ситуации длительности импульсов от фрейма к фрейму могут измениться лишь в определенных разумных пределах. Если приемник обнаруживает аномально изменившиеся импульсы, он считает их недостоверными и заменяет их длительность значениями из предыдущего фрейма. Таким образом происходит отработку укороченной функции Failsafe по каждому каналу в отдельности. Попутно приемник копит информацию о количестве "испорченных" импульсов, и когда оно превышает критический порог в единицу времени, приемник уходит в глубокий Failsafe, как описано в предыдущем разделе.

Формат сигналов РСМ

Импульсно-кодовая модуляция PCM (Pulse Code Modulation) применяется для повышения помехоустойчивости канала управления. Единого стандарта РСМ не существует, производители используют собственные несовместимые протоколы. В итоге аппаратура РСМ разных производителей взаимно несовместима, а соревнование протоколов по сути сводится к борьбе за кошельки покупателей, которых каждый производитель привязывает к своему оборудованию.

В протоколах РСМ данные также передаются стандартными блоками, или пакетами. Пакет состоит из цифровых значений для каждого канала управления, служебной информации, контрольной суммы и синхроблока. Избыточность данных не предусмотрена. Если контрольная сумма не сходится, пакет отбрасывается, а на выходах приемника сохраняется предыдущее состояние (быстрый Failsafe). При накоплении количества ошибок выше критического предела или при полном пропадании пакетов включается глубокий Failsafe.

Количество импульсов в пакете РСМ существенно больше, чем во фрейме РРМ. Но импульсы нельзя чрезмерно укорачивать, т. к. при этом увеличивается ширина спектра излучаемого радиосигнала, жестко ограниченная нормами. Поэтому в общем случае пакет данных РСМ получается длиннее, а скорость по протоколу РСМ ниже. Применяя оптимизацию протокола, удается сократить длительность пакета до 20 мс и меньше. Например, в каждом пакете можно передавать информацию только о быстро меняющихся каналах или чередовать каналы, для которых передается информация.

В массовой современной аппаратуре применяется широкополосный сигнал и импульсно-кодовая модуляция. Иными словами, с переходом на аппаратуру диапазона 2,4 ГГц рядовому потребителю следует больше беспокоиться о совместимости приемников и передатчиков разных производителей, а также о соотношении цены и качества аппаратуры, чем о тонкостях кодирования сигнала в радиотракте, поскольку на выходе любого приемника все равно будут одни и те же сигналы, подаваемые на полетный контроллер или исполнительные устройства.

Совместимость аппаратуры стандартов DSM2/DSMX

О совместимости оборудования, использующего протоколы модуляции эфирного сигнала DSM2 и DSMX, следует поговорить особо, т. к. эти протоколы чрезвычайно популярны у производителей аппаратуры среднего и низкого ценового сегмента. И, соответственно, пользуются широким спросом у авиамоделистов.

Протоколы DSM2 и DSMX — это фирменные протоколы, разработанные компанией Horizon Hobby, которые используются не только во всех ее моделях, но и в пультах JR и Spectrum нижнего ценового диапазона, а также в приемниках OrangeRx, которые стоят несколько долларов, но при этом работают без нареканий.

Передатчики и приемники DSM2/DSMX работают в диапазоне 2,4 ГГц, разбитом на отдельные каналы. Спецификация современных протоколов определяет не только формат цифровой импульсной модуляции радиосигнала, но и алгоритм работы с набором каналов. В протоколе DSM2 для связи используются два канала, а в протоколе DSMX передатчик перебирает их по своему уникальному алгоритму. При этом вероятность наткнуться на помеху статистически выше, но воздействие этой помехи продлится меньшее время, что в целом повышает помехоустойчивость системы. Поэтому DSMX позиционируется, как протокол для работы в сложных городских условиях.

Протокол DSMX более новый. Аппаратура стандарта DSMX, как правило, может работать и по протоколу DSM2, что обеспечивает аппаратную совместимость сверху вниз. Например, если у вас есть старый приемник стандарта DSM2, то новый передатчик стандарта DSMX можно переключить в режим DSM2. И наоборот, приемник стандарта DSMX может принимать сигналы от передатчика DSM2. Иными словами, если один из компонентов радиоканала работает в старом стандарте DSM2, то вся система переключается на этот стандарт, Особенно приятно, что эти два стандарта совместимы на уровне "железа": если приемник или передатчик DSM2 прошить новой прошивкой, то он начнет поддерживать протокол DSMX.

Впрочем, соблюдать осторожность в вопросах совместимости все-таки надо. Китайские производители иногда огорчают нас неприятными сюрпризами в виде внезапной отмены совместимости того или иного оборудования. В сомнительных случаях лучше посоветоваться с продавцом или на профильных форумах.

Сопряжение приемника и передатчика (биндинг)

Прежде чем начать эксплуатацию радиоаппаратуры, необходимо провести специальную процедуру привязки приемника к передатчику (биндинг, binding). После привязки приемник запоминает уникальный кодовый номер передатчика, рабочие каналы или алгоритм перебора каналов и работает только с этим передатчиком.

Нюансы процедуры биндинга зависят от оборудования, но в целом процедура очень проста. В специальный разъем приемника, помеченный надписью "BIND", вставляется перемычка и подается питание на приемник. Приемник переходит в режим сопряжения, показывая это миганием светодиода. Затем включают пульт, держа нажатой специальную кнопку на передающем модуле, в течение нескольких секунд происходит обмен информацией, и процедура завершается. Можно отключить питание, удалить перемычку из приемника и приступать к полетам.

Большинство современных приемников на самом деле являются приемопередатчиками. Только передают они слабый сигнал на расстоянии в несколько метров и лишь для обмена служебной информацией с передатчиком в момент привязки. В свою очередь, в модуле передатчика есть еще и приемник.

В процессе привязки приемник сообщает передатчику, сигналы каких стандартов он может принимать, и передатчик автоматически выбирает для работы подходящий. Но не все приемники поддерживают двусторонний обмен и автовыбор стандарта. Будьте готовы к тому, что придется вручную при помощи переключателя на радиомодуле или в меню настроек передатчика выбрать стандарт передачи, соответствующий приемнику.