Equipos de Radios de Espectro Ensanchado

Al mencionar Radios de Espectro Ensanchado,me refiero a las muy novedosas que operan en la banda de 2.4 ghz diseñadas para utilizarse en el aeromodelismo,con un nuevo concepto tecnológico que hace imposible que dos equipos de radio puedan interferirse. Para casi todos los pilotos de Radio Control,el sistema operativo de radio es una especie de "caja negra mágica". La mayoría de las veces el entendimiento puede ser crítico.

Usted no necesita saber qué hay debajo del capot de su automóvil para poder manejarlo. Sin embargo,entender el funcionamiento del sistema de enfriamiento del motor,es la clave para predecir las consecuencias de una correa de ventilador rota,o un mal funcionamiento del bulbo de temperatura que actúa sobre el electro-ventilador. De igual modo,para describir de una manera inteligible los equipos de R/C de Espectro Ensanchado,es necesario realizar una descripción básica de los actuales equipos de radio,puesto que el cambio tecnológico así lo merece.

Los sistemas de radio AM (amplitud Modulada) y FM (frecuencia Modulada) para modelismo utilizan un sistema de transmisión analógico,en el cual la información a transmitir (posición de los servos) modula o da forma a una señal denominada Portadora,que opera en una frecuencia perteneciente a una banda determinada,siendo la más usada en los últimos años la banda de 72 Mhz. Esta banda contiene cierta cantidad de frecuencias o canales "autorizados" ,con el objeto de posibilitar que dos o más emisoras del mismo tipo funcionen en forma simultánea.

La frecuencia o canal de uso lo determina el "cristal" de nuestra radio,que en el caso del aeromodelismo comprende desde el canal Nº 11 al canal Nº 90. Similar ejemplo son las emisoras de radio AM o FM,las cuales transmiten cada una en frecuencias diferentes compartiendo el espacio disponible (88 a 108 Mhz) ,siendo posible que todas estén en el aire simultaneamente con diferentes información o contenido.

Cuando hablamos de PPM (Pulse Phase Modulation) y PCM (Pulse Code Modulation),estamos definiendo la manera en la cual la información a transmitir o posición de los servos es codificada en una señal eléctrica. El PPM es en relación al PCM como el disco de pasta es el CD,no siendo necesario ahondar en mayores detalles,sino enfatizar que el primero es analógico y el segundo es digital,siendo todo lo análogo transparente o susceptible a ser interferido o deformado por cualquier señal externa,produciendo una pérdida de información irrecuperable.

Sintetizando,los movimientos para los servos son generados en los sticks de nuestra radio,lo cual genera una señal eléctrica que se codifica por PPM (analógico),o bien por PCM (digital). Esta señal,para poder ser transmitida en forma inalámbrica (ejemplo anterior de las emisoras FM) ,debe ser transformada en otra señal,la cual puede ser AM o FM (ambos análogos). Esta señal de AM o FM debe poder ser diferenciada de otra similar para no ser interferida,por lo que es necesario que existan los diferentes canales,lo cual no es más que frecuencias portadoras distanciadas unas de otras por una porción de la banda. Por ejemplo,el canal Nº 21 corresponde a 72.210 Mhz,y el canal Nº 22 a 72.230 Mhz.

Luego de esta necesaria perorata académica,podemos darnos cuenta de la cantidad de factores que en entran en juego en los sistemas de R/C a la hora de bloquear señales interferentes,ya sea de otros equipos R/C vecinos o de cualquier otra fuente,comenzando por la potencia de salida de nuestras radios (mínimo 0,75 Watts..... ¿alguien las midió?),como así también podemos ser concientes de la distorsión que pueden sufrir durante su transmisión,y la capacidad de los receptores de discernir entre las señales deseadas .

"Espectro Ensanchado"

Los sistemas de Espectro Ensanchado usan una tecnología de codificación de las señales (para los servos y posterior modulación para transmisión) con formato 100 % digital,lo cual hace virtualmente imposible que exista una interferencia. Además utilizan un sistema de apareamiento entre el transmisor y receptor,que fuerza a este último solo a "escuchar" a su transmisor asociado.

