kristallen

Discussie in 'Model elektronica' gestart door Theo, 14 nov 2002.

  1. Theo

    Theo

    Lid geworden:
    3 sep 2002
    Berichten:
    3.060
    Locatie:
    Annen
    Wat is nu eigenlijk het verschil tussen zend en ontvangstkristal. Ze moeten immers toch dezelfde frequentie hebben. Waarom dan toch een aparte zend en ontvangers kristal.
     
  2. Anonymous

    Anonymous Guest

    Theo,
    Dit heeft te maken met het opwarderen van de basisfrequentie. Een zende heeft bijvoorbeeld een grondfrequentie van 20 Mhz als je nu een kristal neemt van 2*20 Mhz kom je ook op 40 Mhz uit. Bij een ontvanger is het in bijna alle gevallen gewoon de frequentie. :roll:
     
  3. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    :(
    @Joop,
    Helaas is wat jij hier verteld een beetje onzin, althans het is maar een heel klein stukje van het verhaal. 8)

    @Theo & Joop,
    Helaas heb ik er nu geen tijd voor maar ik heb al jaren geleden een artikel geschreven over hoe de modelbesturing nu eigenlijk werken. Dit stuk zal ik proberen op de site van onze vliegclub te zetten dan kan iedereen het lezen. De uitleg hoe het nu zit met die kristallen staat daar uiteraard ook in.
    Nog even geduld tot zondag avond dan moet het gelukt zijn, ik zal wel een berichtje plaatsen als het gelukt is. :)

    Groeten,
    Ernst Grundmann
     
  4. Joost

    Joost

    Lid geworden:
    20 aug 2002
    Berichten:
    3.272
    Locatie:
    Veldhoven
  5. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    :(
    Joost je bent net even sneller dan ik met het vinden van dit stukje. Hierin heb ik alles eigenlijk al uitgelegd, ook het dual conversion verhaal.
    Toch zal ik het hele verhaal op onze site (proberen te) zetten daar staat nog veel meer in dat interessant kan zijn.
    :wink:
    Groeten,
    Ernst Grundmann
     
  6. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    :(
    Ik ben niet zo erg thuis in de dingen die op het internet gaande zijn, software matig bedoel ik dan. Het is me NIET gelukt om het beloofde artikel op onze site te plaatsen. Als je gaat kijken vindt je wel de kop van het artikel maar er valt niets te lezen! (S!@t)

    Nu wil ik proberen de tekst van het artikel hieronder te plaatsen. Helaas vallen de tekeningen dus weg en ik hoop dat het verhaal begrijpelijk blijft.
    Het is wel een lang stuk! 8)


    DE BESTURING, HOE WERKT DAT NU EIGENLIJK? :?:

    Voor de meeste modelvliegers is de besturing eigenlijk een beetje magisch iets. Het bestaat uit een kastje met een antenne er aan en een paar stuurknuppels erop. In het model zit een veel kleiner kastje met een lange draad wat ook een antenne heet te zijn. Verder zitten en nog een aantal kastjes in het model die servo’s of stuurmotoren heten en er zit ook nog een accu in.
    Voor de elektronici zal dit verhaaltje waarschijnlijk niet nodig zijn. Voor de mensen die besturing zien als hierboven geschreven is wil ik toch proberen om uit te leggen hoe de besturing van onze modellen nu eigenlijk in elkaar zit.

    DE ZENDER.
    Er zijn nu twee systemen in gebruik het PPM en het PCM systeem.
    PPM staat voor Puls Positie Modulatie en PCM staat voor Puls Code Modulatie. Eigenlijk zegt het alleen iets over de manier waarop de informatie wordt overge-zonden naar de ontvanger in het model. De verschillen komen vanzelf ter sprake.
    Ik begin met het oudste systeem, het PPM systeem.
    Toen in de jaren 60 de elektronica steeds kleiner werd door de opkomst van de transistor, kwam de afstandsbesturing ook binnen bereik van de "gewone" man. Voor die tijd waren het maar een klein aantal hobbyisten die zelf een afstandsbe-sturing (konden) bouwden. Deze apparatuur werd gebouwd met radiobuizen en was daardoor vrij groot en gebruikte nogal veel stroom.
    Een ander probleem was dat de toen gebruikte systemen maar twee standen kenden, aan en uit. De zender had vaak maar één of twee knoppen of te wel één of twee kanalen. De één kanaals versie kon met de knop op de zender alleen het richtingroer bedienen. Indrukken was vol naar rechts, los laten en het roer gaat weer naar het midden. De knop weer indrukken en het richtingroer gaat vol naar links, loslaten is weer rechtuit. De volgende keer indrukken was dan weer naar rechts, enz. enz. De tweekanaals versie kon dan ook nog het hoogteroer bedienen, meestal alleen maar vol up of niets.
    Het zal duidelijk zijn dat de besturing op die manier niet bepaald eenvoudig was. De uitslagen waren alles of niets en om twee keer een rechter bocht te maken moest je de knop indrukken, los laten, daarna weer kort indrukken, loslaten en daarna weer indrukken.
    Met de komst van de transistoren konden de elektronische schakelingen kleiner en betrouwbaarder gemaakt worden en werd er al heel snel gebruik gemaakt van meer besturingskanalen. Één voor links, één voor rechts, één voor up en één voor down, maar nog steeds volle uitslag of niets.
    De ontwikkelingen op het elektronische vlak gingen echter heel snel en na enkele jaren had men een systeem ontwikkeld dat "Proportionele" besturing mogelijk maakte. Dit systeem werd het Puls Positie systeem genoemd, in het kort gezegd werkt het als volgt:
    In de zender zit een schakeling die een rij elektrische impulsen opwekt, de tijdsduur tussen twee impulsen wordt door een stuurmotor omgezet in een draaiende beweging. Wanneer je de stuurknuppel op de zender maar een klein beetje beweegt zal de tijdsduur tussen de twee bijbehorende impulsen maar een klein beetje veranderen. De stuurmotor zal dan ook maar een klein beetje verdraaien. Een grotere beweging geeft een grotere tijdsverandering en dus een grotere verdraaiing van de stuurmotor.

