Übertragungstechniken im ModellbauÜbertragungstechniken im ModellbauDer Weg zur 2,4GHz AnlageDer Weg zur 2,4GHz Anlage

Erich KopecnyErich Kopecny

Oktober 2009Oktober 2009

Übertragungstechniken im Modellbau - Der Weg zur 2,4GHz Anlage von Erich KopecnyÜbertragungstechniken im Modellbau - Der Weg zur 2,4GHz Anlage von Erich Kopecny

Wieso 2,4GHz? (Was ist das?)Wieso 2,4GHz? (Was ist das?)3 – 3000 Hz Niederfrequenz (Stromversorgung, ehem. U-Boot Kommunikation)

3 kHz – 30 kHz Längstwellen (U-Boot-Kommunikation, Pulsuhren)

30 – 300 kHz Langwellen (Langwellenrundfunk, Funkuhren)

0,3 – 3 MHz Mittelwellen (Mittelwellenrundfunk, militärischer Flugfunk (t.w.), LawinenVerschüttetenSuchgerät)

3 – 30 MHz Kurzwellen (Kurzwellenrundfunk, Modellbau)

30 – 300 MHz Ultrakurzwellen (Funknavigation, Flugfunk, Hörfunk, Fernsehen, Radar, Modellbau)

0,3 – 3 GHz Mikrowellen (Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Kurzstreckenfunk, Bluetooth, Modellbau)

3 – 30 GHz Zentimeterwellen (Radar, Richtfunk, Satellitenfernsehen, WLAN)

30 – 300 GHz Millimeterwellen (Radar, Richtfunk)

0,3 – 385 THz Infrarot (Lichtwellenleiter, Lichtschranken, Fernsteuerungen)

385 – 750 THz Sichtbares Licht (Beleuchtung, Lichtwellenleiter)

750 THz – 300 PHz Ultraviolett Strahlung (Bräunungslampen)

300 PHz - >30EHz Röntgen und Gammastrahlung

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Wieviel ist das?Wieviel ist das?1 Hz = 1 Schwingung pro Sekunde

1kHz = 1.000 Schwingungen pro Sekunde

1MHz = 1.000.000 Schwingungen pro Sekunde

1GHz = 1.000.000.000 Schwingungen pro Sekunde

1PHz = 1.000.000.000.000 Schwingungen pro Sekunde

1EHz = 1.000.000.000.000.000 Schwingungen pro Sekunde

K Kilo 103 1.000 Tausend

M Mega 106 1.000.000 Million

G Giga 109 1.000.000.000 Milliarde

T Tera 1012 1.000.000.000.000 Billion

P Peta 1015 1.000.000.000.000.000 Billiarde

E Exa 1018 1.000.000.000.000.000.000 Trillion

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Und was sind dann Kanäle?Und was sind dann Kanäle?

Kanäle sind die Feinunterteilung der Frequenzen!

Bei 35 MHz sind es 10kHz Abstände. Also z.B.: Kanal 65 = 35.050.000 Hz

Kanal 66 = 35.060.000 Hz

Wellenlänge ungefähr 8,6m Kanal 67 = 35.070.000 Hz

usw.

Anzahl der möglichen Kanäle = 36

Bei 2,4 GHz sind es 1MHz Abstände. Also z.B.: Kanal X = 2.400.000.000 Hz

Kanal X+1 = 2.401.000.000 Hz

Wellenlänge ungefähr 12,5cm Kanal X+2 = 2.402.000.000 Hz

usw.

Anzahl der möglichen Kanäle = 80 ( 2.400 – 2.483,5 MHz)

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Und nun zu den Verfahren?Und nun zu den Verfahren?

Zwei Grundvarianten der „Frequenzspreizung“ sind derzeit gebräuchlich

DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum:

Feste Frequenz – breitbandig (Schrotflinte),Spreizcode – 10mW Sendeleistung – kurze Reaktionszeiten – schnelle Synchronisation

FHSS – Frequency Hopping Spread Spectrum :

Springt über viele Kanäle – schmalbandig (Präzisionsgewehr) – 100mW Sendeleistung. Verweilzeit je Kanal z.B.: 2 msek. Signal, 8 msek. Pause.

