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Todo lo relacionado con el estudio, diseño y funcionamiento de circuitos y componentes electrónicos relacionados con el radio control. Fundado el 4 de Octubre del 2006.

Moderador: Moderadores

Por Silicon
#316970
Parece que hay gente interesada en hacer proyectos de electronica para aeromodelismo.
He pensado que cierta informacion previa puede ayudar bastante. Ademas, si alquien tiene una pagina web, puede copiar esto para que "no se pierda"

En primer lugar lo mas facil:

COMO FUNCIONA UN SERVO

Un servo recibe una señal del receptor codificada en MODULACION POR ANCHO DE PULSO (de ahora en adelante PWM)
Basicamente es un pulso de 5 voltios que dura un minimo de 1 milisegundo y un maximo de dos. Este pulso se repite cada 20 ms, o lo que es lo mismo, 50 veces por segundo.

Una duracion de 1 ms quiere decir que el servo debe ponerse todo a la izquierda que pueda. Un de 1.5 ms quiere decir que se pongra al centro y uno de 2ms que se pondra a tope de la derecha.
Evidentemente es posible cualquier posicion intermedia. Poe ejemplo, con 1,25 ms se pondra un cuarto a la izquierda.

Si vasis a programar algo recordar que estos valores son lo estandar, y cais ninguna emisora los cumple (depende de la marca, el modelo y como esten los trimers. La mayor parte de las emisoras emiten el pulso mas pequeño entre 0.8 y 1.2 ms. El maximo anda entre 1.8 y 2.2. Y el centro anda entre 1.5 y 1.6 ms.
En la frecuencia de refresco suelen ser precisas y cumplen lo de 50 veces por segundo.
Los servos aceptan en su mayoria pulsos entre 0.8 y 2.2, teniendo el centro entre 1.45ms y 1.55ms. Tambien se aceptan pulsos fuera de este rango, aunque no por ello el servo se desplaza mas.
En cuanto a la frecuencia de refresco los servos aceptan una aplia gama, Desde 30 a 70 veces por segundo. Cuanto mas rapido se refresque mas potencia muestra el servo.

Esta señal se transmite por un cable del servo. Los otros dos son la bateria (+5V) y tierra (0V). Aqui tambien hay variacion, pues aceptan entre 3.5 y 6.5 Voltios. Cuanto mayor tension mas fuerza y velocidad tendran los servos, pero los de mala calidad se pueden quemar.

Os adjunto un GIF animado, en donde podreis ver como se mueve un servo y la señal que recive.
Adjuntos

[La extensión zip ha sido desactivada y no se mostrará en adelante]

Por Silicon
#317038
Ahora vamos con el PPM.

PPM = Pulse-Position-Modulation = Modulacion por posicion del pulso.

Este es el sistema que usa internamente la emisora, el que "saca" por el conector profesor-alumno, el que se envia por radio, el que recibe el receptor y el que maneja internamente el receptor.
Es decir, el que esta en casi todos los sitios, siempre que nuestra emisora no sea PCM.

Basicamente consiste en un tren de pulsos que se repite cada 20 ms.
El tren de pulsos empieza por un pulso positivo de aproximadamente 5ms. Este pulso marca el comienzo del tren.
A continuacion la señal baja entre 0.5 y 1.5 ms. Este pulso bajo es seguido por un pulso alto de 0.35 ms (aproximadamente).
Esto nos da el PWM del primer canal, que como ya sabemos dura entre 1 y 2 ms
A continuacion se transmiten tantos canales como sea capaz de manejar la emisora (el estandar es un limite de 8 ).
Finalmente se espera con la señal a cero hasta que se completan los 20 ms de tiempo. Es el sincronismo.
Fijaros que el tiempo que tarda en transmitirse un canal varia entre 1 y 2ms, que el numero de canales es fijo (para una emisora en concreto), pero que el tren de pulsos siempre ha de durar 20ms. Por eso el sincronismo.

