Přesnost přenosu PPM vysílačkou

[gilhad]

(tldr: dojde při přenosu PPM cestou "žák-učitel .. vzduch ... přijímač dekodér" ke zkreslení signálu mezi žákem a dekodérem? K jak velkému?)

Dobrý den.
Doufám, že jsem dotaz správně zařadil

Přemýšlím nad stavbou robota, ale rád bych mu předával komplexní pokyny, pokud možno levně, spolehlivě a na větší dálku, proto mě zaujaly RC modely, které jdou řídit vysílačkou s dosahem převyšujícím mé potřeby.

Co jsem zatím zjistil, tak se dají spojit dvě vysílačky v režimu učitel-žák, kde mezi nimi jde přenos v PPM po jednom drátu (plus nějaké země, napájení a podobné sttické věci), při správném zapojení učitel jen modelu předává signál od žáka.

Takže zamýšlím udělat "řídící inteligenci" ve formě programu na počítači (asi NB, rapsberry, ...), který by generoval všecha zajímavá data a kódoval je do PPM, to by v roli "žáka" předával "učiteli"

V robotovi by pak z přijímače zase lezlo to PPM do nějakého Arduina, nebo tak něčeho, které by z ně zpětně dekódovalo ty "povely z PC" a pak je zpracovalo, nebo předalo dál.

PC (text) - kodér(PPM) - vysílačka ... (cesta vzduchem) ... přijímač(PPM) - dekodér(text) - zpracování

Ty "povely z PC" by byly typu "dojeď na souřadnice 123,456", "Zobraz na displaji řetězec 'Hello World'", "aktivuj podprogram Agent_007(Golden finger)" a podobně - prostě textová data (na text jde převést cokoli)

Naprogramovat a zkonstruovat kodér z textu do PPM a dekodér z PPM do textu (včetně nějakých kontrolních součtů) dokážu, klidně na každý tento úkol dám samostatné Arduino.

Ale jde mi to, zda dekodér dostane od přijímače stejný signál jako poslal "žák" učiteli, případně jak moc bude tento signál zkreslen.

Zejména, pokud bude každý z třeba 8 "kanálů" lítat náhodně ode zdi ke zdi, kdy v jednom rámci bude na 1ms a v následujícím na 2 ms a pak zase zpět, nebo něco mezi, tak jestli nehrozí, že to něco po cestě vyhodnotí jako špatná data a začne ten signál "opravovat" aby to cílová "serva a motory" nějak zvládly. A taky s jakou přesností jde takovýto signál přenášet (kolik "kroků" to zvládne, jestli lze rozdělit ten interval 1-2ms (délka PWM pulzu) na třeba 1024 rozlišitelných kroků, nebo je 32 až moc)

Protože místo analogového zdroje (joystik), který se mění přece jen plynule (takže i jeho digitalizace jde plynule) tam bude zdroj digitální, který nemá problém mít v každém framu zcela jiné hodnoty kdekoli v povoleném rozsahu.

Zkoušel už někdo takovéto přenosy? Zkoušel někdo měřit ten signál?

Zkoušel jsem hledat, ale asi nemám šťastnou ruku na položení správné otázky vyhledávači a ani rychlé procházení fóra mi nepomohlo.

Děkuji předem za všechny poznatky či odkazy.

[Drondys]

Takže zamýšlím udělat "řídící inteligenci" ve formě programu na počítači (asi NB, rapsberry, ...), který by generoval všecha zajímavá data a kódoval je do PPM, to by v roli "žáka" předával "učiteli"

PPM pro tyto účely není vůbec vhodný. Spíš uvažuj o něčem jako je obousměrná telemetrická komunikace. Příkladem je nový telemetrický VF modul FrSky XJT a dvou telemetrických převodníků FrSky Smartport/UART. Modul XJT je funkční i mimo vysílačku a dokáže komunikovat s telemetrickým přijímačem i bez použití PPM signálu. Stačí napájení modulu, přijímače a komunikaci řešit přes níže zmíněné převodníky.

Na straně Frsky VF modulu XJT se ke smartportu připojuje FrSky Smartport/UART typ A a na straně přijímače FrSky Smartport/UART typ B. Tím získáš oběma směry průchodný sériový port. Posílat po něm si můžeš jakákoli data oběma směry tj. jak do robota tak i zpět z robota a Frsky modul XJT s telemetrickým přijímačem to procedí přes svůj smartport protokol do příslušného Smartport/UART převodníku.