    Met de komst van de computertechniek is ook het PCM systeem ontstaan. Dit werkt volgens een geheel ander principe. Er wordt nu een computercode overgezonden welke in de ontvanger omgezet wordt in pulsen voor de stuurmo-toren. In het vervolg van het verhaal ga ik nog verder in op de werking van beide systemen met hun voor en nadelen.

    Eerst nu "Hoe krijgen we de informatie van de stuurknuppels naar de stuurmoto-ren". Hiervoor maken we gebruik van "radiogolven".
    Al heel lang geleden ontdekte men het bestaan van "elektromagnetische stralen". Iemand ontdekte dat wanneer je wisselstroom door een lange draad stuurde dat die draad een soort straling uitzond die in een andere draad, een eindje verder-op, opgevangen kon worden. Door de stroom in een bepaald ritme aan en uit te schakelen konden berichten in een soort code overgezonden worden. Later heeft ene Meneer Morse een code alfabet bedacht wat naar deze man is vernoemd. Op deze manier is de draadloze telex uitgevonden die, in een moderne versie natuurlijk, tot vandaag de dag nog steeds gebruikt wordt.
    Weer later ontdekte andere onderzoekers dat het ook mogelijk was om geluid, van b.v. de stem, over te zenden. Dit ging niet door de zender aan en uit te schakelen maar door hem hard en zacht te zetten in het ritme van die stem. Men ontdekte ook dat als de frequentie van de wisselstroom hoger gemaakt wordt over het algemeen een grotere afstand overbrugd kan worden met minder energie. Men had al vrij snel verbindingen tussen Europa en Amerika weten te maken, en later zelfs naar Australië.
    Wat heeft dat nu met de modelbesturing te maken?, wij maken gebruik van exact dezelfde "straling" als die welke destijds ontdekt is, de "radiogolven".
    De techniek heeft echter niet bepaald stilgestaan en we maken nu gebruik van nog veel hogere frequenties dan in het begin. Hierdoor zijn de zenders veel kleiner geworden en hebben maar heel weinig energie nodig. De moderne zenders kunnen dus makkelijk lange tijd uit batterijen of kleine accu's gevoed worden. Ook de manier waarop de informatie wordt overgezonden is anders dan vroeger, hoewel het systeem van het hard en zacht zetten van de zender ook nu nog veel wordt gebruikt.

    Hoe dit allemaal werkt wil ik nu uit gaan leggen.
    In figuur 1 is een zogenaamd blokschema van een zender te zien. In deze tekening zijn de belangrijkste delen van de zender als blokken getekend. De pijlen die de blokken verbinden geven aan hoe de informa-tie van het ene naar het andere blok gaat.


    Figuur 1.

    De KRISTALOSCILLATOR is een elektronische schakeling die met behulp van een kristal een wisselspanning opwekt met een heel precies aantal golven per seconden, de frequentie.
    Als we kanaal 61 als voorbeeld nemen dan is de frequentie voor dit kanaal 35,010 MHz (Megahertz). Dat betekent dat er een wisselspanning wordt opgewekt met 35010000 golven per seconde.
    Door een ander kristal te kiezen wordt een wisselspanning opgewekt met een andere frequentie, dus zendt de zender op een ander kanaal uit.

    De MODULATOR is een schakeling die de golven afkomstig van de kristal-oscillator in het ritme van de pulsgenerator groter en kleiner maakt. Dit heeft tot gevolg dat het signaal wat uit de modulator komt als het ware "hard en zacht" wordt gezet. Met een duur woord heet dit Amplitude Modulatie, kortweg AM. De hoogte (Amplitude) van de golven wordt dus veranderd (Modulatie) in het ritme van de pulsgenerator.

    De VERSTERKER vergroot de golven afkomstig uit de modulator en "voert het op" om het daarna met voldoende energie naar de antenne te sturen. In de antenne wordt de wisselspanning afkomstig van de versterker in elektromagneti-sche straling omgezet welke zich met de snelheid van het licht in alle richtingen verplaatst.

    De PULSGENERATOR maakt een rij pulsjes die op steeds verschillende afstand van elkaar staan. De afstand tussen het eerste en het tweede pulsje bevat de informatie voor de eerste servo. Tussen het tweede en derde pulsje is de informatie voor de tweede servo enz. enz. Er is dus altijd één pulsje meer dan het aantal besturingskanalen dat de zender heeft. Hoe groot de afstand tussen de pulsjes moet zijn is afhankelijk van de stand van de STUURKNUPPELS. In wezen zijn de stuurknuppels een onderdeel van de pulsgenerator.

    Omwille van de duidelijkheid heb ik de accu niet getekend. De accu is de energiebron van de hele zender, van hieruit worden alle blokken van de zender van de nodige elektriciteit voorzien.

