Übertragungstechniken im RC Modellbau
Geschrieben von Klaus am 26. März 2010 | Abgelegt unter Grundwissen
Unser Sender (RC Fernsteuerung) erteilt dem Empfänger in unserem Modell die Anweisung, was denn die Rudermaschinen zu tun haben. Es wird also eine Information übertragen. Damit diese Kommunikation aber funktioniert, müssen Sender und Empfänger die gleiche Sprache sprechen. Und genau wie es unterschiedliche Sprachen gibt, gibt es bei unseren Fernsteuerungen auch verschiedene Übertragungssysteme.
Das alte System: AM (Amplitudemodulation)
Fangen wir mit dem historisch ältesten und auch so muss ich leider sagen schlechtesten System an: AM steht für Amplitudemodulation. Amplitude ist das Fachwort für die Höhe, die Stärke einen Funkwelle. Bei einer Schallwelle ist es die Lautstärke. Modulieren heißt verändern, bei AM wird also die „Lautstärke“ verändert um die Information zu übertragen. Stellt euch also vor ich (der Sender) rede mit euch (dem Empfänger), indem ich einfach einen gleichmäßigen Ton pfeife, den Kammerton a zum Beispiel. Den pfeife ich mal laut, mal leise und aus dem Rhythmus laut-leise könnt ihr dann heraushören, was ich euch mitteilen möchte. Das übertragen auf Funkwellen ist AM. Viele Radios haben auch einen „AM“-Knopf, damit schalten sie auf Kurzwellenempfang, der auch amplitudenmoduliert ist. Horcht einmal dort hinein, dann wisst ihr, dass die Übertragungsqualität von AM sehr schlecht ist.
FM = Frequenzmoduliert
Nun zum nächsten System: FM = Frequenzmoduliert. Hier wird – um beim Schallbeispiel zu bleiben – nicht die Lautstärke sondern die Tonhöhe moduliert, also ich pfeife mal hoch, mal tief. Und aus dieser Melodie hört ihr dann heraus, was ich euch sagen will. Genau so der Sender: er sendet um eine Grundfrequenz herum seine Melodie. Diese Übertragungstechnik ist schon recht ordentlich und funktioniert recht zuverlässig, solange keiner nebenan auch „meinen“ Ton pfeift. Beim Radio hört ihr das beim FM: alle UKW-Sender benutzen diese Technik und der Empfang solcher Sender ist doch wirklich gut, oder?
PPM-System (Puls-Pausen-Modulation)
Jetzt wissen wir also schon, wie wir unsere Sprache übertragen, bleibt noch zu klären, wie wir die Worte bilden. Dazu gibt es zunächst das PPM System, ausgeschrieben mal „Puls-Pausen-Modulation“, mal „Puls-Positions-Modulation“. Hierbei werden die Worte, die wir übertragen möchten, als definierte Abfolge von Rechteckimpulsen codiert und meist mittels FM dann an den Empfänger übertragen. Die zeitliche Abfolge und Länge (Dauer heißt hier wenige Millisekunden) dieser Impulse ist nun ein Maß dafür, wieweit das Servo ausschlägt. Diese Übertragungsart ist – oder besser war bis zur 2,4 GHz-Technologie – der Standard bei Fernsteuerung. Somit können Sender und Empfänger von unterschiedlichen Herstellern miteinander kombiniert werden. PPM-Fernsteuerungen funktionieren ganz ordentlich und zuverlässig. Man muss jedoch Kanaldoppelbelegungen unbedingt vermeiden!
PCM-Verfahren (PulsCodeModulation)
Der nächste Verbesserungsschritt ist dann das PCM-Verfahren, „PulsCodeModulation“. Hier werden die „Worte“ unserer „Sprache“ zusätzlich digitalisiert und codiert. Wir reden also nicht direkt miteinander, sondern über ein Telefon. Da kann uns keiner dazwischen reden. Nun ja, jedenfalls fast nicht. Hier hinkt der Vergleich etwas, denn eine PCM-Empfänger versteht und hört nur auf „seinen“ Sender, aber wenn ein Kollege seinen Sender auf dem gleichen Kanal einschaltet, dann kann es sein, dass er dabei „so laut brüllt“ also so stark sendet, dass auch unser „Telefonat“ nicht mehr vollständig verständlich ist. Im Modell zeigt sich dass dann aus Aussetzern und Verzögerungen. Das ist immer noch besser, als dass gar nichts mehr am Empfänger ankommt, aber kann trotzdem schlimm enden. Bei PCM können wir nicht mehr Sender und Empfänger unterschiedlicher Hersteller miteinander kombinieren: wir müssen markentreu bleiben.
Fail-Safe
Ein Wort, das oft auftaucht, ist „Fail-Safe“, was nicht „fällt sicher“, sondern „ausfallsicher“ bedeutet. Ein Empfänger mit Fail-Safe-Funktion erkennt, wenn das Signal, das bei ihm ankommt, nicht ganz in Ordnung ist. Sei es, weil ein Kollege auf dem gleichen Kanal sendet oder irgendwelche sonstigen Störungen den Empfang behindern. Nun wartet der Empfänger ein wenig, ob sich das Signal wieder erholt. Wenn ja, dann haben wir noch einmal Glück gehabt, wenn nicht, dann fährt der Empfänger alle (oder nur eins) Servos auf vorher festgelegte – vermeintlich sichere – Positionen, zum Beispiel wird der Motor gedrosselt. Das ist schon ein erheblicher Zuwachs an Sicherheit!
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