Ovaj članak objašnjava kako možete optimizirati domet svojeg daljinskog upravljača. Tvrtka Tyro Remotes rado će vam pojasniti što točno može imati nepovoljan učinak na radiovalove i tako utjecati na domet vašeg sustava. Također će vam ponuditi nekoliko rješenja kako dobiti najbolje rezultate od svog sustava.
- Što određuje domet daljinskog upravljača?
- Što utječe na radiovalove?
- Kako mogu optimizirati domet?
- 433 MHz ili 868 MHz ili 2,4 gigaherca? Uskopojasni ili širokopojasni?
- Testiranje i verifikacija
Dobro je znati:
- Najveći naznačeni domet uvijek je indikativan na temelju mjerenja u uvjetima optičke vidljivosti bez prepreka. Takav domet ne može biti jamčen jer je uvijek podložan raznim okolišnim faktorima.
- Ilustracije su simbolične i one ne prikazuju u potpunosti stvarne uvjete.
1. Što određuje domet mog daljinskog upravljača?
Domet radiofrekvencijskih (RF) sustava može biti ograničen faktorima poput zaštite, reflektiranja ili osjenčanja (engl. shadowing). Izvori ometanja signala prisutni između odašiljača i prijemnika imaju nepredvidiv utjecaj na domet. Ako postoji optička vidljivost između odašiljača i prijemnika, postoji velika vjerojatnost da će optimalan domet biti moguć, ali još uvijek ne postoji 100-postotno jamstvo da će signal nesmetano putovati.
Radiovalovi imaju ograničenu jačinu koja se smanjuje nakon kratke udaljenosti. Smanjenje energije radiovalova obrnuto je proporcionalno kvadratu udaljenosti. Uz vanjske faktore, frekvencija i pojasna širina također utječu na domet daljinskog upravljača.
Četiri faktora koja određuju domet
Ako na trenutak zanemarimo upijanje i reflektiranje signala, postoje četiri faktora koja određuju domet sustava komunikacije radijskom frekvencijom (RF).
- Snaga odašiljača
- Osjetljivost prijemnika
- Faktor dobitka antene
- Prigušenje radiosignala (zrak ili prepreke)
Snaga odašiljanja u odašiljaču i osjetljivost prijemnika dva su faktora koja određuju domet. Za prijemnik je potrebna minimalna razina signala kako bi izolirao (demodulirao) izvor signala od signala koji treba primiti. Kako bi se to postiglo, jaka odašiljačka snaga je svakako prednost.
Margina veze
Četiri faktora navedena u gornjem tekstu čine marginu veze (engl. link margin). Ona dodaje odašiljačku snagu i dobitak antene te umanjuje osjetljivost prijema i prigušenje signala.
| Margina veze = | + Snaga odašiljanja |
| – Osjetljivost prijemnika | |
| + Pojačavanje antena | |
| – Prigušenje radiosignala |
Ako je snaga odašiljača (TX) umanjena za osjetljivost prijemnika (RX) veća od prigušenja signala, to znači da je margina veze pozitivna i stoga je radijska komunikacija moguća.
Izbjegnite prigušivanje
Vrsta materijala određuje utjecaj na radivalove. Prigušivanje može jako varirati ovisno o materijalu. Plastično kućište ili kontrolna kutija slabo upijaju signale. Antena čak može biti postavljena unutar ormarića. S druge strane, ojačani betonski zid debljine 20 cm ne prenosi nikakve RF signale.
Najteža prepreka za radiosignale je metal. Metal reflektira signale i ništa ne propušta kroz sebe. Zbog toga preporučujemo da prijemnik, ili barem antena, bude montiran izvan ormarića kada rabite metalnu kutiju sa sklopkom.
Izvori ometanja signala nisu uvijek vidljivi (npr. to može biti vlaga u zraku ili električna polja). Ovisno o izvoru ometanja prisutnom na nekom području, odabir prave frekvencije i/ili modulacije također može imati učinak na domet vašeg RF sustava. Više o tome možete pronaći u odjeljku strong>chapter 4. 433 MHz or 868 MHz?
Uzmite u obzir i reflektiranje signala
Uz moguće prigušenje signala, na reflektiranje signala isto valja obratiti pozornost. Reflektiranje može promijeniti prijenos signala, u pozitivnom i negativnom smislu. Signal gotovo nikada ne putuje izravno od odašiljača do prijemnika, a da se putem negdje ne reflektira, čak ni onda kada postoji „vizualna veza“ bez ikakvih prepreka.
