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2,4 GHz: IL FUTURO E' GIA' PRESENTE

La tecnologia dei 2,4 GHz applicata ai radiocomandi modellistici assieme alle batterie Lipo rappresentano senza ombra di dubbio le novità più salienti degli ultimi 20 anni  e che stanno cambiando in modo radicale il modellismo anche se la nuova generazione di radiocomandi sta creando, soprattutto tra i modellisti più esperti, disorientamento e una certa diffidenza,. Ma, si sa,  le novità  spesso generano, dubbi, perplessità e diffidenza.

Con questo articolo cercheremo di affrontare, se possibile, chiarire gli innumerevoli  interrogativi al riguardo cercando di spiegare in parole comprensibili a tutti come funzionano le nuove radio a 2,4GHz.

Iniziamo da alcuni accenni storici.

Consultando qualsiasi enciclopedia, anche ON LINE  scopriremo  che la tecnologia FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dalla quale derivano tutte le reti WI FI dei nostri computer e anche gli attuali RADIOCOMANDI 2,4GHz  non è poi così nuova visto che è stata ideata durante la 2^ guerra mondiale ad opera di un’attrice austriaca, di nome Hedy Lammar rifugiata ad Holywood per sfuggire dal marito, fabbricante e fornitore di armi del 3° reich. La Signora Lammar era ossessionata dall’idea che le comunicazioni radio potessero essere intercettate e con l’intento di aiutare le forze alleate anglo-americane si dedicò allo studio di un nuovo sistema di emissione-ricezione dei segnali radio brevettando alla fine il sistema di trasmissione FHSS . Il sistema di trasmissione così concepito aveva appunto lo scopo di evitare l’intercettazione delle trasmissioni radio alleate da parte delle forze tedesche. All’epoca il progetto e l’idea furono ignorate e non vennero pertanto utilizzate. Il sistema concepito venne “riscoperto”  molti anni dopo con l’avvento dell’era informatica e  diventò il cuore della tecnologia WI FI e BLUETOOTH  e, successivamente è stata applicata ai radiocomandi industriali ed infine modellistici.

Il principio su cui si basa la trasmissione FHSS è di estrema semplicità e si basa sull’idea elementare che cambiando continuamente frequenza durante la trasmissione diverrà estremamente difficile intercettare la trasmissione. Al pari risulterà più difficile, quasi impossibile, essere colpiti da interferenze. Partendo da questo semplice principio si è giunti alla realizzazione di un trasmettitore che durante l’emissione del segnale radio cambia continuamente di frequenza seguendo un codice “pseudo-casuale”. Si passerà così dal canale 1 al canale 79, da quest’ultimo al canale 50 e così via.
 

Per ricevere correttamente la trasmissione è necessario conoscere la sequenza esatta dei salti di frequenza (codice di trasmissione) e disporre di un ricevitore che riproduca gli stessi salti di frequenza seguendo quella del trasmettitore ossia il codice dell’apparato ricevente deve coincidere con il codice di trasmissione in caso contrario otterremo solo dei frammenti di segnali sparsi senza privi di significato.

I principali vantaggi offerti da questo sistema sono pertanto essenzialmente due:

  1. un elevato grado di riservatezza della trasmissione;
  2. una quasi assoluta immunità ai disturbi e ad eventuali interferenze.

Scendendo nel dettaglio dei nostri radiocomandi  si scopre che sono stati sin qui adottate due diverse soluzioni che per la verità altro non sono che due facce della stessa medaglia o, meglio, due diverse interpretazioni della tecnologia originale. Stiamo parlando dei sistemi: FASST e DSST

Il sistema FASST è stato adottato dalla FUTABA, come evidenziato dal loro sito, già da oltre15 anni nei radiocomandi industriali di loro produzione ed è pertanto facile pensare che l’affidabilità sia stata ampiamente testata. Un aeromodello però cambia continuamente posizione, la distanza oltre ad essere spesso superiore non è costante e la ricezione, come vedremo, diventa più difficile presentando delle problematiche che su una gru, sempre fissa nel medesimo punto, non esistono.