    Ik wil nog wat verder ingaan op het moduleren. Ik hoop dat uit het voorgaande duidelijk is geworden dat er twee elektrische signalen zijn die in de modulator op een bepaalde manier worden samengevoegd.
    Waarom worden de pulsjes niet rechtstreeks naar de versterker gestuurd, hierin zit toch de benodigde informatie? Dit gebeurt niet omdat de frequentie vrij laag is n.l. ongeveer 40 Hz. (40 golven per seconde). Daardoor is de benodigde hoeveelheid energie zo groot is dat je een flinke dieselgenerator nodig hebt om voldoende elektriciteit voor de zender op te wekken. Een ander probleem is dat de antenne dan ook veel te lang zou worden n.l. 6000 km., ja echt zesduizend kilometer!
    Voor hoge frequenties is veel minder energie nodig en de antenne kan ook veel korter zijn. Voor de 35 MHz is de ideale lengte van de antenne 8,57 meter. Dit is voor ons ook veel te lang, vandaar dat met een elektronisch trucje de antenne korter kan worden. Dit heeft wel tot gevolg dat het zendbereik minder wordt. Zouden we de 6000 km. lange antenne met hetzelfde trucje inkorten tot een, voor ons, handel-bare lengte dan blijft er geen zendbereik meer over.


    Figuur 2.

    We gebruiken dus een hoogfrequente wisselspanning om de informatie over te brengen, deze wisselspanning wordt de DRAAGGOLF genoemd (zie bovenaan in figuur 2).

    De modulator is een soort "kraan" die door de pulsjes wijd open of bijna dicht wordt gezet. Hierdoor wordt de hoogte van de draaggolf die door de "kraan" komt, het ene moment groot en het andere moment klein. Het zen-der signaal, dat in de ontvanger aan-komt, wordt dus ook "hard en zacht" ontvangen en hieruit haalt de ontvan-ger de informatie weer tevoorschijn. Hoe de ontvanger dat doet wordt later besproken.

    Bovenaan in figuur 2. is de draaggolf getekend. Deze wordt door de pulsjes van de onderste tekening groot en klein gemaakt. Steeds als er een pulsje is wordt de draaggolf klein gemaakt en weer groot als het pulsje voorbij is. Wanneer we het signaal dat uit de modulator komt bekijken ziet het er dus uit als de bovenste tekening.
    De versterker vergroot de draaggolf alleen door er meer energie in te stoppen. Het signaal wat naar de antenne gaat is dus hetzelfde als dat wat uit de modula-tor komt, alleen groter.
    Waarschijnlijk zullen sommige van jullie al gedacht hebben, "waarom heeft hij het toch steeds over AM, onze zenders zijn toch FM". Dat is juist, maar toch wilde ik met de AM zender beginnen. Dit type zenders is heel lang gebruikt geweest en wordt nu nog steeds gebruikt op de 27 MHz voor die kleine afstand bestuurde autootjes en bootjes. Het is een goedkoop en vrij simpel systeem wat maar een hele simpele ontvanger nodig heeft. Toch kleeft er een belangrijk nadeel aan Amplitude Modulatie, het is nogal storingsgevoelig.
    De antenne zendt het signaal in alle richtingen even sterk uit maar dat wil nog niet zeggen dat het overal even sterk ontvangen kan worden. Er zijn altijd dingen die het signaal verstoren waardoor het op de ene plaats sterker ontvangen wordt dan op de andere. Een vliegend model dat vrij snel rond vliegt zal het signaal dus steeds wisselend sterker en zwakker ontvangen. Maar daar zit nu net de informatie in opgeslagen, de zender wordt "hard en zacht" gezet. Het is dus niet uitgesloten dat er hierdoor "valse" informatie door de ontvanger wordt ontvan-gen. Ook kunnen storende signalen van b.v. de ontsteking van een benzine motor door de ontvanger als informatie worden gezien. Denk maar aan een AM radio die flink begint te knetteren als er een brommer langs rijdt.
    Ondanks deze tekortkomingen is de AM besturing lange tijd gebruikt en wordt nog gebruikt. Met slimme schakelingen in de ontvangers worden storingen zoveel mogelijk buiten de deur gehouden, maar sterke stoorbronnen zoals b.v. een brommer zijn nooit helemaal tegen te houden.

    Gelukkig is er een ander systeem om de informatie "in" de draaggolf te stoppen, de Frequentie Modulatie, kortweg FM. Dit is een ingewikkelder systeem maar een heel stuk minder gevoelig voor storingen dan AM.
    Het blokschema voor de zender is precies eender als dat voor een AM zender alleen is de werking van de modulator anders. In plaats van de hoogte van de golf wordt de breedte van de golf veranderd in het ritme van de pulsgenerator. Wanneer de breedte van de draaggolf kleiner wordt passen er meer golven in één seconde dus wordt de frequentie hoger. Wordt de breedte echter groter dan passen er minder golven in één seconde dus wordt de frequentie lager. Nu is het verschil bij de modelbesturingszenders maar heel erg klein. Neem als voorbeeld weer kanaal 61, dit is 35010000 Hertz (golven per seconde). Door de modulator wordt dit verhoogd en verlaagd tot respectievelijk 35010600 Hz en 35009400 Hz. Het verschil tussen de hoogste en laagste frequentie is dus maar ongeveer 1200 Hz en dat is op de 35010000 niet veel.


    Figuur 3.

