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Radio - Le 2,4 Ghz en pratique

 Le 2,4 Ghz en pratique
Par MisterWeb, le 27/10/2011.


  Ndlr: Attention, cet article est une synthèse de documents communiqués lors de notre A.G. 2011 par notre vénéré Président.  
     
 

RADIO-COMMANDE EN 2.4 GHz 
Note d’information préparée par Marcel PREVOTAT, le 15 Mars 2009 

 
 

Suite à plusieurs crashs survenus sur notre terrain, il parait nécessaire de faire le point sur l’utilisation du 2.4 GHz dans nos modèles radio-commandés. 

 
     
 

Le 2.4 GHz :
Les radio-commandes en 2.4 GHz fonctionnent dans la bande de fréquences 2.4000 à 2.4835 GHz. Cette bande est utilisable librement pour tous les équipements de type « Wideband Data Transmission, sous classe 22 » conformes à la norme EN 300 328 dont nos radio-commandes. La terminologie officielle est parfois difficile à comprendre… Le nouveau système de modulation mis en œuvre et la recherche automatique des canaux libres apporte une sécurité accrue et un grand nombre de fréquences utilisables. On a ainsi 80 fréquences nouvelles dont 54 peuvent émettre à 100 mW en extérieur.  Ces fréquences ne sont cependant pas réservées à l’aéromodélisme et ne sont pas encore autorisées dans tous les pays européens. 

 

 
 

REGLEMENTATION ACTUELLE : 
La réglementation française actuelle limite la puissance d’émission :  

- En extérieur à 10 mW pour les fréquences d’émission comprises entre 2454.0 et 2483.5 MHz et à 100 mW pour les fréquences entre 2400 et 2454 MHz. 

- En intérieur à 100 mW sur toute la bande. Cette restriction de limitation de puissance à 10 mW devrait (en principe) disparaître en 2012 si on en croit le courrier adressé par l’ANFr à la FFAM en avril 2008. Attention à bien adapter les radios, la façon de régler la puissance devant obligatoirement être précisé dans le mode d’emploi de la radio ou du module.
Les radiocommandes ne sont plus soumises à autorisation de mise sur le marché (ce qui simplifie les importations) sous réserve que ces radiocommandes  
- respectent les bandes d’émission et les puissances d’émission, 
- portent le sigle « CE ! » (le point d’exclamation indique qu’il y a des restrictions), 
- permettent la limitation de la puissance d’émission à 10 mW dans la bande supérieure. 

 
 

LES DIFFERENTS SYSTEMES :
Comme toujours, il n’y a pas de normalisation et plusieurs systèmes coexistent : 

- Système FUTABA  Technologie FASST 

- Système SANWA  Technologie similaire au FASST 

- Système GRAUPNER  Technologie  IFS (issue du XPS américain), 

- Système SPEKTRUM / JR Technologie DSM et ses évolutions 

- Système JAMARA  Technologie WFLY 

- Système ASSAN  Technologie chinoise (vente sur Internet), 

- Système ACT   Technologie allemande (grands modèles). 

Ndlr: Le système Multiplex n'est pas documenté car il est sorti après la finalisation de cet article... D'autres références ont aussi vu le jour depuis....

 
   

FASST (FUTABA – SANWA) 
La technologie FASST (FUTABA) utilise le système FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum = Saut vers autre fréquence). Les données sont émises toutes des 2 millisecondes avec saut sur une autre fréquence si interférence. Si une série de données est perdue par interférence, elle est immédiatement réémise sur une autre fréquence libre. Le système FASST utilise deux antennes de réception à polarisations orthogonales.

SANWA a adopté la même technologie que FUTABA, à savoir le FHSS (saut de fréquence) et une double réception.
 

 

  Image 2.pngImage 1.png

IFS/XPS (GRAUPNER) 
La technologie IFS/XPS se base sur un codage des données (DSSS= Direct Sequence Spread Spectrum) auquel est ajoutée une possibilité de changement de fréquence. Emetteur et récepteurs disposent d’un codage spécifique qui permet de ne retenir que les données correspondant au code. Cette technologie DSSS est utilisée dans les GPS, les liaisons WiFi et certains les téléphones mobiles. GRAUPNER propose plusieurs systèmes radios complets et des modules pour les marques JR, FUTABA et MULTIPLEX. Ces équipements intègrent des transceivers industriels (XBEE PRO de MAXSTREAM), au standard ZIGBEE. Le système a été mis au point par la société américaine XPS avec ajout de saut de fréquence à la demande (norme ZIGBEE basée sur le DSSS).

                       Image 3.png
     
 
 

DSM – DSM2 (SPECTRUM/JR) 
Les technologies DSM ou DSM2 (SPEKTRUM/JR) sont des dérivés de la technologie IFS/XPS. La fiabilité de la réception est améliorée par la présence de deux récepteurs ayant des antennes polarisées orthogonalement. 

 
   Image 4.png  
 

ASSAN 

Ce fabricant chinois se limite à proposer pour le moment des modules HF et récepteurs pour radios JR, FUTABA, SANWA et KO PROPO. 


 
 

ACT 
La société ACT est bien connue des adeptes de grands modèles qui ont besoin de sécurité extrême. Elle propose des modules et récepteurs qui s'adaptent aux principaux émetteurs du marché. La recherche de fiabilisation par redondance dans un très haut de gamme conduit à un système de double émission et réception basé sur la technologie FHSS (comme FUTABA et SANWA). La polarisation d'onde est contrée par un double émetteur au lieu de deux récepteurs. 

  Image 5.png
 
 

COMPARAISON DES TECHNOLOGIES :
Les technologies employées visent à résoudre plusieurs problèmes : 
- Deux émetteurs sur la même fréquence, 
- Polarisation des ondes hertziennes, 
- Perturbations par des parasites externes, 
- Creux de réception, 
- Retard entre commande sur l’émetteur et action du servo, 
- Imprécision des commandes. 