Differenze tra DSSS e FASST

La differenza tra i due sistemi risiede nel modo con il quale viene commutata la frequenza di trasmissione. Nel sistema DSSS (Direct Sequenze Spread Spektrum) ora già alla seconda generazione, denominato DSM2, utilizzato da SPEKTRUM e JR la trasmissione avviene su  due canali  fissi  liberi che il sistema seleziona con una scansione eseguita automaticamente all'accensione del trasmettitore rimanendo su queste frequenze indefinitamente salvo commutare su un altro canale in presenza di un’ interferenza. Il salto ad un nuovo canale avviene in modo casuale e la sequenza di commutazione è diverso da radio a radio.   Il sistema FASST invece commuta il canale d’emissione in continuazione e quindi la frequenza ogni 2 millisecondi a prescindere che esista o meno un’interferenza. Anche in questo sistema il cambiamento di frequenza avviene in maniera pseudocasuale seguendo un codice prestabilito che stabilisce la sequenza con la quale il cambiamento di canale avviene. Il ricevitore sarà a sua volta agganciato al codice del TX. In questo modo il ricevitore segue i cambiamenti di frequenza con la stessa sequenza del trasmettitore assicurando così una perfetta “lettura” dell’informazione che nel nostro caso si tradurrà nel movimento dei servocomandi che agiscono sulle superfici di comando del nostro modello. Sia nella soluzione SPEKTRUM sia in quella FASST ad ogni apparato viene assegnato al momento della produzione un codice diverso evitando così ogni pericolo d’interferenza. Questo codice stabilisce la sequenza della commutazione e avremo pertanto un apparato che salterà dal canale 1 al 79 poi dal 79 al 25 e così via, una altro radiocomando salterà dal 2 a 55, dal 55 al 12 ecc.. evitando così ogni sovrapposizione e quindi ogni interferenza.


La scelta della frequenza d’emissione pari a 2,4 GHz è resa necessaria dal fatto che  per far sì che il tutto funzioni correttamente e per un numero illimitato di apparati è necessario disporre di un numero di frequenze (canali) il più alto possibile. Le bande tradizionali 40-35 Mhz  dispongono di un numero di canali limitato. Immaginatevi un corso d’acqua, quale un fiume, utilizzato per l’irrigazione diviso in canali. Potete associare il fiume alla banda di frequenza e i canali appunto ai canali radio. Ora più largo è il fiume, ossia più alta è la frequenza, maggiore sarà il numero di canali disponibili e pertanto maggiore saranno le combinazioni di frequenza e, quindi i codici, disponibili per neutralizzare ogni interferenza.Sin qui tutto facile e meraviglioso. La frequenza 2,4GHz però presenta una certa direzionalità della propagazione rendendo talvolta problematica la ricezione su un aeromodello dove l’omnidirezioanilità del segnale è una necessità. Per risolvere questo problema sono state scelte due strade distinte: una, la più semplice, utilizzata da Futaba e da alcuni costruttori cinesi è stata l’introduzione di una seconda antenna sulla ricevente associata ad un opportuno circuito d’ingresso assicurando così la ricezione da ogni punto. JR e SPEKTRUM hanno invece preferito introdurre un sistema più complesso con l’inserimento di un’unità di ricezione “satellite”. Le due unità di ricezione lavorano su due canali, (quelli selezionati all’inizio) e ognuna di esse sono dotate due antenne distinte portando a 4 il numero totale delle antenne.


Moderno ricevitore 2,4 GHz 14 canali

Immagino che giunti a questo punto il quesito che molti si pongono sia: le radio su i 2,4 GHz sono affidabili?  Bene, da un punto di vista tecnico, per gli apparati esaminati dalla nostra ricerca,   certamente lo sono e anzi costituiscono un notevole balzo in avanti verso una sicurezza "totale". Non vogliamo esprimere alcuna considerazione al riguardo di prodotti cinesi su i quali non abbiamo effettuato alcuna verifica e non conosciamoil tipo di scelte tecniche utilizzate. Per puro dato statistico riportiamo che ai recenti Campionati Europei di F3A svoltisi a Brescia lo scorso Settembre su 69 piloti presenti 38  preferivano radio a 2,4GHz. con prevalenza di  Futaba e JR, così pure ai campionati mondiali di F3J in Turchia dove la maggioranza dei piloti ha volato con i 2,4 GHz e nessuno, in entrambi i campionati, ha accusato il minimo problema radio. Negli Stati Uniti la nuova generazione di radio si sta rapidamente diffondendo come confermatomi anche dal presidente di un club della città di Denver, Colorado, personalmente incontrato durante un viaggio effettuato l'estate scorsa. Si sà gli USA rappresentano statisticamente il bacino di utenza più vasto e pertanto statisticamente rilevante al fine di appurare l'affidabilità sul campo delle radio in 2,4 GHz. In ogni caso la nuova tecnologia pur rappresentando un notevole passo avanti non può essere considerata infallibile visto che purtroppo la perfezione non è di questo mondo e perciò e sempre più che mai necessario che tutti noi  rispettiamo le elementari regoli di sicurezza che il buon senso deve imporci. Buoni voli a tutti.   

                                                                       MARIO CUMAN
 


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