    In figuur 3 is de FM modulatie zichtbaar gemaakt. Ter plaatse van de pulsjes is de frequentie lager, de golven staan verder uit elkaar. Wanneer er geen pulsje is wordt de frequentie hoger, de golven staan dichter bij elkaar.
    Zoals je kunt zien op de tekening zendt de zender altijd "op volle sterke" zijn signaal uit, de golven blijven altijd even hoog. Variaties in de golfhoogte doen er niet meer toe want daar zit geen informatie meer in opgeborgen. Storingen van buitenaf hebben maar zelden in-vloed op de breedte van de golven dus storingen zullen het sig-naal nauwelijks nadelig beïnvloeden. Die enkele keer dat het wel gebeurd is het maar uiterst kort zodat we er bijna niets van merken. Tegenwoordig zal de modelbesturings-zender vrijwel altijd een FM zender zijn omdat dit systeem veel minder last heeft van storingen.
    Er zijn nog steeds mensen die denken dat je een FM en een AM zender tegelijk op dezelfde frequentie kunt gebruiken, dit is een groot misverstand, HET KAN ECHT NIET. De twee ontvangers zullen beide zenders ontvangen, er ontstaat in de ontvan-gers een mengelmoes van beide zender signalen waardoor er geen goede informatie meer uit te halen is. Kortom, foute boel! Ook wordt wel beweerd dat een PPM zender een PCM zender niet kan verstoren, GELOOF DIT ALSTUBLIEFT NIET WANT HET IS ABSOLUUT NIET WAAR. Wanneer ik de ontvangers ga bespreken zal duidelijk worden hoe dit komt.

    Nu even kort het PCM systeem. De zender is bijna hetzelfde als die voor het PPM systeem alleen zal in het blokschema de pulsgenerator vervangen moeten worden door een microcomputer, de stuurknuppels zijn dus op die microcompu-ter aangesloten. Deze microcomputer wekt een computercode op waar de stand van de stuurknuppels in zit, deze computercode gaat naar de modulator en wordt uiteindelijk door de antenne uitgezonden. Hoe de microcomputer precies werkt gaat veel te ver voor dit verhaaltje dus daar ga ik niet verder op in.

    DE ONTVANGER.
    De ontvanger is een veel kleiner kastje dan de zender maar intern zit hij toch behoorlijk complex in elkaar. In principe zijn de ontvangers voor AM en FM aan elkaar gelijk alleen zit er een andere soort demodulator in om de informatie uit het zendersignaal te halen.
    Het blokschema, figuur 4, geldt dus voor beide systemen.
    Het blokschema is zelfs voor de PCM ontvanger hetzelfde, het enige verschil zit bij de PCM ontvanger in de decoder die de informatie omzet in pulsen die de servo's nodig hebben, maar hierover later. Om de tekening overzichtelijk te houden heb ik ook hier de accu weggelaten. Elk blok heeft echter wel een verbinding met de accu voor de broodnodige energie.
    Het zendersignaal wordt door de antenne opgevangen en naar de ontvanger geleid. Het eerste wat het signaal tegenkomt is een zogenaamd BANDFILTER. Een filter kan je zien als een soort elektronische zeef. Een bandfilter houdt alles boven en onder een bepaalde frequentie tegen. Er is een enorme hoeveelheid zenders in de lucht, denk maar aan alle radio- en tv-zenders, portofoons, GSMmetjes, enz. enz. Om het werk voor de eigenlijke ontvanger wat makkelijker te maken zorgt het bandfilter er voor dat alleen de zenders die op b.v. de 35 MHz of de 40 MHz uitzenden naar het volgende deel van de ontvanger door worden gelaten.


    Figuur 4.

    Het volgende deel (de volgende trap zoals dat genoemd wordt) is een VERSTER-KER. Omdat het signaal dat uit het bandfilter komt heel erg klein is, moet dit eerst flink groter gemaakt worden voordat de volgende trap er mee aan het werk kan. Dit groter (sterker) maken van het signaal gebeurt dus met een versterker.
    De volgende trap is een MIXER. De mixer is een elektronische schakeling waarin twee signalen gemengd worden. Dit is iets heel anders dan de modulator bij de zender. Een modulator voegt twee signalen op een bepaalde, vaste, manier samen. Een mixer echter doet hetzelfde als een keukenmixer thuis, hij gooit alles grondig door elkaar.
    Het eerste signaal wat de mixer binnenkomt is dat wat van het bandfilter afkom-stig is, hier zit dus ook de zender tussen die bij de ontvanger hoort. Het tweede signaal is afkomstig van de KRISTALOSCILLATOR. De kristaloscillator wekt een signaal op dat precies 455000 Hz lager is dan de kristaloscillator in de zender.
    Is de zendfrequentie b.v. 35060000 Hz (kanaal 66) dan is de frequentie van het ontvanger kristal 35060000 - 455000 = 34605000 Hz.

    Waar dient nu die mixer voor?
    Zoals al eerder geschreven zijn er ontzettend veel zenders in de lucht waarvan alleen onze eigen zender maar van belang is. Om alleen maar onze eigen zender te ontvangen moeten we een elektronisch filter hebben waar alleen onze eigen zender maar doorheen komt. Helaas is het onmogelijk om een elektronisch filter te maken dat bij deze hoge frequenties maar een heel klein stukje van de frequentie band, maar één zender, laat passeren.
    In het begin tijdperk van de radio is dit probleem al ontdekt en men heeft daar toen al een trucje voor bedacht. Dit trucje wordt nu nog steeds gebruikt, ook in onze ontvangers. Voor lagere frequenties is het namelijk wel mogelijk om een filter te maken dat maar een heel klein stukje van de frequentieband laat passe-ren. Het signaal wat uit de mixer komt is een mengelmoes van alle zenders en het signaal van de kristaloscillator. Één van die signalen is het zendersignaal - (min) het signaal van de kristaloscillator, dit is dus precies 455000 Hz. Van een andere zender is het meer of minder, bijvoorbeeld: 35070000 (kanaal 67) - 34605000 = 465000 Hz.

