Az utóbbi időszakban ismételten kísért a sajnálatos őcsényi baleset emléke. Nem, én nem voltam ott, legfeljebb videóról láttam az esetet, ráadásul ez még modellező pályafutásom kezdete előtt történt. Azonban a különböző hivatali útvesztőkben és a magánbeszélgetésekben sűrűn előjön az az eset. Ideje tiszta vizet önteni a pohárba, ezért összeszedtem egy pár gondolatot a technikai fejlődés témájában.
Az RC modellek rádiójának evolúciója: FM, PCM és szórt spektrumon működő mikrohullámú rádiók
Mint azt a legtöbben tudják, a baleset 2006. május 13-án történt, a balesetet vizsgáló KBSZ zárójelentése szerint rádiózavar okozta műszaki hiba folytán. A hatóságok és az átlagemberek azóta is rettegnek a rádióirányítás jelvesztése miatt, de megnyugodhatnak, ez a jelenség a mai technikai fejlettség szintjén szinte kizárt, de ha mégse, akkor sem kell tartanunk elszabadult, teljes gázzal, kontrol nélkül repülő modellektől. De először a technológiáról:
AM rádióirányítás
A kezdetek kezdetén az "Amplitúdó Modulált" azaz AM rádiótechnikát használták a távirányításban is. A működési elve ennek a módszernek, hogy a rádióhullámok erősségét változtatják, azaz a vivőjel amplitúdója írja le magát a vezérlést. A technológia igazi rákfenéje abban rejlik, hogy az AM rádiójeleket a különböző mágneses terek, fémtárgyak és még ki tudja mik maniplulálják, megváltoztatják az amplitúdót. Ez maga a rádiózavar. Talán még sokan emlékeznek a konyhában beindított robotgép mellett a rádió recsegő hangjára. A forgó fémelemek "különösen jó" hatással vannak az efféle átvitelre, így a modellhelikopteren való alkalmazása kizárt volt.
AM rádióadók
Megszületett az FM átvitel
A frekvencia modulált átvitel azonban érzéketlen az amplitúdó nagyságára, vagyis általában védett a gerjesztett elektromos terekkel szemben. Az alap vivő frekvenciának a hullámhosszát módosítja az adó, és ezt a frekvenciakülönbséget értékeli ki a vevő oldal az alap vivő frekvenciához képest. Ezt a technikát már jóval bátrabban lehetett alkalmazni, azonban az elektromágneses terek a rádiójelek hullámhosszát is képesek befolyásolni. Így születik meg a rádiózavar másik formája, vagyis amikor a beeső zavar a vevő számára értelmezhető jellé alakul.
FM rádióadó
PCM forradalom
Úgy szűk húsz éve jelentek meg az első PCM azaz (Pulse Code Modulation) rendszerek. Az adatátvitel alapja továbbra is FM technológia volt, csakhogy megjelent az olcsó mikrovezérlő áramkörök, elérhetővé vált a mikroszámítógép mind árban, mind tömegben. A mikrovezérlő az adó jelét digitálisan kódolva küldi az FM vevő felé. A vevő ezt a digitálisan kódolt jelet "csomagolja ki" és alakítja vissza a szervók számára értelmezhető analóg jellé. A rádióinterferencia pedig nem lesz más, mint értelmezhetetlen adatszemét, ezért azt a vevő mikrovezérlője figyelmen kívül hagyja.
PCM rádióadó régen... (Futaba FC-16)
...és ma (Futaba T6EXAP)
És megszületett az F/S vagyis a FailSafe
A mikrovezérlők alkalmazásával a hibamentés lehetősége is elérhetővé vált. Na nem robotpilótákról beszélünk, hanem egy olyan állapotról, amit a vevő önállóan kivezérelhet a szervők felé, ha nem kap jelet bizonyos időn belül az adó irányából. Persze, ha a jel visszatér, a vevő ismét az adó utasításai alapján dolgozik. Viszont az adás helyreállásának a hiányában legalább a motort képes lekapcsolni, hogy a modell ne repülhessen el messzire vagy magasra.