Pro externí datové přenosy přes ty Smartport/UART převodníky je tam dle návodu viz tento odkaz omezení datového toku při obousměrné komunikaci na 90 bajtů/s každým směrem (doporučeno jen 60 bajtů/s) a při jednosměrné komunikaci na 160 bajtů/s (doporučeno jen 140 bajtů/s). Převodníky zřejmě víc nepropustí jelikož je významná část datového toku interně v rámci smartport protokolu vyhrazena pro přenos telemetrických dat z Frsky čidel, ale i tak by to pro zmíněný účel mohlo stačit.

[gilhad]

Vida ani nevím, co všechno nevím

Ale něco takového jsme měl přesně na mysli - prostě posílat data sem a tam a zpracovávat si je na obou koncích sám

[Arcicorsa]

Ahoj, PPM bych určitě pro přenos digitálních dat nepoužíval. Obávám se že scestné (nákladné a složité) je i použití datové linky pro telemetrii. Scestné je celkově využití RC techniky pro tento problém... Osobně bych sáhl po něčem rozumném přímo pro tento problém určeném řešení.. Využil bych klasickou linku RS232 (popřípadě nějakou jinou zaběhlou formu datové komunikace) a třeba tyto moduly http://www.ebay.com/itm/10PCS-Arduino-NRF24L01-2-4GHz-Wireless-RF-Transceiver-Module-New-/170819069271 popřípadě toto http://www.ebay.com/itm/XBee-Wire-Antenna-S2-Series-2-ZB-ZigBee-Arduino-Wireless-Module-Wifi-Mesh-/161792321155?hash=item25ab92e683.. Nevím na jakou vzdálenost chceš robota ovládat ale oba moduly zvládnou 150m.. Ovšem pokud chceš vykoumat něco jiného originálního, popřípadě větší vzdálenost tak bych sáhl po radiostanicích PMR, data bych kódoval jako zvuk a na druhé straně dekódoval (nevím jestli je přenos dat na 433Mhz povolen) podobně jako dříve pracovaly modemy nebo staré 8BIT PC, skus pohledat něco o packet radiu, tam se tato technologie hojně používá.. Možností je více, některé jednoduché některé složitější záleží jen na tobě..

[gilhad]

No, chci toho robota postupně zdokonalovat a vybavit všemožnými senzory a nechat ho dělat všechno možné - začínám jednoduchým lunochodem na pásech s nárazníky, brzo by měl dostat i jednoduchý ultrazvuk, později snad i prostorový, možná i kamerku a rozpoznávání obrazu, později kolový a hbitější a nakonec třeba i kráčející pavouk s vlastní inteligencí ... dokud mě to bude bavit a budu mít zajímavé nápady. Prostě si tak zkoukam možnosti techniky, zlepšovat se v přilehlých technologiích a třeba i ze známých modulů pak postavit nějakého soutěžního robota. Ale zatím krotím ty moduly, teď se chystám udělat něco na důkladné a průběžné měření H-můstku, abych ho včas vypnul při přetížení a měl z něj i průběžné informace o okamžité spotřebě motorů, rychlosti otáčení a všechno ostatní, co z něj dostanu. Když bude chodit spolehlivě v pásáku, tak i v autě a v pavoukovi a čemkoli jiném. S tím, že cílem je samostatný pohonný modul, co mu zadám příkaz (0.5m/s vpřed do vzdálenosti 1.2m) a on ho splní, nebo nahlásí problém, přičemž průběžně z něj budu moct vytáhnout jak aktuální hodnoty, tak ujetou vzdálenost, nebo i přibližnou pozici a natočení)
Pokud mi to půjde, tak nevylučuju časem ani kvadroptéru, nebo letadlo, ale tam už je to jiná úroveň.

Provozovat to hodlám v podstatě "na dohled" (s tím, že občas nebude LOS, ale až robot zdolá překážku/splní úkol, tak se zase vynoří a vidět bude), což je ve městě míň než v lese nebo na louce, řekněme tak ve stylu a v rozsahu, v jakém se dá létat levným RC letadýlkem/vrtulníčkem.

Jenže co se WiFi týče, tak mám obavu, že v současných podmínkách je dosah malý, zvlášť ve městě, kde každý druhý byt má vlastní wifi router a pálí to do éteru hlava nehlava a když člověk vyjde před dům, tak už se na domácí síť nepřipojí. Takže jsem právě pomýšlel na to najít něco míň zarušeného a spolehlivějšího.