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Schlagwörter kurz erklärt !Schlagwörter kurz erklärt !

Diversity: (Mannigfaltigkeit)

Zwei Antennen am Empfänger. Die mit dem besserem Empfangsergebnis wird dem Empfängereingang aufgeschaltet. Im Modellbau wird die 90°-Anordnung der Antennen bevorzugt (Polarisationsdiversität).

(Voll)Duplex (Telemetrie) : (FDX) oder DX

Datentransfer in beide Richtungen gleichzeitig ist möglich.

Zum Modell für die Steuerung.

Vom Modell Rückmeldungen wie Empfangsqualtität, Höhe, Temperatur, Akkuspannung, Geschwindigkeit usw.

Achtung, höherer Strombedarf!

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Was ändert sich eigentlich?Was ändert sich eigentlich?

Die Bedienebene:

Knüppel, Schalter, Geber, Anzeiger, akustische Melder, .....

Hardware und Software!

Steuerebene:

Umsetzung und Aufbereitung der Signale von/zu der Bedienebene.

Signalmischungen, Begrenzungen, Flugphasenauswahl, Kurvenbildungen, Überwachungen, Uhrenfunktionen, ...........

Ein Modellflugsender besteht aus 3 Bereichen:

Sendemodul: (z.B.: 35MHz oder 2,4GHZ)

Hier erfolgt die Übertragung des in der Steuerebene aufbereitenden Signals.

Direktional oder Bidirektional (Duplex). DSSS, FHSS oder Mischform.

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AnlagenvergleichAnlagenvergleichFHSSFHSS DSSSDSSS Max. Max.

KanäleKanäleEmpf.Empf.

AntennenAntennen

SenderSender

AntennenAntennen

ÜbertragungÜbertragung BemerkungBemerkung

FutabaFutaba(Fasst)(Fasst)

XX

100mW100mW

XX 12 Prop12 Prop

2 Schalt2 Schalt

2 x 15 cm2 x 15 cm 1x1x Diversity + Diversity + Fehlerkorr.Fehlerkorr.

100 Wechsel/sek.100 Wechsel/sek.

36 User möglich36 User möglich

GraupnerGraupner(IFS)(IFS)

(Weatronic)(Weatronic)

X X (V3)(V3)

100mW100mW

X (V1+V2)X (V1+V2)

10mW10mW

XX

16 Prop16 Prop

8 Schalt8 Schalt

10 Kan.10 Kan.

1 x fixer 1 x fixer Aufbau Aufbau

(Empf.red.V3)(Empf.red.V3)

Red.2x15cmRed.2x15cm

1x1x

Red. HF Modul Red. HF Modul 2xFlächenant.2xFlächenant.

Multi Multi DiversityDiversity

(Halbdupl./ (Halbdupl./ Vollduplex)Vollduplex)

Frequency AgilityFrequency Agility

16Bit Auflös./ 16Bit Auflös./

3 Varianten3 Varianten

100/sek.-SD Karte!100/sek.-SD Karte!

HorizonHorizon

SpektrumSpektrum(DSM2)(DSM2)

---------------------------- 2 Kanäle!2 Kanäle!

10mW10mW

9 Prop9 Prop 2 x fix 90° 2 x fix 90°

+ Satelliten+ Satelliten

1x1x Voll DuplexVoll Duplex

DiversityDiversity

LBT - Listen before LBT - Listen before talktalk

ACTACT(S3D)(S3D)

XX

100mW100mW

4mW4mW

XX 12 Prop12 Prop

(theor. 16)(theor. 16)

2 x 15 cm2 x 15 cm

(Empf.)(Empf.)

