PPM signaal hoe zit het nou echt?

[Cheeta]

Ok ik doe een poging dan. ook al ga ik echter wel eerst uit van corona modules.

Om te kunnen zien of het uberhaupt mogelijk is om de schakelmodules van robbe werkend te krijgen op de 2.4ghz zonder aanpassingen aan de hardware te doen van zowel zender als ontvanger. daarbuiten alles toegelaten.

En om een duidelijk verslag te verkrijgen over hoe 2.4ghz fasst systeem nou daadwerkelijk met het signaal om gaat zodat duidelijk wordt waar het fout gaat met de schakelmodules.

 

[Timosha]

Als het mogelijk is om full-screan HD video te streamen over een 2.4Ghz wifi link, kunnen die 8 kanaaltjes PPM er echt probleemloos over zonder dat er informatie verloren gaat.

Maar dan zie je over het hoofd dat Wi-Fi gebruikt maakt van DSSS (Direct Sequence Spread Spread Spectrum) en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulatie wat bandbreedtes van > 50 Mb/s toelaat.

Het FASST systeem lijkt meer op Bluetooth met FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) met GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) dat slechts bandbreedtes tot 1 Mb/s toelaat. Als ik mij niet vergis gebruikt FASST een QPSK variant waardoor de bandbreedte iets hoger ligt dan 1 Mb/s.

 

[Sleurhutje]

Zo al lezende twee opmerkingen:

1. In de ontvanger bestaat geen "gedecodeerd" PPM signaal. De processor in de ontvanger genereert per kanaal servoposities/-signalen op basis van de digitale waardes die verstuurd zijn als gevolg van een pulsbreedte-getal conversie in de zender.
Veel ontvangers op 2,4GHz bieden dan ook de mogelijkheid servo's gelijktijdig te verplaatsen zodat tussen bijv. twee aileron servo's geen vertraging in beweging zit.

2. De 2,4GHz signalen maken gebruik van een zogenaamde pseudo-codering. Door het ontvangen signaal te vermenigvuldigen met de pseudo-code die bekend is (doorgegeven bij het bindingsproces) dan is zelfs bij signaalstroing in het radiosignaal de juiste infromatie terug te krijgen. Pseudo-codering is redelijk ingewikkeld om uit te leggen. Het komt er op neer dat de zender een soort willekeurig signaal (ruis) uitzendt maar dat daarbij voor de werkelijke informatie afgeweken wordt van de willekeur. Als de ontvanger het signaal ontvangt en vermenigvuldigd met zijn code dan ontstaat er uit het resultaat informatie die wel of niet bruikbaar is. Als de ID overeenkomt is er bruikbare informatie. Zodoende kunnen er veel meer signalen op dezelfde frequentie actief zijn met een relatief laag zendvermogen.

Denk hierbij bijvoorbeeld aan GPS-signaal (eveneen pseudo-codering) met een signaalniveau van -160dBW (zendvermogen van de oude satellieten 50W uit 1980 en moderne slechts 28W).


De datarate is inderdaad 1Mbit/sec. De echte datarate na conversie van het PPM signaal is 32kBytes/sec (Wireless USB chipset!)

 

[hezik]

dat slechts bandbreedtes tot 1 Mb/s toelaat.

En reken nu eens de bandbreedte uit van een normaal 35Mhz PPM systeem? Ga je dan nog zeggen dat dat niet past over 1Mb/s of dat daar zoveel van weg gaat vallen dat je packets gaat missen?

@Sleurhutje:

Aan ontvangerkant komt er een servopuls uit de ontvanger. dat is je gedecodeerde PPM signaal. Wat er voor de rest allemaal gebeurd is en welke mechanismes 2.4Ghz gebruikt is verder totaal niet relevant.

We gaan hier nou toch niet beweren dat 2.4Ghz langzamer is dan 35 mhz, toch?