[Drondys]

Mnou zmíněné řešení s Frsky komponenty by složité být nemělo, protože zmíněné převodníky poskytují v podstatě transparentní sériový port tj. není potřeba znát žádný interní komunikační protokol Frsky. Přes sériový port poskytovaný těmi převodníky lze posílat oběma směry libovolná data jako přes běžnou sériovou linku akorát s již zmíněným omezením co se týče rychlosti přenosu. Ani zapojení by nemělo být nijak extra složité. Pro VF modul i přijímač stačí připojit napájení. PPM signál není vůbec potřeba. Na straně VF modulu lze použít napájecí napětí 6 až 15V DC a na straně přijímače 4 až 10V DC. Převodníky se připojují do smartportu přijímače a VF modulu odkud jsou zároveň i napájené.

Frsky VF moduly a přijímače mají slušný dosah a pokud není účelem udělat to co nejlevnější tak by to mohlo být i cenově přijatelné s ohledem na to, že by to mohlo být do budoucna použitelné i pro létající modely. Myslím, že s Frsky bys měl na zemi v pohodě dosah i přes 500m i ve městě tedy nejspíš mnohem dál než na toho robota vůbec dohlédneš. Do budoucna pokud by ses rozhodl pro něco co se bude pohybovat ve vzduchu pak je dosah 1 až 2km. Samozřejmě spojení bude fungovat na přímý dohled.

Pravdou ovšem je, že to rozhodně není nejlevnější řešení. XJT + dva převodníky Smartport/UART A/B a k tomu zatím stačí jeden přijímač X4R-SB a tohle vše vyjde v odkazovaném českém eshopu i s poštovným na cca 2900 Kč. Při nákupu v zahraničí po jednotlivých kusech od nějakých prodejců s free shippingem bys možná něco málo ušetřil, ale žádný extra velký rozdíl v ceně bych ani tak nečekal jelikož Frsky komponenty obecně nepatří mezi cenový lowend ani v zahraničí, ale na druhou stranu jsou slušně prověřené a spolehlivé.

Oproti tomu výše odkazovaný NRF24L01 patří mezi cenový lowend, ale dosah bude i na přímý dohled bez překážek mizivý řádově pár desítek metrů viz tento odkaz na popis testů provedených se dvěma různými moduly NRF24L01, které měly problémy s výpadky spojení jeden už cca na 30m a druhý na cca 50m. Moduly NRF24L01 s externí anténou viz tento odkaz by už mohly mít bezproblémový dosah o něco lepší v otevřeném prostoru na přímý dohled bez překážek řádově okolo cca 100 m.

To výše odkazovaný Xbee modul už na tom bude s dosahem i s implicitně dodanou anténou o něco lépe a pokud to hodláš provozovat na dohled okolo cca 100m tak by ten Xbee modul mohl stačit. Ve dvou kusech vyjde na cca 1000 Kč.

Slušný dosah běžně přes 500 m a dokonce i přes některé překážky by mohly mít moduly NRF905 viz tento odkaz s tam zmíněným výkonem u nás legálně provozovatelné v pásmu 868 Mhz.

Dvojice výkonnějších XBee Pro modulů z eBay viz tento odkaz už by cenově vyšla zhruba obdobně jako výše zmíněné řešení s Frsky a dal by se tam očekávat i podobný dosah a podstatně vyšší rychlost datového přenosu, která by nebyla tak omezena jako je tomu u Frsky.

[Amper]

Jaky presne chces ten dosah (kdyz pises ze vysilac to presahuje) ?

Osobne by se me pro todle totiz jako nejrozumnejsi jevil prenos na 433Mhz pomoci modulu pro telemetri z copter.

Vypada to nejak takto http://www.ebay.com/itm/433Mhz-Module-w ... 1a02f3e64f

Dosah pri pouziti setovych anten je relativne mensi ale daj se koupit lepsi anteny a pak se dostanes na vzdalenost odpovidajici RC vysilaci (a osobne si myslim ze 433Mhz ma lepsi prostup napr. travou atd...)

Vyhoda je ta ze vysilac seknes do USB (je to FTDI, drivery jsou i pro linux, raspberry atd...), posilas data jako normalnim UARTem a na druhe strane ti z toho opet leze UART. Proste se to chova jako bezdratovej seriovej kabel.

Pro tve pouziti optimalni reseni, nejlevnejsi, nejmene problemove a optimalni.


Dalsi moznost je pouzit nejaky NRF24 modul s externi antenou. Pokud bude robot i vysilac znat svou pozici tak se daj v pohode pouzit smerove anteny s natacenim a pak se dostavas opet na velke dosahy. Implementace je opet vyrazne jednodussi nez sachovat s modelarskyma vysilacema.

