Суббота, 23.09.2017, 19:40
RC - Мастерская
Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход
Меню
Статистика
Главная » Статьи » Обмен опытом » Начинающему моделисту

PWM, PPM, FrSky и Turnigy

PWM, PPM, FrSky и Turnigy

Ответ на часто задаваемый мне вопрос "почему глючит ppm".
Начну несколько издалека, но надеюсь тем, кто только взял в руки пульт радиоуправления будет познавательно.

Для большинства не будет откровением, что обычная аналоговая сервомашинка управляется сигналом PWM. PWM (Pulse-width modulation) в переводе на русский означает Широтно-Импульсную Модуляцию или сокращенно ШИМ. Это значит, что передаваемая информация кодируется шириной импульса. В примере с сервомашинкой под информацией подразумевается угол поворота. За многие годы фактическим стандартом сигнала управления выше означенных аналоговых устройств стал ШИМ с частотой 50Гц и шириной импульса от 1000 до 2000 микросекунд. Для некоторой среднестатистической сервы это будет означать следующее:

Угол поворота сервы равен -60 градусов

Угол поворота сервы равен 0 градусов (центральное положение)

Угол поворота сервы равен 60 градусов.

Именно такой сигнал выдает приемник радиоуправления на каждом из своих каналов.

Надо так же сказать, что длина импульса у разных производителей и при разных настройках аппаратуры может варьироваться в некоторых пределах. За счет этого несколько расширяется и диапазон управляющих сигналов. Так большинство полетных контроллеров считает корректным длину импульса от 800 до 2200мкс.

Так же достаточно широкое распространение в бортовой и наземной электронике имеет передача PPM сигналов. PPM или Pulse-position modulation по сути является простейшим алгоритмом упаковки управляющих сигналов с нескольких каналов в один. Идея стара как мир и проста до безобразия: импульсы из нескольких каналов собираются в пачку (пакет или фрейм), следуя в нем друг за другом.

Внутри пачки каналы между собой разделяются паузами в 100-400мкс. Для того чтобы можно было определить начало пакета используется так называемый синхроимпульс. Его длина должна быть много больше максимальной длины канального импульса. Обычно это значение >2500мкс. Поскольку пакеты передаются циклически, за синхропаузой следует импульс первого канала. Далее второго, третьего… и так всех передаваемых каналов. Вообще, на эту тему на RCdesign есть хорошая статья ppm или pcm. С Вашего позволения, я не буду ее перепечатывать, а затрону несколько иную тему.

PPM можно найти, например, в слоте подключения внешнего модуля аппаратуры Turnigy 9X(R). Или на выходе приемника FrSky D8XP.

Последний «из коробки» имеет длину пачки 18мс. Правда, ее можно увеличить путем перепрошивки приемника до 27мс. Я подключил его к своему тестеру и выяснил следующее:

1. Длина пакета действительно 18мс

2. Длина паузы между каналами составляет около 350мкс

3. Количество каналов в пачке 8.

В этом то и кроется потенциальная проблема. И именно для ее решения FrSky выпустил прошивку с длиной пачки в 27мс. А проблема заключается в следующем…

Предположим, по каждому каналу передается крайнее минимальное состояние. Длина канального импульса составляет 1000мкс.

1000 умножим на 8 каналов, получим 8000мкс. В итоге получаем 18000 – 8000 = 10000мкс длину синхропаузы. Это значение больше 2500 и тут все правильно.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда по каждому каналу передается крайнее максимальное положение. Длина канального импульса при этом составляет 2000мкс. Считаем…

2000 * 8 = 16000мкс. И синхропауза 18000 – 16000 = 2000мкс Упс…. Длина импульса синхропаузы меньше 2500 мкс и равна длине импульса канала. Как не трудно догадаться, пачки при этом сольются в единый конгломерат и ни один полетный контроллер не в состоянии будет найти импульс, соответствующий первому каналу. Раз невозможно найти первый канал, невозможно найти и все остальные. Итог – потеря управления и «морковка».

Именно эту проблему и решает перепрошивка. Если длину пачки увеличить до 27мс, то туда с лихвой укладываются все 8 каналов. Посчитаем самый пессимистичный вариант (по каждому каналу передается импульс длиной 2200мкс):

27000 - 2200*8 = 9400мкс.

Длина синхропаузы существенно превышает 2500мкс. Как следствие – стабильная работа.

Теперь пара слов о Turnigy 9XR. Один мой знакомый купил на ХК новый комплект FrSky XJT. К слову, у меня он тоже лежит, но на полномасштабное изучение все никак времени не хватает. А вч-модуль рассчитан на передачу 16 каналов. И вот приходит ко мне мой знакомый с вопросом: модуль работает нестабильно. Смотрим на настройки турниги: куча каких-то миксов, но они нас не интересуют. А вот в настройке сигнала для вч-модуля видим такую картину:

Тип сигнала – PPM

Кол-во каналов – 16

Длина фрейма(пачки) – 32.5мс

Длина паузы между каналами – 200мкс

После несложных расчетов получаем, что на информативную составляющую всех 16 каналов в максимуме необходимо 32000 микросекунд. Как видно, получившееся число меньше длины фрейма всего на 500мкс. Для корректной синхропаузы этого не достаточно. Таким образом ни о какой стабильной работе говорить не приходится. Тоже самое кстати касается и модуля OrangeRx DSM2/DSMX. Там проблема абсолютно такая же.

Посчитаем максимальное число каналов, которое можно передать с использованием PPM с заданными характеристиками (фрейм 32.5мс, пауза 200мкс).

2000мкс(макс. Длина канального импульса) + 200мкс(пауза между каналами) = 2200мкс на канал.

32500мкс – 2500мкс(мин длина синхропаузы) – 200мкс(пауза перед первым каналом) = 29800мкс

29800 / 2200 = 13 каналов. (В настройках турниги доступно либо 12, либо 14 каналов.)

При передаче большего числа каналов о стабильности говорить не приходится.

Вч-модуль DSM2/DSMX от оранжа я протестировал. 12 каналов он передает вполне уверенно и стабильно. Что же до модуля FrSky XJT… как использовать его «на всю катушку»?

В отличие от оранжевого вч-модуля, XJT помимо PPM может принимать на вход сигнал PXX (это вариант более сложного pcm-кодирования). Не буду углубляться в его устройство, скажу лишь, что 16 каналов он транслировать позволяет. В этом и есть выход – прошивка ER9X для турниги так же поддерживает связь с вч-модулем при помощи PXX кодирования.

 

Выводы: Производители, как правило, указывая поддержку устройством PPM, не указывают число каналов. Вместо этого они пишут длину фрейма. И все выше написанное наглядно показывает на сколько это важная характеристика. Используя PPM, не считайте его «резиновым», не полагайтесь безоглядно на то, что в него влезут ВСЕ каналы, что Вы хотите передать на модель. Немного устного счета поможет сохранить модель и спасет от незапланированных денежных трат.

Категория: Начинающему моделисту | Добавил: Mactep (05.09.2014)
Просмотров: 4236 | Теги: PPM, PWM, FrSky | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск