В массовой современной аппаратуре применяется широкополосный сигнал и импульсно-кодовая модуляция. Иными словами, с переходом на аппаратуру диапазона 2,4 ГГц рядовому потребителю следует больше беспокоиться о совместимости приемников и передатчиков разных производителей, а также о соотношении цены и качества аппаратуры, чем о тонкостях кодирования сигнала в радиотракте, поскольку на выходе любого приемника все равно будут одни и те же сигналы, подаваемые на полетный контроллер или исполнительные устройства.
Совместимость аппаратуры стандартов DSM2/DSMX
О совместимости оборудования, использующего протоколы модуляции эфирного сигнала DSM2 и DSMX, следует поговорить особо, т. к. эти протоколы чрезвычайно популярны у производителей аппаратуры среднего и низкого ценового сегмента. И, соответственно, пользуются широким спросом у авиамоделистов.
Протоколы DSM2 и DSMX - это фирменные протоколы, разработанные компанией Horizon Hobby, которые используются не только во всех ее моделях, но и в пультах JR и Spectrum нижнего ценового диапазона, а также в приемниках OrangeRx, которые стоят несколько долларов, но при этом работают без нареканий.
Передатчики и приемники DSM2/DSMX работают в диапазоне 2,4 ГГц, разбитом на отдельные каналы. Спецификация современных протоколов определяет не только формат цифровой импульсной модуляции радиосигнала, но и алгоритм работы с набором каналов. В протоколе DSM2 для связи используются два канала, а в протоколе DSMX передатчик перебирает их по своему уникальному алгоритму. При этом вероятность наткнуться на помеху статистически выше, но воздействие этой помехи продлится меньшее время, что в целом повышает помехоустойчивость системы. Поэтому DSMX позиционируется, как протокол для работы в сложных городских условиях.
Протокол DSMX более новый. Аппаратура стандарта DSMX, как правило, может работать и по протоколу DSM2, что обеспечивает аппаратную совместимость сверху вниз. Например, если у вас есть старый приемник стандарта DSM2, то новый передатчик стандарта DSMX можно переключить в режим DSM2. И наоборот, приемник стандарта DSMX может принимать сигналы от передатчика DSM2. Иными словами, если один из компонентов радиоканала работает в старом стандарте DSM2, то вся система переключается на этот стандарт, Особенно приятно, что эти два стандарта совместимы на уровне "железа": если приемник или передатчик DSM2 прошить новой прошивкой, то он начнет поддерживать протокол DSMX.
Впрочем, соблюдать осторожность в вопросах совместимости все-таки надо. Китайские производители иногда огорчают нас неприятными сюрпризами в виде внезапной отмены совместимости того или иного оборудования. В сомнительных случаях лучше посоветоваться с продавцом или на профильных форумах.
Сопряжение приемника и передатчика (биндинг)
Прежде чем начать эксплуатацию радиоаппаратуры, необходимо провести специальную процедуру привязки приемника к передатчику (биндинг, binding). После привязки приемник запоминает уникальный кодовый номер передатчика, рабочие каналы или алгоритм перебора каналов и работает только с этим передатчиком.
Нюансы процедуры биндинга зависят от оборудования, но в целом процедура очень проста. В специальный разъем приемника, помеченный надписью "BIND", вставляется перемычка и подается питание на приемник. Приемник переходит в режим сопряжения, показывая это миганием светодиода. Затем включают пульт, держа нажатой специальную кнопку на передающем модуле, в течение нескольких секунд происходит обмен информацией, и процедура завершается. Можно отключить питание, удалить перемычку из приемника и приступать к полетам.
Большинство современных приемников на самом деле являются приемопередатчиками. Только передают они слабый сигнал на расстоянии в несколько метров и лишь для обмена служебной информацией с передатчиком в момент привязки. В свою очередь, в модуле передатчика есть еще и приемник.
В процессе привязки приемник сообщает передатчику, сигналы каких стандартов он может принимать, и передатчик автоматически выбирает для работы подходящий. Но не все приемники поддерживают двусторонний обмен и автовыбор стандарта. Будьте готовы к тому, что придется вручную при помощи переключателя на радиомодуле или в меню настроек передатчика выбрать стандарт передачи, соответствующий приемнику.
Некоторые приемники, например в миниатюрных комнатных моделях, имеют функцию автобиндинга. При включении они всегда переходят в режим привязки и ждут сигнал от передатчика примерно в течение 10–15 с. Если за это время они принимают сигнал от "своего" передатчика, то сразу переходят в штатный режим. Если же во время ожидания поступает сигнал привязки от нового передатчика, то приемник запоминает уникальный код нового передатчика и затем переходит в штатный режим.
Во время биндинга может также происходить настройка функции Failsafe. Обычно приемник запоминает для режима Failsafe положение органов управления в момент привязки. Благодаря этой опции можно обеспечить относительно мягкую посадку квадрокоптера или автоматический возврат по GPS к точке старта. Процедура настройки у разных приемников может отличаться. Некоторые приемники вообще не имеют такой функции. Точные инструкции по настройке Failsafe и привязке в целом смотрите в документации производителя.
Импульсы PWM, триммеры и субтриммеры
Как мы уже говорили, независимо от протокола передачи информации и способа декодирования, у любого приемника с раздельными выходами каналов на каждом из выходов присутствуют стандартные импульсы PWM, длительность которых является управляющим параметром для исполнительных устройств.
Напомним, что стандартные длительности импульсов PWM таковы: минимальная - 1000 мкс, средняя - 1500 мкс, максимальная - 2000 мкс. Эти значения соответствуют минимальному, среднему и максимальному положению рукоятки управления пульта. Но это идеальные базовые! значения. На практике они могут быть иными. Для примера рассмотрим простейшую ситуацию: в среднем положении рукоятки пульта вал серврмашинки слегка отклонен от среднего положения. Возможно, это погрешность сервомашинки, а может, погрешность пульта, который в среднем положении не обеспечивает 1500 мкс. Но сервомашинка не регулируется, поэтому в любом случае надо настраивать пульт. Для этого существуют субтриммеры и триммеры. Важно понимать разницу между ними.
Субтриммер симметрично смещает в ту или иную сторону весь рабочий диапазон длительностей. Например, при смещении вверх на 100 мкс рабочий диапазон будет составлять 1100–2100 мкс со средней точкой 1600 мкс. Таким образом, сохраняется симметрия диапазона, но происходит некоторый выход за его стандартные пределы.
Триммер смещает текущую рабочую точку внутри действующего диапазона. Но при этом выход за пределы диапазона при максимальных отклонениях не происходит. Например, если мы триммером сместили рабочую точку относительно физического положения рукоятки на 50 мкс вверх, то при среднем положении рукоятки длительность импульса составит 1550 мкс, но границы диапазона останутся прежними -1000–2000 мкс.
Как видите, триммер вносит асимметрию в канал управления: максимальный рабочий ход вверх и вниз получается разным. Поэтому для центровки каналов используют субтриммеры, доступные в меню настроек передатчика. Триммеры же применяют в тех случаях, когда необходимо сделать оперативную корректировку и целенаправленно привнести асимметрию в канал. Например, модель самолета имеет слегка несимметричное крыло и заваливается влево. В этом случае асимметрия за счет триммирования канала элеронов скомпенсирует асимметрию крыла. Такие регулировки обычно выполняют в процессе полета, поэтому рычажки или кнопки триммеров вынесены на переднюю панель пульта и действуют без обращения к меню.
Квадрокоптер не обладает собственными аэродинамическими, качествами, симметрия его поведения в полете и управления по осям достигается автоматически, за счет полетного контроллера. Поэтому в случае с квадрокоптерами особенно важно соблюдать симметрию параметров управляющих импульсов. Категорически не рекомендуется при настройке пультов под квадрокоптер использовать триммеры! Центральные значения сигналов управления, которые должны максимально точно соответствовать 1500 мкс, достигаются только при помощи субтриммеров.
Расходы и экспоненты
Часто бывает так, что выход за пределы стандартного рабочего диапазона недопустим (например, рычаг сервомашинки упирается во что-то) или желательно ограничить рабочий ход исполнительных механизмов для более мягкого и безопасного управления. Рабочий ход в ту или иную сторону от центрального положения называется расходом и бывает положительным или отрицательным в зависимости от направления отклонения.
Расходы аппаратуры измеряются в процентах от стандартного отклонения и настраиваются через меню пульта. Можно установить расходы как больше, так и меньше 100 %. Например, если установить расходы вверх и вниз по 90 %, то минимальная длительность импульса составит 1500 - 500·90 % = 1050 мкс, а максимальная 1500 + 500·90 % = 1950 мкс. Обычно рекомендуется "зажимать" расходы аппаратуры для новичков, т. к. им свойственно от волнения двигать стики пульта слишком сильно и резко.