    We komen nu vanzelf bij het KANAALFILTER, dit is een zogeheten keramisch fil-ter. Dit filter laat alleen de frequenties van 454000 Hz tot en met 456000 Hz passeren, een heel klein stukje van de frequentieband dus. Onze eigen zender zit precies midden in dit gebied maar de zender van kanaal 67 zit hier al ver boven en komt er dus niet door. Op deze manier "ziet" de ontvanger alleen maar die zender welke op zijn kanaal uitzend. Iedere andere willekeurige zender die op hetzelfde kanaal uitzend komt dus ook door het filter heen, vandaar dat er altijd maar één zender per kanaal aan mag staan.

    De laatste jaren is er op het gebied van de ontvangers het één en ander veranderd. De belangrijkste verandering is wel dat er steeds meer onderdelen van de ontvanger in IC’s worden gestopt. Het voordeel hiervan is dat alles veel kleiner en compacter is geworden. Omdat door het kleiner worden van de elektronica meer ruimte beschikbaar kwam kon men de ontvangers ook gaan verbeteren. De belangrijkste verbetering was wel het toepassen van de “dual conversion” techniek. Eigenlijk niets nieuws maar vroeger zou het veel te veel ruimte innemen en dus de ontvangers veel te groot en lomp maken.
    Wat is nu eigenlijk “dual conversion”? Als je het vertaald betekend het “dubbele omzetting” en dat is precies wat er gebeurt. In deze ontvangers zitten 2 KRISTALOSCILLATORS, 2 MIXERS en 2 KANAALFILTERS.
    De eerste kristaloscillator werkt op een 1070000 Hz hogere frequentie, bijvoorbeeld kanaal 67 is 35070000 Hz dan is het kristal 45770000 Hz (45.770Mhz). Dit signaal wordt gemixt met het signaal dat afkomstig is van de antenne (via de versterker).
    Hierna volgt het eerste kanaalfilter dat alles tussen de 10600000 en de 10800000 Hz doorlaat. Dit signaal is dus afkomstig van de zender die bij deze ontvanger hoort. Na een beetje versterkt te zijn komt dit signaal bij de tweede mixer waar het gemixt wordt met het signaal van de tweede kristaloscillator. Dit signaal is 450000 Hz lager dan het signaal wat van het eerste kanaalfilter vandaan komt dus 10245000 Hz. Het tweede kanaalfilter is hetzelfde filter dat in de “gewone” ontvangers zit en laat dus alles door tussen de 454000 en de 456000 Hz. Na dit tweede filter volgt de demodulator en de rest van de ontvanger.
    Alleen het eerste kristal kunnen we verwisselen om een ander kanaal te kiezen, het tweede kristal zit op de print vast gesoldeerd. We moeten er dus op letten dat we de juiste kristallen gebruiken want die van een “gewone” ontvanger werken NIET in de “dual conversion” ontvangers en omgekeerd werkt het ook niet. Het herkennen van de juiste kristallen is niet zo moeilijk, als een kristal hebt waar een frequentie op staat van ergens in de 45 of 46 MHz dan is het een dual conversion kristal voor een 35 MHz ontvanger. Is het een kristal van ergens tussen de 51 en 52 MHz dan is het een dual conversion kristal voor een 40 MHz ontvanger. Voor zover ik weet zijn ze er niet voor de 27 MHz ontvangers maar die zijn voor ons toch niet interessant.
    Deze dubbele omzetting wordt gebruikt omdat het door diverse oorzaken toch wel eens kan gebeuren dat ongewenste signalen door een kristalfilter komen. Hierdoor kunnen andere zenders toch op jou kanaal storing veroorzaken zonder dat je de oorzaak kan vinden. Dit kunnen allerlei zenders zijn ook die welke niets met modelbesturing te maken hebben. De reden hiervan is een beetje moeilijk om eenvoudig uit te leggen dus doe ik het ook niet.

    We zijn nu zover dat alleen onze eigen zender ontvangen wordt maar daarmee zijn we er nog niet. In het zendersignaal (de draaggolf) zit de informatie (de rij pulsjes) die we nodig hebben en ondanks dat het door de mixer(s) en het kanaalfil-ter(s) is gegaan zit die informatie ook nog in het signaal wat uit het kanaalfilter komt. Die informatie moet er alleen nog uitgehaald worden en dit gebeurt in het broertje van de modulator, de DEMODULATOR.
    Omdat het signaal wat uit het filter komt nogal klein is wordt het eerst met een VERSTERKER wat groter gemaakt zodat de demodulator er mee aan het werk kan. Hoe de demodulator precies werkt gaat te ver voor dit verhaaltje maar voor de AM en de FM zijn ze totaal verschillend. Het resultaat is echter hetzelfde, aan de uitgang van de demodulator verschijnt weer de rij pulsjes die de pulsgenerator in de zender opwekt.

    We hebben nu weer de rij pulsjes die de informatie bevatten voor de stand van elke servo. Het is natuurlijk de bedoeling dat elke servo alleen de informatie krijgt die voor hem bedoeld is. Hiervoor zorgt de DECODER. Dit is voor PPM een vrij eenvoudige elektronische schakeling met slechts enkele onderdelen, aan de uitgang van de decoder verschijnen de pulsen voor elke servo apart op een eigen aansluiting, de servo stekkerbussen.
    De tijdsduur tussen het eerste en tweede pulsje wordt een puls van dezelfde tijdsduur op uitgang 1. De tijdsduur tussen het tweede en derde pulsje wordt een puls van dezelfde tijdsduur op uitgang 2, enz. enz.
    Voor PCM is de decoder een complete microcomputerschakeling die de compu-tercode, die de zender uitzendt, in pulsen omzet, voor elke servo apart op een eigen aansluiting, de servo stekkerbussen.