2x2x

(HF)(HF)

Voll DuplexVoll Duplex Alle Systeme Alle Systeme redundantredundant

JetiJeti XX

100mW100mW

XX 18 Prop18 Prop 2 x 40(20) cm2 x 40(20) cm 1x1x Voll DuplexVoll Duplex

DiversityDiversity

5MHz Spreizung, 5MHz Spreizung, intelligente Kanalwahlintelligente Kanalwahl

JamaraJamara(WFT09)(WFT09)

X (Sys.1)X (Sys.1) X (Sys. 2)X (Sys. 2) 8 Prop8 Prop 2 x2 x 1x1x DiversityDiversity 96 Wechsel/sek. bei 96 Wechsel/sek. bei FH+LBTFH+LBT

MultiplexMultiplex(M-Link)(M-Link)

XX

100mW100mW

---------------------------- 16 Prop16 Prop 2 x 10 cm2 x 10 cm

(variabel)(variabel)

1x1x DiversityDiversity

DuplexDuplex

47 Wechsel/sek.47 Wechsel/sek.

HitecHitec(Aurora)(Aurora)

XX ---------------------------- 9 Kanäle9 Kanäle 2x2x 1x1x DiversityDiversity

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~ Preise – Beispiel Umbau MC24~ Preise – Beispiel Umbau MC24

SendermodulSendermodul TelemetrieTelemetrie

SenderseitigSenderseitig

UmschalterUmschalter EmpfängerEmpfänger TelemetrieTelemetrie

EmpfängerEmpfänger

BemerkungBemerkung

FutabaFutaba

(Fasst)(Fasst)

169,-169,- ------------------------ 25,-25,- 86,-86,-

(7 Kanal)(7 Kanal)

------------------------ Empf. t.w. Empf. t.w. hoher hoher

Stromverbr.Stromverbr.

GraupnerGraupner

(IFS)(IFS)

149,-149,- ZukunftZukunft ???? 65,-65,-

(6 Kanal)(6 Kanal)

ZukunftZukunft

SpektrumSpektrum

(DSM2)(DSM2)

169,-169,- Inkl.Inkl.

(9 Kanal)(9 Kanal)

Inkl. Inkl. Senderrück-Senderrück-

platteplatte

ACTACT

(S3D)(S3D)

259,-259,- PalmPalm 89,-89,- 8 DSL8 DSL

149,-149,-

TXTX

????

Zukunft ab Zukunft ab Herbst 2009Herbst 2009

JetiJeti TUxS + TUxS + SchallgeberSchallgeber

160,-160,-

Jeti BoxJeti Box

35,-35,-

Inkl.Inkl. J.Duplex J.Duplex R6A40R6A40

75,-75,-

JaJa

JamaraJamara

(WTF09)(WTF09)

MultiplexMultiplex

(M-Link)(M-Link)

HitecHitec

(Aurora)(Aurora)

------------------------ Spectra 24Spectra 24

70,-70,-

------------------------ HITEC HITEC Optima 6Optima 6

57,-57,-

Ja?Ja? LieferzeitLieferzeit

6 Ka. offen6 Ka. offen

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Quellen und interessante Links zu diesem ThemaQuellen und interessante Links zu diesem Thema

„2,4GHz und die Geheimnisse einer neuen Technologie“ (im Prop)

In Wikipedia – Stichwörter „Frequenzspreizung“, „Direct Sequence Spread Spectrum“, „Frequency Hopping Sread Spectrum“

http://members.aon.at/flug.fiala/jeti2G4.html

http://www.rc-easy.com/shop/media/products/0281542001230402308.pdf

http://mby.members.pgv.at/attachments/063_Jeti%202,4%20Ghz%20System%20-%20Testbericht%20Modell%20Technik%202-2009.pdf

http://www.jetimodel.cz/index.php?page=products&category=1

http://www.prop.at/testber/2007/t6exp.html

http://www.acteurope.de/html/2_4ghz_systeme__ubersicht.html

http://www.acteurope.de/html/switch_it1.html

http://www.spektrum-rc.de/html/funktionen.html

Sonderheft 2,4GHz Technik im Modellbau ISSN0540-5203 E4932 / Juni 2008

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