Ahora las excepciones:
- Algunas emisoras se salen de la norma y tranmiten mas de 8 canales.
- En algunas emisoras el pulso de sincronismo solo dura 2ms (es por que transmiten mas canales de la norma)
- Las emisoras tienen la misma tolerancia de tiempos que ya se explico con los servos.
- Algunas marcas transmiten esta señal pero invertida. Es decir, la señal esta normalmente a 1 y los pulsos son cuando la señal pasa a cero. Esto se llama NEGATIVE SHIFT.
- Si la emisora solo tiene cuatro canales, solo se transmiten los primeros 5 pulsos (uno de sincronismo y uno por canal). El resto del tiempo se transmite el pulso de sincronismo, que logicamente es bastante mas largo.
- Hay emisoras en las que la trama solo dura 18 ms, en lugar de los 320 estandar. Para una misma emisora permanece bastante estable.
- El pulso que marca la separacion entre un canal y otro, puede variar en duracion entre los 0.2 ms y los 0.4 ms (aunque lo estandar es de 0.35 ms). Eso si, para una misma emisora permanece estable.
Os adjunto una captura de osciloscopio de una emisora de 7 canales.
Adjuntos
13.gif
Modulacion de una emisora 7 canales positive shift
13.gif (9.71 KiB) Visto 2397 veces
Última edición por Silicon el Mar, 10 Oct 2006 18:41, editado 2 veces en total.
Por Silicon
#317548
Para que veais las diferencias entre emisoras os adjunto otra captura.
En este caso es NEGATIVE SHIFT y de 8 canales.

Podeis ver que la senal esta invertida como en un espejo. El valor normal es +5V y los pulsos los hace bajando a cero.
Adjuntos
12.gif
12.gif (10.49 KiB) Visto 2350 veces
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Por jumasuro
#317570
Muy buenas explicaciones, se agredecen para los que no somos especialmente expertos en los temas electrónicos de nuestros aviones y helis.
Un saludo.
Por lasser
#318087
Te completare algo mas tu explicacion. A lo que has escrito que esta estupendo falta el funcionamiento fisico/practico.

El servo recibe la señal y la electronica que lleva hace que el motor que lleva gire, por el hecho de hacerlo mueve una serie de engranajes, de los cuales uno mueve un potenciometro, pues bien ese potenciometro es medido y comparado por la electronica del servo, en funcion de la señal que le llega, de tal forma que detiene el movimiento del motor en el punto indicado por la emisora, como es obvio esa cadena de engranajes son los que transmiten el movimiento al brazo del servo.
Por Silicon
#318416
Ahora la descripcion de un receptor.

Hemos de tener en cuenta que receptores hay de muchos tipos (PPM, PCM, FM, AM, Dural conversion, Single conversion) y los bloques funcionales son demasiados como para describirlos en detalle.

Por tanto nos vamos a limitar a un receptor FM, para modulacion PPM y de Single conversion. Estos son los receptores mas comunes que vamos a encontrar, y por supuesto los mas economicos.

Los componentes de este tipo de receptores y su diseño pueden variar mucho, pero si nos limitamos a los modelos de los dos ultimos años reducimos la variedad a practicamente nada.

ANTENA
Su funcion es recibir la señal de la emisora. Es un simple hilo de cobre (nos vale cualquiera) con una longitud aproximada de 100 cm.
Esta longitud no esta escogida al azar. Corresponder a un divisor exacto de la longitud de onda. Por tanto cuidaros de recortarla, anudarla en los extremos y demas barbaridades.

SINTONIZADOR
Su funcion es elimar todas las frecuencias que no sean 35Mhz, evitando asi posibles interferencias. La frecuencia de 35 Mhz es amplificada un poco.

OSCILADOR.
Su funcion es producir una frecuencia muy cercana a la del canal de la emisora. Esta frecuencia debe ser muy exacta, para coger el centro del canal.

MEZCLADOR.
Su funcion es mezclar la frecuencia que hemos obtenido antes con la de la antena. El resultado ha de ser exactamente 455 Khz. (fijaros que es unas 90 veces menos frecuencia que la de la antena).