    PPM en PCM hebben elk zo hun voor- en nadelen enkele ik nu even wil noemen.

    Voordelen van PPM zijn:
    Eenvoudige schakelingen zowel in de zender als de ontvanger.
    Er worden standaard onderde-len gebruikt die in geval van reparatie eenvoudig te koop zijn in de onderdelen winkels.
    Ontvangers en zenders van diverse merken kunnen meestal zonder veel problemen door elkaar gebruikt worden.

    Nadelen van PPM zijn:
    Toch wel een beetje gevoelig voor storingen.
    Als er één kanaal kapot gaat, zijn vaak de daarop volgende kanalen ook niet meer te gebruiken.
    Er zijn geen "slimme trucjes" zoals b.v. fail-safe mogelijk zon-der extra elektronica bij de ontvanger.

    Voordelen van PCM zijn:
    Minder gevoelig voor storingen. Als er storin-gen optreden dan kan de computer deze tegen hou-den zodat de servo's er niets van merken. Dit kan natuurlijk alleen maar bij kleine en kort durende storingen (dit is een deel van het fail-safe systeem).
    Als er één kanaal kapot gaat blijven de andere kana-len meestal wel werken.
    Allerlei slimme dingen zijn mogelijk onder andere met betrekking tot fail-safe en mixers.

    Nadelen van PCM zijn:
    Ingewikkelde en dus dure schakelingen waarin on-derdelen gebruikt worden die niet gewoon te koop zijn.
    Als er iets fout gaat is het heel moeilijk om uit te vinden wat en waar het fout gaat. Reparatie kan alleen gedaan worden door experts en is vaak kostbaar.
    De ontvanger is (meest-al) niet te gebruiken in com-binatie met een ander type zender, zeker niet met een zender van een ander merk.
    Het stroomverbruik is iets hoger maar dat levert meestal weinig problemen op met de moderne accu's.

    Het zal duidelijk zijn dat dit alleen de belangrijkste voor- en nadelen zijn van elk systeem. In werkelijkheid zal de persoonlijke voorkeur en de portemonnee bepa-len welk systeem gekocht gaat worden. Naar mijn mening is het PPM systeem voor de gewone “hobby “vlieger ruim voldoende en goed betaalbaar. Heel veel moderne zenders hebben de mogelijkheid om te kiezen tussen PPM en PCM en als je een complete set koopt zit er bijna altijd een PPM ontvanger bij. Dit is natuurlijk omdat die het goedkoopste zijn! Als je gewoon op je veld bij je eigen club vliegt en je hebt daar zelden of nooit last van storingen kan je die ontvanger zonder problemen gebruiken en is de aanschaf van een veel duurdere PCM ontvanger niet nodig. Vlieg je met hele grote of dure kisten dan is het wel een geruststellende gedachte als je de mogelijkheden hebt om in geval van storing je model toch min of meer gecontroleerd naar beneden te laten komen doormiddel van de fail-safe mogelijkheden die het PCM systeem je biedt. Als je dergelijke dure modellen kunt kopen dan kan er een PCM ontvanger ook wel af!


    DE SERVO
    Als laatste wil ik de servo bespreken. De servo is eigenlijk een heel erg slim apparaatje dat elektronische informatie omzet in een mechanische beweging. Een moderne servo moet zo klein mogelijk zijn en toch moet er een hoop in. Meestal is de elektronica in de moderne kleine servo’s met de zogenaamde SMD onderdelen gemaakt. Dit betekent dat de kleinste onderdelen die er zijn worden gebruikt. De wat oudere servo's zijn meestal groter en hierin worden meestal standaard onderdelen gebruikt. De elektronica ziet er dus nogal klein uit maar schijn bedriegt, er zit nog heel wat in, zie het blokschema van figuur 5.



    Figuur 5.

    Voor het gemak heb ik ook hier de stroomvoorziening maar weggelaten anders wordt de tekening te onoverzichtelijk. Je moet je inbeelden dat elk blok een verbinding heeft met de accu, via het servo snoertje.

    De puls afkomstig van de ontvanger komt binnen en gaat direct naar de ingang (IN A) van de PULSVERGELIJKER en naar de PULSGENERATOR. Op het moment dat er een puls uit de ontvanger komt zal de pulsgenerator ook een puls opwek-ken. De breedte van die puls is afhankelijk van de stand van de POTMETER. Een potmeter is een verstelbare weerstand waarvan de waarde hoger en lager wordt als we hem links of rechtsom draaien.
    De uitgang van de pulsgenerator zit aan de tweede ingang (IN B) van de pulsver-gelijker. Als beide pulsen even lang duren komt er niets uit de pulsvergelijker en staat de servo stil. Wordt de puls van de zender op ingang A nu breder, doordat we de stuurknuppel bewegen, dan zal op uitgang A>B (A groter dan B) een signaal komen dat de elektronische schakelaars zodanig zet dat de motor b.v. linksom gaat draaien. De motor drijft een stel tandwielen aan die het hefboompje op de servo in beweging brengen en ook de potmeter die op dezelfde as zit. Stel dat de waarde in dit geval hoger wordt dan zal de breedte van de puls die de pulsgenerator opwekt ook breder gaan worden. Dit blijft doorgaan totdat de pulsen weer even breed zijn, op dat moment gaan de elektronische schakelaars weer uit, de motor stopt en de servo staat in een nieuwe (andere) stand.