Signal iz antene odašiljača širi se koncentrično, sliči na uštipak. Reflektira se od tla i dolazi do antene prijemnika. Između zgrada signal se reflektira kroz fasade. Ako postoji zgrada ili čelični zid između odašiljača i prijemnika, signal će se reflektirati od njih. Reflektiranjem od okolnih struktura signal može pronaći put do prijemnika i kada vizualna veza ne postoji. No imajte na umu da se signali priguše prije nego se reflektiraju.
Out-of-range function
Naši sustavi sigurnosti opremljeni su funkcijom izvan dosega. Prijemnik se isključi kada više ne prima neprekinuti signal od odašiljača. U praksi to znači da je domet takvih sustava često manji nego domet sustava koji nemaju ovu funkciju.
2. Što utječe na radiovalove?
Koliko će jak utjecaj biti na signal ovisi o različitim varijablama okoliša. Postoji velik broj prepreka koji negativno utječu na domet RF sustava.
Najčešći su izvori ometanja:
- zidovi
- drveće
- brežuljci
- ograde
- vlaga u zraku
- kiša/snijeg
- električna polja (npr. transformatori, motori, rasvjetni stupovi)
- drugi RF sustavi
Na putu od odašiljača do prijemnika, radiovalovi će se morati „boriti“ s raznim utjecajima. Radiofrekvencijski signal može:
- oslabjeti
- iščeznuti
- promijeniti smjer
- ojačati
Slabljenje
Za razliku od svjetlosti, primjerice, moguće je da radiovalovi prodru do krutog materijala. Spomenuti izvori prepreka zagušuju ili upijaju signal, ali u većini slučajeva signal se ne rasplinjuje u potpunosti. Količina energije koja se gubi uvelike ovisi o prirodi i gustoći materijala.
Iščezavanje
Radijski signal može iščeznuti ako signali ne mogu dosegnuti prijemnik jer je udaljenost prevelika. Signali također mogu nestati kada ih drugi predmeti apsorbiraju ili zbog sastava vanjskog zraka.
Promjena smjera
Radiovalovi mogu mijenjati smjer ili reflektirati se. Reflektiranje se javlja kod svih proizvoda koji sadrže metale, poput zrcala, metalnih dovrataka, metalnih ormarića i građevinskog čelika. Izolacijsko staklo ili izolacija koja u sebi ima metalnu foliju također reflektiraju radiovalove.
Materijal koji reflektira signale uzrokuje nastanak „mrtve točke“ za samo nekoliko vrlo kratkih radiovalova ili kada nema radiovalova. Ova pojava poznata je i kao „sjena radiovalova“. Jačina signala, stoga, može znatno oslabjeti ili se potpuno reflektirati.
Vodena površina djeluje na signale gotovo jednako kao metal. Zbog toga preporučujemo da unaprijed testirate domet signala preko vode, s broda ili na brodskim prevodnicama.
Dobro je znati:
- Čelične oplate gotovo uvijek imaju nepovoljan utjecaj na domet signala. Ako je antena prijemnika postavljena blizu čeličnih ploča, domet može biti sveden na minimum. Isto tako, ako je postavljena u metalnom kućištu ili kavezu, može se dogoditi, suprotno specifikacijama, da sustavima ne možete upravljati simultano. To se događa zbog toga što reflektiranje signala postaje izvor ometanja. U takvom okruženju, ekstremnom za RF signale, nije moguće raditi simultano. Pravovremeno testiranje prije završnog sastavljanja ne samo da je preporučljivo u takvom okruženju, već doista nužno.
Jači signal
Ako dva signala (iz istog izvora ili dva različita izvora) stignu zajedno, međusobno mogu jedan drugoga pojačati. Međutim, signali se mogu međusobno i oslabiti.
3. Kako optimizirati domet?
Uz ispravno odabran daljinski upravljač i sprječavanje izvora ometanja, lokacija prijemnika i antene vrlo su važni za domet signala. Stoga, imajte na umu sljedeće upute kako biste optimizirali domet svog sustava:
- Ako rabite više prijemnika, smjestite ih najmanje 50 cm jedan od drugoga.
- Nikada ne smještajte prijemnik ili antenu izravno na ili uz metalni predmet, nego najmanje 50 cm od njega.
- Postavite prijemnik ili antenu najviše 3 do 4 metra iznad radne razine; više ili niže od toga smanjuje domet.
- Smjestite prijemnik najmanje 50 cm od motora ili druge opreme koja proizvodi polje sile.