DEMODULADOR
Su primera funcion consiste en eliminar todas las frecuencias excepto la de 455 Khz. La desviacion maxima es de solo 2.5 Khz. Este es precisamente nuestro canal.
A continuacion amplifica la señal hasta un nivel mucho mas elevado (normalmente 3.5Voltios)
Y finalmente elimina la radiofrecuencia (mas exactamente la frecuencia de 455 Khz) qudandose con la señal que transporta (el tren PPM que hemos visto en mensajes anteriores)

DECODIFICADOR PPM
Su funcion es convertir el tren PPM en varias señales PWM independientes (las que se envian a los servos).

Os dejo un diagrama de bloques.
Adjuntos
diagrama.gif
diagrama.gif (3.87 KiB) Visto 2321 veces
Por Silicon
#318434
Ahora que ya sabemos teoricamente como funciona un receptor vamos a identificar las diferentes partes en uno "de verdad"

ANTENA
Es un simple hilo de cobre con una longitud aproximada de 100 cm. Creo que todos sabemos cual es.

SINTONIZADOR
Normalmente se puede ver en la emisora como un cubo negro, bastante grande que se encuentra al lado de la antena.

OSCILADOR.
Se compone de un cristal de cuarzo (el cristal que le ponemos) y un bote metalico (que suele estar pegado al cristal).

MEZCLADOR.
Fisicamente es un bote metalico como el anterior (en muchos receptores baratos esta todo en el mismo bote). Tiene un tornillo en la parte superior.
El ajuste de este bote ha de ser preciso, pues de lo contrario la mezcla quedaria desequilibrada. Para ello tiene un tornillo en la parte superior que permite ajustarlo. Hay veces que los golpes lo desajustan y notamos que el receptor pierde alcance. Ajustando aqui conseguimos arreglarlo. Pero ojo, sin un osciloscopio es probable que lo dejemos peor de lo que estaba.

DEMODULADOR
Es un solo chip, normalmente de 14 o 16 patillas. Es exactamente el mismo que usan las radios FM de bolsillo. (Por eso se usa una frecuencia intermedia de 455 Khz. Para que sirvan los chips comerciales de las radios)

DECODIFICADOR PPM
Tambien es un solo chip (Normalmente el HCT164), que recibe por una de sus patillas el tren PPM y saca por cada una de las otras patillas las señales de los servos. Se puede ver que las patillas de salida estan cableadas a los conectores de los servos. Suele estar pegado a los conectores de los servos.

Os dejo una foto no muy buena (no he encontrado otra mejor) en donde señalo los diferentes componentes.

Ademas tambien se pueden apreciar:
- Un condensador electrolitico grande (un cilindro azul, verde o un cubo nego), que sirve para estabilizar la alimentacion. Suele estar cerca de los conectores de los servos.
- Varios componentes pegados al circuito (normalmente por la cara de abajo) que son componentes auxiliares de los chips anteriores.

Os animo a intentar identificar los mismos componentes en vuestros receptores. Si no lo conseguis hacerle una foto de calidad y enviarla.
Recordar, solo PPM y single conversion tirando a modernos.
Adjuntos
foto_receptor.jpg
Por Silicon
#318457
Ahora veamos como son las señales dentro del receptor.

La primera señal es la de la antena. Logicamente es la misma de la emisora pero con muy poco potencia (unos milivotios).
Basicamente es una frecuencia de 35.000 Khz que varia segun el canal que use nuestra emisora.
Para transmitir un nivel bajo se usa la señal base, por ejemplo 35.120 Khz. Para transmitir un nivel alto se usa una frecuencia 5 Khz mayor. Por ejemplo 35.125 Khz.
Nota: Algunas emisoras usan Negative Shift (no confundir con el negative shift del PPM) que consiste en que el nivel alto se transmite en 5Khz menos. Es decir, en 35.115 Khz
El no ponerse de acuerdo los ca#####s de los fabricantes hace que en el campo de vuelo tengamos la mitad de los canales que podriamos tener.