 

[Dirk]

Hezik, 1 Mb valt best nog tegen ....
ten eerst hebben 2,4 GHz systemen maar een duty-cycle van 20% ... dus 200 Kb, dat moet weer door 260 gedeeld worden (voor het aantal uitgezonden pakketjes) = 768 bit per pakketje = 96 byte ... de (hoofd)stuurfuncties hebben een resolutie van 32K (=2 Byte) dus als je geen overhead zou hebben kan je maar 48 functies overseinen ... maar in "real-live" mag je blij zijn als het 20 zijn ... (bruikbare data 150-200 bit netto)

PPM is natuurlijk een analoog systeem (in principe kan elke puls "oneindig" aantal waardes aannemen) digitaliseer je dat in 2 Byte per kanaal dan zit je al op 128 bits netto voor een 8 kanaals systeem .... dus uiteindelijk moet een 2.4 GHz systeem het met minder doen ...

 

[Ernst Grundmann]

....We gaan hier nou toch niet beweren dat 2.4Ghz langzamer is dan 35 mhz, toch?

Normaal gesproken niet. De snelheid zal ongeveer hetzelfde zijn. Denk eraan dat de pulse-rate naar de servo's nog steeds de standaard 50Hz is!!!
Ja er zijn snellere systemen maar om die te kunnen gebruiken MOET je digitale servo's gebruiken die in staat zijn die hogere pulse-rate te verwerken.
Maar toch is het heel goed mogelijk dat de 2,4Ghz TRAGER wordt dan de 35MHz (niet 35mhz, 35 mili herz?). Dat heb ik proefondervindelijk meerdere keren vast kunnen stellen.

Zoals ik al meerdere keren heb geschreven vallen er met de regelmaat van de klok blokken data weg. Dat is niet overdreven of een verzinsel dat is wat ik heb geconstateerd. Dat geeft niets en je merkt er hoegenaamd niets van. De data wordt vaak genoeg overgestuurd en met een dusdanige snelheid dat een blokje missen geen invloed heeft op de performance.
Maar als je echt voor veel storingen zorgt en aan de randen van het bereik komt ga je dat merken door het steeds TRAGER worden van de besturing. Echt goed merkbaar trager!
DAT is dus je waarschuwing dat er iets aan de hand is en dat je er voor moet zorgen dat je model dichter bij je zender komt.
Ik heb gekke dingen moeten doen om dit te ontdekken. Dingen zoals de zender antenne grotendeels af te dekken met absorberend materiaal. Zo is het net alsof de zender heel ver weg is. Ook één van de twee antennes van de ontvanger moest ik los halen (is een connectortje!). En om dan voor voldoende "storing" te zorgen heb ik een router gebruikt die ik 10x per seconde een signaal over de hele band liet uitzenden. Dit is een soort test signaal om de zender in de router te kunnen testen.
Pas met die gekke dingen, die in de normale wereld nooit tegelijk voorkomen, kreeg ik m'n Futaba set op de knieën. Wanneer ik met de ontvanger weg liep en op voldoende afstand kwam (meer dan 30 meter) dan ging ik merken dat de zaak trager werd. Uiteindelijk stopte alles en ging in fail-safe.
Alles normaal en alles werkt tot op grote afstand zonder merkbare problemen alleen 's avonds na 19.00 uur. Dan kruipen er een hoop mensen achter de computer en komen er ook een hoop draadloze netwerken in de lucht. Nog steeds werkt alles op grote afstand maar op sommige plekken waar overdag alles storingsvrij werkte is er dan toch een vertraging merkbaar, storingen dus!

Let op, deze "tests" heb ik gewoon thuis in de woonwijk gedaan met m'n zender in huis en dan met de ontvanger en een paar servo's aan de wandel gaan. Wanneer je buiten de stad op een modelvliegveld staat worden de kansen op deze problemen nog een heel stuk kleiner! Daar dringen die routers niet meer door en als dat wel gebeurt dan zijn ze heel erg zwak.

