Рис. 2.10. Экспонента сигнала управления
Наличие экспоненты позволяет мягко и комфортно управлять моделью в районе небольших отклонений рукояток, но в то же время при необходимости резко воздействовать на модель, парируя порыв ветра или выполняя вираж. Глубину экспоненты каждый пилот настраивает под себя и для каждой модели в отдельности.
В общем случае рекомендуется увеличивать экспоненту для начинающих пилотов, склонных к нервным и суетным подергиваниям рукояток пульта, и уменьшать вплоть до полной линейности отклика для воздушной акробатики.
Примечание
Применительно к мультикоптерам, глубина экспоненты задается в настройках контроллера, а в настройках пульта экспоненты быть не должно. Экспоненты пульта и контроллера не должны накладываться на сигнал одновременно.
Как вы уже поняли, общая концепция радиоуправления коптером такова: пульт должен передать максимально точные и стандартные "сырые" сигналы управления, а всю дальнейшую обработку будет выполнять полетный контроллер на основе своих настроек.
Конвертер PPM-SUM
У многоканальной системы с раздачей широтно-модулированных импульсов по раздельным выходным каналам есть принципиально неустранимые недостатки. Во-первых, отдельный сигнальный провод для каждого канала. Это особенно актуально для 12- или 14-канальных систем. В этом случае миниатюрный приемник соединяется с полетным контроллером и прочими бортовыми устройствами толстым жгутом проводов, неэстетичным и весящим больше, чем сам приемник. Однако полетный контроллер может и сам декодировать "сырой" РРМ-сигнал, при условии, что он выведен на отдельный выход приемника.
Во-вторых, низкая стабильность и точность управляющего сигнала, обусловленная необходимостью лишних преобразований из одного типа сигнала в другой. Было бы логично передать цифровое значение, соответствующее положению рукоятки пульта, по радиоканалу и затем из приемника переслать в исполнительное устройство без лишних преобразований. Однако для обработки цифрового сигнала исполнительное устройство должно обладать собственными вычислительными ресурсами. Но возможность выпускать такие устройства массово и недорого возникла лишь относительно недавно, с появлением дешевых и миниатюрных микроконтроллеров. Поэтому в традиционной системе приемник в любом случае преобразует цифровой сигнал в импульсы определенной длительности на выходе канала. Несмотря на то, что импульс представлен двоичными уровнями сигнала "0" и "1", физическая длительность импульса — это аналоговый параметр. То есть, на этапе передачи-приема мы имеем преобразование из аналогового сигнала в цифровой и обратно в аналоговый.
Если выход приемника подключен к обычной сервомашинке (принцип ее работы мы рассмотрим далее), то она использует непосредственно длительность импульса в качестве управляющего параметра. Если же мы подаем широтно-модулированный импульсный сигнал на вход полетного контроллера, то он должен измерить длительность импульса при помощи таймера и перевести ее в цифровое значение.
В итоге мы получаем в тракте управления цепочку преобразований, каждое из которых вносит свою погрешность и задержку. Итак, очевидные недостатки традиционной системы радиоуправления — ограниченная пропускная способность, искажения и задержки сигналов управления, толстый пучок проводов от приемника к исполнительным устройствам. Чтобы избавиться от пучка проводов, используют специальное устройство — кодер-конвертер РРМ. С точки зрения инженерной логики это довольно забавное устройство. Оно подключается к выходам каналов приемника и преобразует раздельные командные импульсы обратно в последовательность пакетов импульсов. С выхода конвертера сигнал РРМ поступает на специальный вход полетного контроллера. Такой вход обычно обозначают PPM-SUM, т. к. на него подается суммарный сигнал РРМ. Приемник только что успешно "разложил" сигнал по каналам, а конвертер снова собирает их в последовательность, внося дополнительную погрешность и задержку. Пожалуй, основная польза от такого устройства — избавление от пучка проводов.
Вполне логично, что появились приемники, оснащенные выходом последовательного сигнала. Это может быть как все тот же универсальный сигнал PPM-SUM, так и особый проприетарный последовательный сигнал S-BUS фирмы Futaba, похожий на протокол UART. Разные производители могут кодировать выходной сигнал по-разному. Последовательный протокол позволяет подключать все управляемые исполнительные устройства к одной общей шине. Каждое устройство, получив синхроимпульс, считывает с шины "свой" пакет цифровых данных и декодирует его.