La segunda señal es la de la frecuencia de mezcla. Esta ha de variar dependiendo del canal que queramos recibir, pues la resta de ambas siempre ha de dar 455.
Por ejemplo: 35.120 - 455 = 34665. Estas es la frecuencia del cristal que hemos de poner al receptor para que reciba la frecuencia de 35120.
Ahora ya sabeis por que la frecuencia de los cristales no coincide con la frecuencia del canal.

Estas dos señales, como ya sabemos, van al mezclador, que saca la señal de 455 Khz. Fijaros que esta frecuencia es fija. Se llama frecuencia intermedia.
De nuevo el nivel bajo se representa por una señal de 455 Khz y el nivel alto por una de 460 Khz (o 450 si es negative shift)
Este sistema de usar una frecuencia intermedia proporciona una mejor discriminacion de la banda (el rechazo de las señales de las demas emisoras) y recibe el curioso nombre de Receptor Superheterodino (citarlo en el campo de vuelo y quedais como expertos).
Los sistemas de double conversion usan dos frecuencias intermedias que les permite una sensibilidad y discriminacion aun mayor.

La frecuencia intermedia llega al demodulador. A su salida tendremos ya el tren de pulsos PPM, tal y como hemos explicado antes. Fijaros que la frecuencia de este tren de pulsos es de 50 Hz (pues se repite 20 veces por segundo).

El siguiente paso es el chip decodificador de PPM. Este chip es una tonteria. Cuando la señal esta a cero durante mas de 2 ms se resetea. A partir de ahi, pone en alto el primer canal con el primer pulso. Con el segundo pulso baja el primer canal y sube el segundo y asi sucesivamente.

Fijaros que toda la circuiteria es exactamente la misma cualquiera que sea el numero de canales del receptor. Solo cambia el chip final (decodificador de PPM).
De hecho algunos receptores son identicos hasta en este chip, lo que ocurre es que las ultimas patillas no las cablean a los servos. Es decir, nos dan un receptor "capado" para los que no queremos pagar mucho, que a ellos les cuesta lo mismo que uno "completo".
Por Mossen45
#319752
Gracias por explicarlo facil
explicado asi los podemos entender hasta los que no tenemos mucho nivel de electronica.
lo que yo ya no entiendo es lo que le pasa a un servo de mi velero.
mexplico:
Monte un velero con dos servos en el ala, una para cada aleron: uno conectado al canal 1 del receptor y otro al 6.

A cada servo tuve que ponerle un alargo de cable de 45cm, lo hice con cable que me sobraba del que se usa lara los alargos de las impresoras, que es de la misma seccion que el que llevan los servos y bien trenzado para evitar interferencias (me lo aconsejaron).

Los probe y todo perfecto, los ajuste y le asigne a un interruptor de la emisora la funcion de aerofrenos.

Cuando le doy al interruptor de aerofrenos, el servo de la derecha a veces se pasa de posicion y se pone a temblar, pero tocando un poco el mando de alerones siempre se pone bien ( si le doy al mando de aerofrenos mientras estoy moviendo el stik de alerones no lo hace), (el de la izquierda no lo ha hecho nunca), para intentar solucionarlo he hecho lo siguiente,

cambie el servo.......todo igual
intercambie los cables en el receptor, el del 1 al 6 y viceversa........continua fallando el mismo servo.
cambie el cable......todo igual
no se que mas hacer. :?:

lo hago volar por que cuando falla, con un toque en el mando de alerones se corrige, pero siempre con miedo a que alguna vez no lo haga. :shock:

Un saludo
Por Silicon
#319944
Prueba a cambiar el servo de la izquierda.
Aparentemente tienes los dos servos conectados en Y, con lo que es posible que un servo este atenuando demasiado la señal que va al otro.

Tambien puede ser una buena idea ponerle un divisor activo. Usa para ello un integrado con puerta OR. Seguro que por internet hay un monton de esquemas. Si no encuentras ninguno, me lo dices y te lo hago.
Avatar de Usuario
Por Poniente
#319998
Editado.