 1- Deux émetteurs sur la même fréquence : 
Deux possibilités à ce niveau : 

1.1- Saut de fréquence : 
Si une série de données est perdue par interférence, elles sont immédiatement réémises sur une autre fréquence libre (technologie FHSS = Frequency Hopping Spread Spectrum). Le  FASST de FUTABA ou de SANWA utilise le FHSS. Les données sont émises toutes des 2 millisecondes avec saut sur une autre fréquence si interférence.  

 

1.2- Codage des données : 
Emetteur et récepteurs disposent d’un codage spécifique qui permet de ne retenir que les données 
correspondant au code (technologie DSSS = Direct Sequence Spread Spectrum). Le DSSS est utilisé dans les GPS, les liaisons WiFi et certains les téléphones mobiles. 
L’IFS (GRAUPNER) et DSM (SPEKTRUM/JR) en sont des dérivés basés sur le système ZIGBEE (DSSS) auquel est ajouté une possibilité de changement de fréquence. La technologie DSM (SPEKTRUM/JR) émet les données toutes les 5.6 millisecondes. La variante DSM2 utilise deux fréquences différentes. 

2- Polarisation des ondes hertziennes La technologie FASST (FUTABA) utilise deux antennes. Ces antennes doivent être perpendiculaires entre elles. La technologie DSM2 (SPEKTRUM/JR) utilise 2 récepteurs indépendants avec des antennes perpendiculaires. La technologie IFS (GRAUPNER) n’utilise qu’une seule antenne et passe en mode « Hold » durant les brèves coupures. 

3- Perturbation par des parasites externes : Ce risque est résolu par nature par les systèmes en 2.4 GHz, les parasites ayant une fréquence très inférieure au 2.4 GHz (inférieures à 300 MHz) . Le 2.4 GHz est à conseiller pour les propulsions électriques et les moteurs à étincelles. 

4- Creux de réception : 
Ce risque est éliminé par les différentes technologies FASST, DSM et DSM2. 

5- Retard Commande/Action :  
La fréquence des émissions des séries de données est très supérieure à la réactivité des servos.

 

6- Imprécision des commandes : 

IFS fonctionne en 2048 bits, DSM2 en 8096 bits, FASST en 32768 bits contre 1024 avec la plupart des systèmes PCM actuels (2048 avec le PCM G3 de la FUTABA T14MZ). 

Le risque le plus important des systèmes 2.4 GHz est donc lié au délai que le récepteur mettra à se resynchroniser en cas de coupure de réception (passage derrière un obstacle, sous-tension même temporaire, température…)

 

CHAQUE SYSTEME SES PROBLEMES 

Ou une petite liste de problèmes et des réponses apportées par les fabricants ! 

SPECTRUM/JR 
Spectrum a été l’une des premières sociétés à proposer des ensembles en 2.4 GHz. Les premiers ensembles avaient des délais de resynchronisation de plus de 10 secondes. Largement suffisant pour aller au tapis… Les nouveaux ensembles on un délai de resynchronisation souvent inférieurs à une seconde. Spectrum a également eu des problèmes avec la mauvaise qualité des interrupteurs logiques ou du câblage interne du récepteur. 

FUTABA (FASST) 
Effacement partiel mais critique d’une partie du programme interne des processeurs (GUID zéro) entrainant des interactions entre plusieurs ensembles (frétillement des servos…). FUTABA a rappelé les modules concernés et en a profité pour améliorer la fiabilité et le délai de réponse des modules. Sensibilité plus importante du système FASST (FUTABA) aux températures élevées que le système DSM/DSM2 (SPECTRUM/JR).

 

XPS/IFS 
Aux Etats Unis, aucun problème n’est remonté pour ce système XTreme Link 2.4 GHz malgré le très grand nombre d’unités vendues.  
En Europe, un nombre croissant de modélistes abandonnent la technologie XPS/IFS suite à la perte de leur modèle apparemment suite à interférences. Sur Corbas et suite à plusieurs coupures de plus d’une seconde, un manque de portée au sol et le crash du CAP 10 de Labert ERDIMELIAN, Pierre FLAGEOLET a rangé sa Xtreme Link (GRAUPNER) au placard…alors que les radios SPECTRUM/JR et FUTABA tenaient sans problèmes dans les mêmes conditions. 

ASSAN MODULE 2.4 GHz 
Cette société assure un dialogue simple mais rapide avec les possesseurs d’ensembles et une amélioration/mise à jour régulière. Les premières versions avaient un temps de re-synchronisation excessif. Les modules V2 semblent plus fiables. Equipement à réserver aux petits modèles évoluant relativement seuls. 

AIRTRONIC  
Aucun problème n’a encore été remonté pour ces ensembles mais leur est encore trop limité pour se faire une opinion. 

CORONA (Module 2.4 GHz) De nombreux problèmes ont été signalés entraînant le rappel des modules. Les nouveaux modules ne sont pas encore sur le marché (NDLR: ils le sont maintenant même si la marque a perdu en notoriété)

iMAX 9X 
Certains modules ont les mêmes problèmes que  les modules ASSAN.

 

 

 

 


 
 


CAUSES DE DE-SYNCHRONISATION ET REMEDES 
La dé-synchronisation est la coupure de la réception suite à différents problèmes. Selon la technologie employée, les récepteurs mettent un temps plus ou moins long pour se re-synchroniser (de moins d’une seconde à plus de 10 secondes). 

Image 6.png

A suivre très rapidement....







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Date de création : 27/10/2011 @ 14:00
Dernière modification : 27/10/2011 @ 15:41
Catégorie : Radio
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