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PPM, PCM y 2.4GHz
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Artículos - Electrónica
Escrito por Jose Ramon Garcia   
Martes, 03 de Mayo de 2011 15:20

Muchas son las dudas que a veces se presentan con la gran diversidad de siglas que poblan las páginas de Internet sobre radiocontrol, y no es para menos, pues actualmente en lo relativo a sistemas de transmisión de señal entre emisora y receptor hay una gran variedad, y no demasiada documentación en español. Vamos a intentar esclarecer un poco algunos términos que nos acompañan constantemente en el hobby, y eliminar algunas confusiones que se ciernen sobre ellos.

 

 
Emisora, potenciómetros e interruptores
Nuestra emisora nos permite interactuar con el modelo mediante una serie de palancas de mando (sticks), potenciómetros e interruptores que son medidos en todo momento por la electrónica de la emisora. Los valores medidos se procesan, pasan por posibles mezclas previamente programadas, y finalmente se envían al receptor de forma inalámbrica.

 

Transmisión unidireccional
La emisora transmite constantemente una señal, mediante ondas de radiofrecuencia (RF) en una frecuencia determinada (o rango de ellas) que contiene información sobre el "estado" de los distintos canales que soporta. El receptor se limita por lo general de forma exclusiva a recibir dicha señal, "escuchando" en la misma frecuencia.

 

PWM (Pulse Width Modulation)
Para organizar toda esta información se forma un "tren de pulsos", que consiste en una secuencia de señales eléctricas que representan cada canal, uno tras otro. El mecanismo de organización de la información de los canales que generalmente se utiliza en radiocontrol toma el nombre de PWM, y se utiliza tanto en el interior de la emisora, como en la comunicación entre el receptor y los servos del modelo.

 

PPM (Pulse Position Modulation)
La forma más sencilla de entender los mecanismos utilizados para la transmisión es imaginar que la emisora estuviera conectada al receptor mediante un hipotético (y largo) cable. Por dicho cable viajaría hacia el receptor la información de todos y cada uno de los canales de la emisora. El tren de pulsos PWM puede ser transmitido hacia el receptor con un tipo de modulación conocido como PPM. La ventaja que supondría usar un hipotético cable para la transmisión es que una emisora no podría interferir sobre otra, pero en la práctica esta señal PPM se transmite tal cual de forma inalámbrica y analógica, por lo que es posible que el tren de pulsos enviado por un transmisor en una determinada frecuencia se mezcle en el aire con otro tren de pulsos enviado por otro transmisor, produciendo una fatídica confusión al receptor que sabemos cómo acaba, por lo que con el tiempo han ido apareciendo técnicas para transmitir la señal de manera más segura y mejoras en los receptores para filtrar la misma.

Además, cualquier otra fuente de ruido electromagnético puede distorsionar el tren de pulsos PPM enviado de forma inalámbrica. Si tenemos en cuenta que el receptor interpretará tal cual un valor con "ruido" para un canal, veremos que es posible que los servos muestren comportamientos erráticos ante una interferencia de radio. Estas interferencias pueden ser leves, produciendo pequeños temblores en los servos, o severos, dando lugar a movimientos incontrolados del modelo que pueden terminar en siniestro.

 

PCM (Pulse Code Modulation)
Para evitar en la medida de lo posible los inconvenientes de la transmisión analógica de la señal PPM algunos fabricantes implementaron un sistema de transmisión digital conocido como PCM en el que se toman muestras de forma regular de los valores de los distintos canales, y se cuantifican en una escala de intensidad. Lo que finalmente se transmite es el número de canal, y el valor que tiene dicho canal en esta escala. A partir de esta información el receptor puede reconstruir de una forma más o menos fidedigna la señal original.

 

 

 

Resolución en el muestreo
Como en toda conversión de analógico a digital, el muestreo realizado para producir la señal PCM implica una pérdida de información, por lo que en esta forma de transmisión es muy importante la escala de muestreo. Si tomamos como escala posible los valores  -1, 0 y +1, el receptor sólo sería capaz de reproducir tres estados para un servo (a la izquierda, centrado, o a la derecha), mientras que si la escala tiene un rango de 1024 posibles valores, el receptor será capaz de reproducir los movimientos de forma más precisa. A más resolución, más suavidad en el movimientos de los servos.

 

Spread Spectrum
La señal PCM nos libra de interferencias menores, pero no de una colisión entre dos emisoras que transmiten en la misma frecuencia, por lo que con el tiempo ha entrado en escena una tecnología ya usada en el ámbito de la informática y las telecomunicaciones, conocida como Spread Spectrum. Generalmente en la banda de 2.4GHz, y con un ancho de banda dedicado muy extenso, se transmite la señal de forma muy espaciada en lo que a frecuencias se refiere, facilitando la distinción entre señal y ruido. Como ejemplo, tácticamente es más probable que un equipo de diez soldados llegue a su objetivo desde puntos distintos, y muy espaciados entre ellos, que los diez soldados juntos; y en caso de bajas, éstas serán mínimas.

 

Salto de frecuencia
Además de las ventajas de usar una banda ancha de radiofrecuencia, hay algunos fabricantes que han optado por implementar un mecanismo en sus transmisores y receptores que dificulta todavía más la posibilidad de que dos transmisores interfieran entre si. En el caso de algunas marcas, usando un salto de frecuencia cuando el canal se encuentra ocupado, y en el de otras, mediante un complejo y rapidísimo sistema de salto de frecuencias contínuo.

 

Transmisión bidireccional
En la actualidad están emergiendo sistemas de transmisión que permiten realizar desde tierra un seguimiento telemétrico del modelo, gracias a que el propio receptor a su vez transmite información de ciertas mediciones realizadas sobre la electrónica (tensión de la batería, consumo, intensidad de la señal de mando), o de navegación (altitud, velocidad, posición GPS).

 

 

 

Módulos de transmisión
Todas las emisoras incorporan un módulo de transmisión que es el responsable de generar la onda electromagnética que viajará hasta el receptor. En unos casos este módulo es interno, y en otros es externo e intercambiable. La emisora por tanto necesita conocer en qué "idioma" debe hablar al módulo, y esto, en el caso de los módulos externos, es algo generalmente configurable desde la misma. Por lo general los módulos internos reciben la señal a transmitir en PWM o PPM, y la transforman, si es necesario, a la codificación en la que saben transmitir (PPM, PCM, Spread Spectrum). Generalmente las emisoras modulares deben configurarse como PPM para utilizar un módulo compatible de otra marca, pues viene a ser el "idioma universal" en términos de transmisión en radiocontrol, pero existen casos como el de Futaba FASST, en los que la emisora entrega la señal al módulo FASST en el dominio digital (PCM con 1024 bits de resolución, por ejemplo).

Actualizado ( Jueves, 05 de Mayo de 2011 10:21 )
 

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