- Nikada ne smještajte prijemnik s antenom u kontrolni ormarić, kabinu ili slična (metalna) kućišta.
- Ako prijemnik morate smjestiti na nepovoljan položaj, antenu obično možete montirati na neku drugu lokaciju pomoću produžnog kabela za antenu.
- Ako je moguće, omogućite vezu optičke vidljivosti s prijemnikom tijekom rada. (slika 6)
- U primjenama kada izvodite radove na istoj visini, poput vitla ili kontrole osovine, najbolje je postaviti prijemnik i antenu okomito.
- U primjenama gdje postoji velika razlika u visini, poput rada s tehnologijom dizala, ponekad je bolje montirati prijemnik s antenom vodoravno.
Smještanje odašiljača i prijemnika
Smještanje odašiljača: Općenito, ručni odašiljač treba postaviti okomito kako bi imao najširi mogući domet. To ovisi i o položaju antene odašiljača u kućištu.
Položaj antene prijemnika: Uvijek postavite prijemnik okomito osim ako je prijemnik visoko iznad vas, a u tom slučaju možda će biti bolje ako antenu položite vodoravno.
Primjer: Mnogi korisnici stave prijemnik s okomitom antenom visoko na rub proizvodne hale, po mogućnosti točno iznad stroja kojim treba upravljati. Razlog tome je što uvijek postoji vizualna veza do ručnog odašiljača. Međutim, to neće imati pozitivan utjecaj. Ako iscrtate signal oko odašiljača i antene prijemnika tako da sliči uštipku (koncentrični krugovi), uvidjet ćete da domet nije svugdje dobar. Odašiljač ne može doseći prijemnik koji je na tlu po kojem obično hodate i na kojem radite. Naš je savjet, stoga, da smjestite prijemnik na visinu od 2 metra ili da položite antenu vodoravno.
Uređaji na istoj frekvenciji
Pobrinite se da na istoj frekvenciji ne radi i bežična oprema koja je u blizini prijemnika jer to može nepovoljno utjecati na rad i domet sustava.
Ekstremni izvori ometanja
Na radiosignale mogu utjecati elektromagnetska polja, stoga preporučujemo da zaštitite ili udaljite odašiljače i prijemnike od izvora ometanja. Ovdje govorimo o konverterima za frekvencije, inverterima, transformatorima, rasvjetnim stupovima i kućanskim aparatima poput mikrovalne pećnice
Antena
Postoje dvije osnovne vrste antena:
- prijemna antena koja prima energiju radiofrekvencije i pretvara je u izmjeničnu struju.
- odašiljačka antena koja prima izmjeničnu struju i pretvara je u radiofrekvencijsko polje.
U svojem najjednostavnijem obliku, antena je tanka žica koja je vodič. U anteni elektromagnetski valovi u vodičima proizvode izmjeničnu struju (pri prijemu) i obrnuto, izmjenična struja proizvodi (pri odašiljanju) elektromagnetske valove.
Duljina antene ovisi o željenom rasponu frekvencije. Za frekvenciju od 433 MHz antena je duljine 16,5 cm (mjereno od baze), a za 868 MHz antena je duga 8,2 cm (mjereno od baze) ili 13,5 cm (SMA). Načelno, ne postoji razlika između prijemne i odašiljačke antene. Duljina antene ne određuje domet daljinskog upravljača.
Dobar i neometan rad antene od ključne je važnosti za domet radiosignala. Korozija žice ili konektora, pucanje kabela ili neispravno postavljena antena imaju trenutni nepovoljni učinak na domet.
Postavljanje antene u kontrolne ormariće
Ako postavljate prijemnik u kontrolni ormarić, preporučujemo da antenu stavite s vanjske strane i spojite je pomoću produžnog kabela i spojnice za kabel. Metalna kontrolna kutija djeluje poput Faradayevog kaveza, što znači da signali ne prodiru u njega. Međutim, produžni kabel također u određenoj mjeri prigušuje signal. Zbog toga uvijek vrijedi pravilo: kabel treba biti dug koliko je potrebno, ali što je kraće moguće.
Postavljanje antene na čeličnu površinu
Ako ispod antene postoji čelična površina, to će poboljšati performanse antene. Ispitivanja su pokazala da za antenu postavljenu okomito na ploču, ploča djeluje kao površina koja reflektira radiovalove. Da bi ploča (vodljiva površina) ispravno funkcionirala, mora biti veličine najmanje jedne četvrtine valne duljine (mjereno od baze antene).