Zoals ik ook al eerder schreef het Futaba 2,4Ghz systeem heeft mij aangenaam verrast en het werkt heel erg goed. Ik heb er nu ook mee gevlogen en totaal niets gemerkt van wat voor storing dan ook. Gewoon een hele betrouwbare besturing zoals ik van Futaba gewent ben. Het is te verstoren, absoluut waar, maar daar komt heel veel bij kijken en de gemiddelde modelvlieger zal dat alleen in heel zeldzame gevallen merken.
Maar zeg nooit nooit want je weet het nooit! 8O

 

[Sleurhutje]

@Sleurhutje:

Aan ontvangerkant komt er een servopuls uit de ontvanger. dat is je gedecodeerde PPM signaal. Wat er voor de rest allemaal gebeurd is en welke mechanismes 2.4Ghz gebruikt is verder totaal niet relevant.

We gaan hier nou toch niet beweren dat 2.4Ghz langzamer is dan 35 mhz, toch?

Technisch gesproken (je weet nog wel, van de Bereboot ) is er helemaal geen sprake meer van PPM signaal. Het signaal naar de servo's is pulsbreedtemodulatie ofwel PWM. Eigenlijk is het gebruik van PPM in het analoge deel van de zender ook waardeloos want dat zorgt bij veel zenders voor de beperking van 8 kanalen. Volledig digitaal is veel mooier.

Stel je resolutie op 1024 stappen (vaak in één zucht en geheel verkeerd 1024 bits genoemd!) dan is dat 2 bytes (slechts 10 bits maar gemakshalve worden de overige bits gewoon gestuffd). Dat op 8 kanalen maakt 16 bytes. Voeg daar de pseudo codes, checksums etc. bij op en je hebt 32 bytes. Maximale doorvoer is 1Mbit dus uiteindelijk ruim 8192 complete frames per seconde. Dat is dus heeeeel veel sneller dan 35MHz of het standaard PPM signaal in zijn algemeenheid. Om weer braaf op 50 frames per seconde uit te komen kun je het dus af met de heel wat minder packets per seconde. Om die reden leveren fabrikanten nu dus systemen met een dubbele resolutie van 2048 stappen per kanaal.

Zoals al eerder aangegeven werd, wordt elke packet meerdere keren uitgezonden (elk met een eigen unieke volgnummer zodat de ontvanger weet of het een re-transmission of een nieuw frame is). Dus je zend een burst uit met wat packets en doet dan een tijd niets. Andere zenders kunnen in die "dode tijd" dus ook nog makkelijk hun informatie er tussendoor proppen.


Het aantal storingen valt reuze mee. Ik heb op mijn Spektrum AR7000 een Flight Log module zitten die registreert of er frame errors, receivers switches en link losses waren. Als ik na 8 minuten elektrovliegen op flinke hoogte/afstand en aardig doorgassen landt en er staat op de logger dat een 0,0 fouten zijn geconstateerd in de nabijheid van een woonwijk (400 meter verderop) dan mag je het systeem extreem betrouwbaar noemen.

 

[Dirk]

1024 stappen 4 Byte ? ... ik doe het al met 10 bits ... met 4 Byte zit ik al op 4294967296 stappen ...

(Stiekem je foute corrigeren, want nu staat het er goed .... ;-))

 

[hezik]

Technisch gesproken heb je gelijk, maar volgens mij begrijp je best wat ik bedoel

 

[Sleurhutje]

1024 stappen 4 Byte ? ... ik doe het al met 10 bits ... met 4 Byte zit ik al op 4294967296 stappen ...

(Stiekem je foute corrigeren, want nu staat het er goed .... ;-))

Hehehe, ja dat ging even goed mis, mijn vingers stonden nog in decimaal in plaats van binair. 8O


Posted via Mobile Device

 

[Corrien]

In het rekenvoorbeeld van Dirk wordt er van uitgegaan, dat er in elk verzonden pakketje info aanwezig is voor alle kanalen. Dat zal toch niet nodig zijn? Als je de helft of slechts eenderde in elk bericht opneemt, komt het voldoende snel aan de overkant of liever gezegd op de ontvangeruitgangen om alle servo's te bedienen.
Zoals reeds eerder gezegd, kunnen vanaf de FASST 8-kanaals ontvangers 6 kanalen op hrs worden geschakeld. Nu heb ik dat niet nagemeten, maar volgens mij is de response-tijd daarmee zo'n 6 ms. Deze kanalen hebben, net als de overige, een resolutie van 2048 stapjes. Reken maar uit hoeveel pakketjes je nodig hebt om dat binnen deze tijd verzonden te krijgen.