    Wordt de puls weer smaller dan zal uitgang A<B (A kleiner dan B) de elektroni-sche schakelaars de andere kant op zetten en de motor draait rechtsom. De weerstand van de potmeter wordt lager en als de beide pulsen weer even breed zijn stopt de motor weer. Op deze manier kunnen we de servo elke gewenste stand laten aannemen en daarmee het roer dat met die servo verbonden is.
    Vrijwel de gehele schakeling die in het blokschema is getekend zit in de speciaal voor servo’s ontwikkelde IC’s. Er zijn maar enkele onderdelen nodig om de werking aan te passen aan onze toepassingen. Deze IC’s worden ook veel in industriële servo’s gebruikt wat betekent dat er een hele grote markt voor is waardoor servo’s nu vrij goedkoop zijn.

    Tegenwoordig zijn er ook digitale servo’s te koop. Hoe die binnenin precies werken weet ik ook niet helemaal dus kan ik dat ook niet uitleggen. Het principe komt hier op neer dat alles digitaal wordt geregeld waardoor de servo sneller en preciezer werkt en ook sterker is. Deze servo’s zijn echter nog erg duur dus nog niet echt aantrekkelijk voor de doorsnee modelvlieger.
    Wie weet wat de toekomt gaat brengen met betrekking tot de modelbesturing. De elektronica wordt steeds kleiner en de computerchip wordt steeds meer gebruikt. In de toekomst kunnen we steeds meer mogelijkheden verwachten en de prijzen zullen er niet of nauwelijks hoger door worden. Ook zal het waarschijnlijk niet zo heel lang meer gaan duren en dan hebben we de mogelijkheid om heel simpel gegevens uit het vliegtuig naar beneden terug te sturen. Te denken valt aan bijvoorbeeld de vlieghoogte en snelheid, de accuspanning en de brandstofvoorraad. Het kan nu allemaal al maar er is nog al wat eigen idee voor nodig en je moet wel wat weten van de elektronica. Over een poosje zit het misschien standaard in je besturingsset ingebouwd?!

    Hier eindigt dit verhaal, ik hoop dat het te volgen is en dat het nu wat duidelijker is geworden hoe de modelbesturing werkt.


    ERNST GRUNDMANN
    Oorspronkelijk geschreven in juni 1993 als handleiding voor de nieuwe leden van de Modelvliegclub Woerden. Aangevuld met “dual conversie” en digitale servo uitleg juli 2002.
     
  7. Arjen van Viegen

    Arjen van Viegen

    Lid geworden:
    19 aug 2002
    Berichten:
    1.313
    Locatie:
    Bodegraven
    Ernst; als je het artikel naar mij toe stuurt kan ik het wel plaatsen.

    Groet,

    Arjen.
     
  8. Niek

    Niek PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    21 aug 2002
    Berichten:
    8.779
    Locatie:
    Almere
    Sorry, maar ik denk dat bovenstaande lap tekst een hoog bla-bla gehalte heeft wat de eigenlijke vraag niet beantwoord, of het antwoord is er helemaal in verzopen. De vraagsteller heeft niets gevraagd over ppm, pcm of hoe een waarom globaal een (digitale) servo werkt.

    Niemand die snel in een paar zinnen to the point kan vertellen waarom de ontvanger en zender kristallen in frequentie van elkaar afwijken?
    Bruno? Dick? Bert? Powerpete?
     
  9. Theo

    Theo

    Lid geworden:
    3 sep 2002
    Berichten:
    3.060
    Locatie:
    Annen
    Klopt Niek!
    Mooi en informatief verhaal maar de vraag blijft.
     
  10. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    :x
    Niek en Theo, jullie hebben het verhaal DUS NIET GELEZEN want het staat er HEEL duidelijk in!!!!!
    Om het jullie wat makkelijker te maken heb ik dat ene stukje eruit gehaald en dat staat hieronder. Als ik alleen dit stukje maar had geschreven was het verband zoek en komen er weer vragen vandaar mijn keuze om het hele verhaal te plaatsen.

    Stukje over de kristallen:

    Het volgende deel (de volgende trap zoals dat genoemd wordt) is een VERSTERKER. Omdat het signaal dat uit het bandfilter komt heel erg klein is, moet dit eerst flink groter gemaakt worden voordat de volgende trap er mee aan het werk kan. Dit groter (sterker) maken van het signaal gebeurt dus met een versterker.
    De volgende trap is een MIXER. De mixer is een elektronische schakeling waarin twee signalen gemengd worden. Dit is iets heel anders dan de modulator bij de zender. Een modulator voegt twee signalen op een bepaalde, vaste, manier samen. Een mixer echter doet hetzelfde als een keukenmixer thuis, hij gooit alles grondig door elkaar.
    Het eerste signaal wat de mixer binnenkomt is dat wat van het bandfilter afkomstig is, hier zit dus ook de zender tussen die bij de ontvanger hoort. Het tweede signaal is afkomstig van de KRISTALOSCILLATOR. De kristaloscillator wekt een signaal op dat precies 455000 Hz lager is dan de kristaloscillator in de zender.
    Is de zendfrequentie b.v. 35060000 Hz (kanaal 66) dan is de frequentie van het ontvanger kristal 35060000 - 455000 = 34605000 Hz.