4. 433 MHz, 868 Mhz ili 2,4 GHz? Uskopojasni ili širokopojasni?
433 MHz naspram 868 MHz
Mnogo različitih uređaja radi na pojasu frekvencije od 433 MHz pa je ta frekvencija osjetljivija na ometanja od pojasa frekvencije od 868 MHz.
Što se tiče prijenosa signala s većom valnom duljinom, oni obično obuhvaćaju veću udaljenost i imaju bolju propusnost od signala s kraćim valnim duljinama. Više frekvencije rezultiraju kraćim valnim duljinama. Tehnički gledano, 433 MHz može obuhvatiti veću udaljenost od 868 MHz. Međutim, 433 MHz i 868 MHz mogu imati jednako odašiljati radiofrekvenciju (RF) jer postoje brojni drugi faktori koji određuju kakav će taj učinak biti.
U „otvorenom polju“ zapravo ne postoje razlike između frekvencijskog pojasa od 433 MHz naspram onoga od 868 MHz. Međutim, frekvencijski pojas od 433 MHz ima manje reflektiranja i ima bolju propusnost signala.
Pojas – uski naspram širokog
U radijskoj komunikaciji pojas označava raspon frekvencija (pojasnih) koje se rabe u spomenutom kanalu. Ovisno o veličini pojasa (u smislu kHz, MHz ili GHz) i nekih drugih obilježja, frekvencije mogu biti kategorizirane kao uskopojasne ili širokopojasne.
Širokopojasna komunikacija
Širokopojasna komunikacija treba – kao što joj naziv kaže – širi dio spektra. Postoje neke prednosti ili nedostatci. Širokopojasna komunikacija pruža veću pojasnu širinu, a stoga i bržu komunikaciju. Ta komunikacija omogućava isključivanje izvora buke sa sastavom uske frekvencije u spektru. Teže je odaslati i prepoznati širokopojasne signale jer je potreban visok omjer signala prema buci. Energija signala distribuira se preko širine spektra, što čini signal slabijim kako se širi (pod pretpostavkom određene razine jačine signala).
Uskopojasna komunikacija
Uskopojasna komunikacija funkcionira na uskoj pojasnoj širini. Takvi se signali često upotrebljavaju u sporijim oblicima komunikacije gdje se trebaju odaslati uglavnom glas ili spori podatci. Uskopojasni signali obično imaju mnogo širi raspon prijema zato što se mogu rabiti uži filtri i tako eliminirati neželjena širokopojasna buka. Prenesena energija ujedno se koncentrira na manji dio spektra. Uskopojasna tehnologija se rabi za dobru vezu na većim udaljenostima ili u uvjetima koji uzrokuju remećenje signala (npr. okruženje u kojem je velika prisutnost metala).
2,4 gigaherca
Svijet je pun opreme kojom se upravlja daljinski, a radi na 2,4 GHz. To se čini praktičnim jer 2,4 GHz možete upotrijebiti bilo gdje u svijetu. Štoviše, to je jedina besplatna radijska pojasna širina koju mogu rabiti sve zemlje svijeta. Međutim, postoji velik nedostatak te frekvencije; raspon je ograničen i veće je udaljenosti gotovo nemoguće ostvariti.
Ta je pojasna širina vrlo popularna i rabi se za mnoge (uglavnom neprofesionalne) primjene poput modeliranja za brodove, automobile, zrakoplove te dronove i WiFi rutere.
Tvrtka Tyro Remotes ne primjenjuje ovu pojasnu širinu jer stabilnost i domet signala ne mogu biti zajamčeni pod normalnim okolnostima.
LBT i AFA
Različiti uskopojasni sustavi rabe tehnologiju LBT/AFA (prema engl. „Listen Before Talk“ – „Slušaj prije nego što kažeš“, i „Adaptive Frequency Agility“ – „Agilnost prilagodljive frekvencije“). Pomoću ovih tehnika prvo provjeravamo je li kanal slobodan. Ako jest, uspostavlja se veza na tom kanalu. Ako nije slobodan, odabire se sljedeći kanal.
5. Testiranje i verifikacija
Svi naši sustavi razvijeni su kako bi imali optimalni domet u normalnim okolnostima.
Kako je opisano u ovom članku, postoji niz vanjskih utjecaja koji mogu imati učinak na taj domet, a učinak može biti i pozitivan i negativan. Stoga, u situacijama gdje je prisutno reflektiranje signala, zagušivanje ili vanjski izvori ometanja signala, preporučujemo da prvo testirate je li domet signala dovoljan za primjenu koju želite.