És ez volt a keskenysávú adások kora
Mert mindegyik technika egy nagy hátránnyal küzdött: keskeny frekvencia állt a rendelkezésére arra, hogy az adást továbbítsa. Ráadásul ebből is egyszerre egyet használt, így hát ha valaki más is ugyanezen a csatornán adott, megszületett az interferencia, és a korai technikákkal megzavarodott a modell, a PCM esetén viszont kénytelen volt áttérni F/S állapotra. A probléma nem volt tűrhető, megoldást kellett találni.
Eljött a mikrohullámú korszak
Most nem a konyhai gépre kell gondolni, hanem az igen nagy frekvenciájú adatátvitelre, azaz a 2.4 GHz-en üzemelő rendszerekre. Nem, nem a frekvenciában van a megoldás kulcsa, hanem abban, hogy a Wi-Fi hálózatok, a BlueTooth és a telefonok mellé bekerültek az RC rádiók is a szórt spektrumú tartományba. Vagyis az adó most már nem egy frekvencián ad, hanem egy teljes tartományt "szór" tele az adásával úgy, hogy egyszerre csak egy csatornált használ, majd nagyon gyorsan vált a következőre. Ennek köszönhetően a jelkimaradás vagy rádiózavar legfeljebb pár ms időtartamra állhat elő, de a hibajavító algoritmusok még ezt is eltakarják. Csak érdekességként: a szórt spektrum ötletét már 1942-ben szabadalom védte, amelyet Hedy Lamarr jegyzett.
A korábban látott Futaba T6EXAP rádió 2.4 GHz-es változata, azaz a T6EX
Az egyes gyártók különböző léptetési modelleket használnak, de mindegyikben közös az, hogy nagyon sűrűn váltanak.
A Futaba
A Futaba által használt FASST (Futaba Advanced Spread Spektrum Technology) egy azonosítási metódusa az, hogy minden rádió más és más léptetési mintázatot használ, ezért csak az a vevő képes a mintát lekövetni, amelyik az adóval párosítva van.
Futaba T10CP (Ez a változat még alkalmas PCM üzemmódra, de már a hátuljában ott a 2.4 GHz-es adómodul)
Ezzel szemben a Spektrum vagy a JR
A Direct Sequence Spread Spektrum vagy DSSS kicsit szembemegy az eddigiekkel a gyorsabb kommunikáció érdekében. Azaz egy speciális kód sorozat ajánlása alapján kiválaszt egy frekvenciát és azt használja. Mivel a kommunikáció alatt nem kell időt tölteni a csatornaváltással, elvileg a DSSS gyorsabb, de a mai mikrovezérlők korában gyakorlati jelentőssége ennek a sebességkülönbségnek nincsen.
Spektrum DX8
Maga a kommunikáció végre megbízható, és a PCM adatátvitellel kombinálva a szórt spektrum a gyakorlaban szinte 100%-os biztonságot garantál. Csakhogy az a fránya mikrohullám nem szeret mindenen keresztülmenni. A balsa és habanyagok nem állják az útját, de a szénszál és a különböző fémek már nincsenek jó hatással rá.
JR XG8 (Japan Radio)
Ezért a gyártók a repülésben már megszokott redundancia elvét követik, vagyis például a JR/Spektrum több vevőegységet ajánl (szatelit-antenna), míg a Futaba (egyes mikrovevőit leszámítva) két antennával hozza ki a vevőket, így a vevő maga dönti el melyik antennán érkezik a jobb jel. A Spektrum/JR megoldása elviegben jobb, de a Futaba megoldása a praktikusabb. A gyakorlatban pedig teljesen mindegy, melyik mellett törünk pálcát.
Vagyis
Mára a napi rutin szerint a jelvesztés valószínűsége majdnem nulla, jó minőségű adó-vevő párossal gyakorlatilag nem is kell rá számítani. Azaz a modell irányítása a rádióadás hibája miatt nem fog meghiúsulni. Az meg már csak külön előny, hogy a régi másfél méter hosszú antenna helyett egy tíz centi körüli antenna kiszolgálja mind az adó, mind a vevő oldalt, mert a mikrohullám annyira rövid, hogy ekkora antenna is elegendő neki. Az tény, hogy a széljelző szalagot ma nincs hova kötni, annak csak a másfél méteres antenna végén volt hely.