Cabe destacar que cualquier sistema de transmisión de datos digitales,posee corrección de errores a través de un "diálogo entre transmisor y receptor",o sea que si existe algún problema con los datos,estos se reenvían automaticamente en milésimas de segundos,por lo cual es posible aseverar que no puede existir ningún tipo de "perdida de información" en el proceso de transmisión inalámbrica.

La técnica del ensanchamiento de espectro es una estándar internacional,usado también para las bien conocidas redes inalámbricas o Wi-Fi,la cual permite que cientos de receptores coexistan en un mismo entorno sin que se interfieran unos a otros,ni tampoco puedan ser interferidos por señales indeseables. La frecuencia de uso para este sistema es de 2.400 Mhz (2,4 Ghz),lugar del espectro bastante limpio y protegido legalmente,lo que otorga una ventaja significativa. Nótese que separado está de nuestros actuales equipos R/C que operan en 72 Mhz.

Veamos ahora en forma básica el funcionamiento de la técnica de Espectro Ensanchado,para el caso de los equipos R/C:

1)_ Los movimientos de sticks generan las señales eléctricas.

2)_ Estas señales son pasadas a formato digital con una resolución determinada. Por ejemplo la mayor resolución en la actualidad es 2048,denominada "G3" en Futaba y la estándar en PCM 1024. Para ejemplificar las ventajas de 1024 a 2048,un tema musical se pasa de análogo a digital (Mp3) con una resolución mínima de 128 Kbps,con lo cual lo escuchamos bien a pesar de la pérdida de información de dicha resolución,pero si lo hacemos en 320 Kbps,casi no hay perdida de información y la señal recuperada es casi idéntica a la original.

3)_ El sistema imprime un código ID propio de cada radio,a los datos del punto anterior.

4)_ El sistema los transmite usando la técnica de modulación digital de Espectro Ensanchado,en un canal o frecuencia portadora que cambia cada 2 milisegundos entre 30 canales posibles.

5)_ El receptor solo "escucha" las señales con el código o ID (que aprendió la primera vez que se encendió la radio),y cambia de canal al mismo ritmo que lo hace el transmisor,es decir,que no está trabajando en forma permamente en una frecuencia determinada.

"Definiciones"

Código ID: Cada equipo de radio posee un único de fábrica y existen más de 13 millones de combinaciones posibles (¿alcanzará?). Es similar al IMEI de los teléfonos celulares,lo cual permite una identificación única en todo el mundo y diferencia un celular de otro en la red de telefonía celular.

30 Canales Posibles: Son innatos de la tecnología y nada tiene que ver con los canales elegidos por el usuario mediante los cristales.

Receptor: El mismo aprende el ID o código único de nuestro equipo de radio. Es posible usar el receptor con otro equipo de radio borrando el ID aprendido,al presionar a voluntad un botón interno.

2 Milisegundos: La robustez de la técnica posibilita la transmisión y recepción en "tiempo real",dejando de lado cualquier retardo de tiempo,o sea,que cada movimiento de sticks nos devolverá un movimiento de servo en forma literalmente instantánea.

Sobre los receptores es necesario destacar la técnica que usa el Espectro Ensanchado para recibir la señal,la cual es muy novedosa y conveniente,además de su bajo peso (algo más de 7 gramos) y reducido tamaño. Las antenas de estos receptores deben ubicarse en el avión a 90º una respecto a la otra. La técnica del receptor se denomina "Diversidad de Antena Dual",mediante la cual el receptor usará la antena que mayor nivel de señal tenga en cada instante.

Esto último es muy importante y está relacionado con el planeo de propagación de las señales provenientes del transmisor,relativo a la posición del avión.

Artículo cedido gentilmente por la revista EL AEROMODELISTA (Nº 94,escrito por Ing. Luis Kaen.)