[Drondys]

Na 433 Mhz je to často dost zaplevelené a i ten plný výkon co tam je uveden přesahuje limit specifikovaný všeobecným oprávněním. Já bych doporučoval spíš pásmo 868 MHz, které je o něco volnější.

[Amper]

Na 433 Mhz je to často dost zaplevelené a i ten plný výkon co tam je uveden přesahuje limit specifikovaný všeobecným oprávněním. Já bych doporučoval spíš pásmo 868 MHz, které je o něco volnější.

Vychazim z prikazu ktere byly dany jako priklad. Predpokladam nejake rozumne chybove handlovani prenosu (nejen v zarizeni ale i v robotu) a tim padem proste opakovani prikazu. Tim padem pada to zapleveleni.

Vykon je samozrejme trochu problem ale je opravdu otazka jaky realny dosah potrebuje. Trochu me unika k cemu budu mit robota na ktereho ani neuvidim

[Drondys]

Trochu me unika k cemu budu mit robota na ktereho ani neuvidim

Vidět ho přímo ani nemusíš. Hlavně když bude sám makat jako třeba tento.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=WPnTm_ETxlM[/youtube]

[gilhad]

Vykon je samozrejme trochu problem ale je opravdu otazka jaky realny dosah potrebuje. Trochu me unika k cemu budu mit robota na ktereho ani neuvidim

Moje pnaivní představa je, že s robotem budu jezdit "na dohled", ale zvlašť ve větší dálce bude co chvíli něčím zakrytý (řadou aut, popelnicema, trafobudkama, kopečkem ...) a bude si muset chvíli "poradit sám" a nějak se zase dostat do oblasti, kde spojení je - což nemusí znamenat jen zbabělé couvnutí, ale i průzkum okolí, zda kus dál po cestě zase nevyjede ze stínu.

Ten dosah mám na mysli "na dohled a v blízkém okolí téhož", například ve městě na délku třívchodového paneláku, nebo asi tak něco. Když bude Line Of Sight, tak by to mělo být ovladatelné napřímo s celkem značnou jistotou, když bude zakrytý, je to na něm.

Venku pak na louce/poli, dokud bude rozumne videt, s tím, že to je celkem nízký 30 cm dlouhý podvozek.

Prostě bych rád, aby dosah vysílače byl delší, než kam se ho odvážím pustit, aniž bych ho nějak výrazně ztratil z očí.

[Amper]

Jen pripomenu ze dosah modelarskych vysilacu je optimalizovan pro letadla. U zarizeni ktere lezi na zemi to uz neni takova slava. Vim co me dela ukazatel signalu po pristani do travy.

[Drondys]

Solidní modelářské vysílače jako je třeba již zmíněný Frsky nemají problém na zemi třeba i na vzdálenost cca 500m. Samozřejmě když bude po cestě nějaká překážka jako třeba kopeček, popelnice nebo dokonce trafostanice apod. tak bude zejména u přenosových systémů založených na 2,4 Ghz pravděpodobnější výpadek spojení, ale není to zas úplně černobílé a třeba v zástavbě se zejména díky různým odrazům často přenos udrží i když se zvýšeným počtem chyb.

Pokud se má jednat o robota tak by mělo být samozřejmostí, že bude mít určitou míru schopnosti automatického provozu i bez spojení jak už zde autor dotazu sám zmínil.

[OrDa]

Vidět ho přímo ani nemusíš. Hlavně když bude sám makat jako třeba tento.

Nějak mně uniká, k čemu bude dobré, když uvidím robota o rozměru cca 30 cm na vzdálenost 500 metrů.

[Drondys]

Nějak mně uniká, k čemu bude dobré, když uvidím robota o rozměru cca 30 cm na vzdálenost 500 metrů.

Přímým pohledem k ničemu (pozn. ledaže by ho na tu dálku pokud by byl robot v přímém dohledu sledoval dalekohledem) a proto jsem už psal, že ho vidět nemusí, hlavně když bude fungovat autonomně i bez přímého ručního řízení a pak samozřejmě může fungovat i bez radiového spojení.

Na robotovi může kupříkladu implementovat GPS s návratem do výchozího bodu i s pohybem po naprogramované trase složené z GPS bodů a při pohybu po trase když bude spojení k dispozici jen občas může zadávat vzdáleně povely ve smyslu například změny cílového GPS bodu kam se robot má zrovna vydat.

Další možností je do budoucna případný zprostředkovaný pohled FPV s nímž může mít možnost pohledu z paluby na blízké okolí robota, který se bude pohybovat třeba ve vzdálenosti 500m, ale tam bude zase potřeba mít spojení.