Perdón, me he equivocado de hilo :oops: será cosa del alzheimer :?

Un saludo.
Por Mossen45
#320037
Gracias silicon por contestar,
Los servos no los tengo conectados en Y, ya que los mandan canales diferentes uno el canal 1 y el otro el 6,

lo de cambiarlos de derecha a izquierda ya lo he probado y nada!!, empiezo a pensar que quizas el servo que compre tambien es malo.

lo que me aconsejas que haga nose si es muy complejo, ya lo mirare por internet, de momento probare de ponerle una "ferrita" cerca del receptor a ver que pasa.

un saludo :wink:
Por Mossen45
#320040
releyendo otra vez tu post, intuyo que el divisor serviria si estuvieran conectados en Y, por lo que en mi caso tampoco serviria.
Avatar de Usuario
Por esco
#320042
Tienes que hacer algo muy facil, cambiar el servo.

saludos
Esco
Por Silicon
#320305
Bueno, sigo a lo mio, por si os resulta interesante.

Veamos que ocurre con una interferencia.

En el dibujo vemos la señal enviada por la emisora. En ella vemos el tren de pulsos en donde se codifican 7 canales, seguida por la señal de sincronismo que marca el comienzo del nuevo tren.

La de abajo seria la que recoge el receptor. Vemos que surante la transmision del canal uno ha habido un pico de ruido que no deberia estar ahi. Analizemosque interpreta el receptor:
- En primer lugar el receptor interpreta el pico como la finalizacion del canal uno. Por tanto el canal uno tiene una duracion muy pequeña y el servo se ira a la izquierda a tope. (alerones todo a un lado)
- A continuacion el receptor interpreta que viene el canal 2. vemos que lo da por finalizado en cuanto llega el "verdadero" final del canal 1. De nuevo el pulso sera muy corto y mandara el servo todo a la izquierda (profundidad a tope).
- Despues llega el canal 2, ya sin ruido. Pero como el receptor simplemente va contando canales, interpreta que este es el canal tres. Por tanto la posicion del canal 2 (profundidad) que casi seguro esta en el medio, se la envia la canal 3 (motor a media potencia)
- Y asi sucesivamente va desplazando todos los canales.

Vemos que un solo error estropea el tren de pulsos a partir de la posicion en la que se recibio.
Por ese motivo los canales mas sensibles van primero, pues es menos probable que tengan errores (futaba piensa que el motor es prioritario, los demas opinan que alerones y profundidad van antes).

¿que notamos?
Como al servo no le da tiempo a desplazarse totalmente, y suponemos que el proximo tren de pulsos sera correcto, seguramente los servos haran un pequeño temblor.

Si hay pocas tramas mal, vemos que los errores siempre actuan desplazando los servos en el mismo sentido. Por tanto el avion hara "un raro" mientras recibe las inteferencias. Nada preocupante si no estamos aterrizando o despegando.

Si hay muchas tramas mal, el avion se ira al suelo sin remedio.


¿Se podria evitar?
Pues en muchos casos si. Un receptor un poco listo deberia saber que el pulso llega demasiado pronto, por tanto es un error y debe ignorarlo. Pero como sabemos, la mayor parte de los receptores son tontos. El decodificador PPM es un simple registro de desplazamiento que solo sabe contar.
Adjuntos
14.gif
14.gif (5.31 KiB) Visto 2309 veces
Por cvina
#344397
leyendo tu post , me gustaria realizar algo que comercialmente ya existe pero es por ese placer de "hecho por uno mismo".
Estoy interesado en el vuelo con camara sobre el avion pero me faltan dedos para poder mover la camara.
la empresa RC-tech vende un dispositivo que conectado a la entrada maestro-alumno maneja un giroscopo que colocado sobre la cabeza te permite manejar la camara en dos ejes.
y la pregunta del millon ¿cual es su funcionamiento y se puede hacer casero?

saludos :D

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