    We komen nu vanzelf bij het KANAALFILTER, dit is een zogeheten keramisch filter. Dit filter laat alleen de frequenties van 454000 Hz tot en met 456000 Hz passeren, een heel klein stukje van de frequentieband dus. Onze eigen zender zit precies midden in dit gebied maar de zender van kanaal 67 zit hier al ver boven en komt er dus niet door. Op deze manier "ziet" de ontvanger alleen maar die zender welke op zijn kanaal uitzend. Iedere andere willekeurige zender die op hetzelfde kanaal uitzend komt dus ook door het filter heen, vandaar dat er altijd maar één zender per kanaal aan mag staan.

    Ik hoop dat het nu duidelijk is 8)

    Groeten,
    Ernst Grundmann
     
  11. Harold

    Harold PH-SAM

    Lid geworden:
    16 aug 2002
    Berichten:
    3.223
    Locatie:
    Almere
    Het is lastig om een ontvanger te maken voor hoge frekwenties, vooral als je die frekwentie nog wil wijzigen ook.

    Daarom maak je een ontvanger voor een relatief lage, vaste frekwentie (455Khz = middenfrekwentie), zodat je prima je filters hierop kan uitzoeken of afstemmen.

    Door middel van een eenvoudig stukje electronica (ingangsmixer) zorg je dat een hoge frekentie wordt omgezet in die lage 455Khz.
    Die omzetter werkt met het verschil tussen 2 frekwenties: Je kristal en de gewenste ontvang frekentie.
    Vandaar dat je kristal precies die 455Khz afwijkt.
    (Voorbeeld verschilfrekwenties: Bij een 2 motorige kist hoor je als de motoren niet perfect gelijklopen een variatie in volume ("wa-wa-wa-wa" :lol: ) waaraan je het verschil in toeren kan horen.)

    Het verschil tussen een 40Mhz en een 35Mhz band ontvanger is vaak alleen maar een paar onderdeeltjes (spoeltje, condensatoortje) verschil in de ingangsmixer.

    Bij een dubbelsuper (*) ga je in 2 stappen (10.245 Mhz en 455Khz) . Dit is minder gevoelig voor als je op een berg naast een FM omroep antenne hellingvliegt die uitzend op 3 * 35Mhz.

    (*) Deze manier van ontvangers maken heet "superheterodyne" principe, ofwel in het kort "super".

    Bij de zender wordt soms van een frekwentie verdubbeling of verdrievoudiging gebruikt gemaakt. Hier zie je dus ook de "echte" kristal frekewntie afwijken. Vandaar dat je altijd eigenmerk kristal moet gebruiken.
    Meer info in de zendamateur wereld: http://home.attbi.com/~radiowarren/hetbasic.html
     
  12. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.332
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal
    Een kleine preciesering (Je mag het ook zeuren noemen ;)) Hoewel het voorbeeld erg verhelderend is, is er toch een verschil. :teacher: Het voorbeeld betreft interferentie, het optellen van signalen. In de ontvanger vindt mixen plaats, het vermenigvuldigen van signalen.
     
  13. Harold

    Harold PH-SAM

    Lid geworden:
    16 aug 2002
    Berichten:
    3.223
    Locatie:
    Almere
    Klopt Ron. Daarom heb je ook slechts een variatie in volume (met de motoren dominant in de achtergrond) en niet een heel nieuw signaal zoals bij een mixer.
     
  14. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    Ron,

    Om nog even verder te zeuren 8) in een mixer vindt van alles plaats. Vermenigvuldigen, optellen, aftrekken en zelfs delen! Wat er uit een mixer komt is werkelijk een enorme mengelmoes van signalen die een mix zijn van wat er door de antenne wordt ontvangen en het signaal van de kristal oscillator.

    Ernst Grundmann
     
  15. Niek

    Niek PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    21 aug 2002
    Berichten:
    8.779
    Locatie:
    Almere
    Sorry Ernst!
    Dat stukje van Harold vindt ik toch veeeeel duidelijker dan dat overgetypte artikel! :?

    @ Ron, je vindt hierboven ook de term keramisch filter. Filtert inderdaad heel scherp de 455khz middenfrequentie. Is deze stuk of beschadigd( of nog erger WEGGELATEN!! (wat bijv bij kleine lichte [indoor] ontvangertjes schijnt voor te komen :!: )), dan "hoort" de ontvanger ook nog een hoop rotzooi van de naburige kanalen.
     
  16. Ernst Grundmann

    Ernst Grundmann PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 aug 2002
    Berichten:
    13.335
    Locatie:
    Woerden
    Niek,
    Ok, het stukje heb ik geschreven om het geheel voor onze leden duidelijker te maken. Het is al bijna 10 jaar oud, misschien moet ik het eens herschrijven.
    Wat betreft det kristal filter heb je volledig gelijk. Ik heb een poosje geleden een ontvanger van iemand gekregen met de vraag of ik hem wilde nakijken omdat hij heel erg veel last had van zenders die vlakbij zijn kanaal zaten. Die mini ontvanger had geen keramisch filter maar een filter met gewone spoelen en condensatoren. Het voordeel is dat die dingen veel kleiner gemaakt kunnen worden dan een keramisch filter. Het nadeel is dat dergelijke filters veel minder "scherp" zijn en dus ook kanalen vlakbij, gedeeltelijk, doorlaat.
    Als je zo'n ontvanger hebt dan moet je zorgen dat je niet tegelijk vliegt met iemand die minder dan 4 of 5 kanalen van je weg zit.

    Ernst Grundmann
     

Deel Deze Pagina