Nu het toch weer over de werking van 2,4 GHz-systemen gaat: Futaba FASST apparatuur werkt op basis van de ML2724DH, die van de fabrikant Micro Linear de benaming 2.4GHz Low-IF 1.5Mbps FSK Transceiver heeft meegekregen. Geïnteresseerden kunnen de datasheet opvragen bij: ::: ALLDATASHEET - Datasheet search site, Datasheet search site for Electronic Components and Semiconductors and other semiconductors.
Voor zover ik weet, is FASST een hybride systeem, dat over een breedte van 2 MHz net als dsss z'n chips wegzet en dat daarnaast in 36 stappen hopt. Hou mij ten goede, dat ik dit niet met zekerheid weet, dus neem dit niet als zekerheid aan.
Men heeft het zelf in ieder geval over 36 beschikbare (fasst-)kanalen, wat ook als veilig maximaal aantal wordt gezien. Zenders controleren dan ook altijd eerst de band, voordat er wordt ingeschakeld en willen er niet meer aan beginnen als er reeds 36 FASST zenders in werking zijn. Daarnaast mogen er nog wel andere systemen in de lucht zijn.

 

[Timosha]

Nu het toch weer over de werking van 2,4 GHz-systemen gaat: Futaba FASST apparatuur werkt op basis van de ML2724DH, die van de fabrikant Micro Linear de benaming 2.4GHz Low-IF 1.5Mbps FSK Transceiver heeft meegekregen.

Ik heb die datasheet eens bekeken. Heel interessant! Maar zit er achter die FSK transceiver geen QPSK modulator meer? Ik kan mij moeilijk voorstellen dat Futaba direct in FSK (Frequency Shift Keying = FM) gaat uitzenden op 2.4 Ghz.

 

[Corrien]

Uiteraard hoeft dit zend/ontvang-IC het werk niet in z'n eentje te doen. Zowel in de zendermodulen als in de ontvangers zit er nog een heleboel omheen. Dit zijn echter schakelingen, waarbij Futaba haar eigen codering op de IC's heeft staan, waardoor je deze niet terug kunt vinden.

 

[Corrien]

Waar haal je overigens het idee vandaan, dat er in een 2,4 GHz een ppm-volgorde is? Je gaat toch in een zender geen ppm-signaal omzetten in een digitale code om dit door de ontvanger dan weer in een ppm-signaal te laten omzetten? Dát zou namelijk volkomen onlogisch zijn omdat daarvoor ook geen enkele reden is.

Tja, eeeeeuhhh, , dat is zó onlogisch, dat ze het tóch doen.

In een R617FS ontvanger zitten, behalve de reeds genoemde ML2724, een processor met Futaba opschrift FP9067 en een microcontroller van Hitachi. Dit is een H8/36014G. Deze genereert.......een pulstreintje! Niet voor alle kanalen, maar voor de kanalen 1 t/m 5. De kanalen 6 en 7 komen er rechtstreeks uit. Het pulstreintje gaat naar een 74C164 en dat is een schuifregister (seriëel in, parallel uit). Zoiets verwacht je toch niet......

 

[hezik]

Zit je nou jezelf dingen uit te leggen?

mss. toch de 'Jan de Wandelaar' even aan de kant zetten?

 

[Tadango]

Meen je dat? Dus we hebben een mooie digitale chip waar een puls trein wordt gemaakt om die weer simpel de decoderen?????? Tja, zo krijg je wel het effect net zo als op de oude ontvangers Maar waarom nu alleen voor die eerste kanalen.........