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dknbFPVとドローン

ふとしたことからドローン(マルチコプター)とかFPVにハマってしまい、備忘録としてテキトーに書いていこうと思う

RCプロトコル(PWM,PPM,PCM,SBUS)の違いについて

今回はFCと受信機を繋ぐ電波プロトコルの違いについて調べて学んだことについて

 

Futaba R7003SB BiDirectional 2.4GHz FASSTest Rx SBus 2 Receiver

 

PWM(Pulse Width Modulation)

  • パルス幅変調といい、RCの世界で古くから使われてきた方式。
  • CH毎に一本のワイヤーで接続しなければならないので、CH数が増えるごとにワイヤーの本数も増えるので煩雑になりやすい。
  • アナログ信号
  • ESCに使われるPWMの説明はこちらを参照 → https://acuvance.co.jp/faq/esc/brush/index.html

 

PPM(Pulse Position Modulation)

  • パルス位置変調
  • プロポの操作量をPPM変調により、パルスの長さというアナログ値で電波にのせる方式
  • PCM方式に比べて妨害電波に弱い

 

PCM(Pulse Code Modulation)

  • パルス符号変調
  • プロポの操作量をPCM変調により、数値=デジタル値に変換した信号を電波にのせる方式
  • ノイズや妨害電波に強く、信頼性が高いので空物ラジコンと相性が良い
  • 電波状況が悪い時に、受信機側が電波が来てないことを判定できるので、フェイルセーフ機能が搭載できる

 

Serial

  • シリアル受信機。デジタルロスレスプロトコル
  • S.BUS(Futaba,FrSky)、XBUS(JR)、MSP(multiwii)、IBUS(Flsky)、SUMD(Graupner Hott)などが含まれる
  • SBUSはケーブル1本で18チャンネルまでサポートできる。ドローンに関していえば、海外ではFrSkyの利用が多くSBUS方式をサポートした製品が多い

 

PPMとSBUSの違い

  • 利用するFCや受信機、そしてそれぞれのファームウェアによって異なるが、それぞれの受信機が電波を受け取ってからFCに伝わって、操作に影響が出るまでに、数ミリ秒~50ミリ秒の遅延が発生するようである。
  • 基本的にはアナログよりデジタル値の方が遅延は少ないので、(恐らく?)PPMは不利のようである
  • 受信機は商品によってlatencyの説明書きがある。ここで遅延時間を調べられる。

 

 

遅延に関して言えば、仮に10mSの遅延があったとする。

ドローンが時速50キロで飛んでいた場合、距離にすると約13.9cmの違いが出る。時速が早ければ早いほど、組んでいる機体パーツの性能差によっては、もっと大きな遅延の影響が出るのである。

遠隔操作しているので遅延を少なくするに越したことは無いが、実際に操縦した時にどれだけ遅延の影響を感じるのかは興味深い。

 

自分はまだレース機を飛ばした事が無いので分からないが、PCでのシミュレーターは限りなく遅延が少ない(もしくは無い?)のだろうから、こういうところで実機との差が出てくるのであろう。

なんとも面白い世界だ(笑