Sistemas de 2.4GHz

Os sistemas de rádio que operam em 2.4GHz utilizam formas diferentes de modulação. O mais comum é o DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum que consiste num transmissor e num receptor funcionando numa região fixa da banda de 2.4GHz. Esse é o sistema utilizado pela JR/Spektrum, Assan, Corona e outros. O outro sistema é o FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum cuja característica é a transmissão estar constantemente mudando de canal dentro da banda em breves intervalos de tempo. Atualmente apenas a Futaba e a Airtronics utilizam este sistema. Não é possivel afirmar categóricamente que um sistema e melhor do que o outro. Ambos tem as suas vantagem e desvantagens, entretanto poderíamos dizer que na teoria o sistema da Futaba seria melhor uma vez que além de ser FHSS também não deixa de ser DSSS porque por breves instantes a sua transmissão esta parada numa região da banda. Como funciona o DSSS O sistema DSSS, ou numa tradução livre “Espalhamento de Freqüência com Seqüência Direta”, “aloca” um canal dentro da banda de 2.4GHZ de forma aleatoria cada vez que o rádio é ligado. Bem diferente dos sistemas que operam em 72MHz onde o uso de um cristal determina de maneira precisa, exatamente o local (freqüência) dentro da banda onde o rádio estará transmitindo. Na verdade, no DSSS o canal pode aparecer e desaparecer tão rapidamente que tem-se a impreensão de que ele existe em vários lugares da banda ao mesmo tempo. Assim o rádio utiliza uma ampla gama de freqüências para enviar dados para o receptor, ao invés de um único canal de freqüência usado pelos rádios a cristal, daí o nome Espalhamento de Freqüência. Como os canais estão em constante movimento dentro da banda, outros sinais poderão aparecer sem que isso cause qualquer tipo de interferencia. No máximo haverá uma pequena dimiuição do sinal transmitido até o receptor. Na verdade, mesmo que a banda esteja completamente lotada com sinais de outros equipamentos e quase completamente bloqueada, assim mesmo uma pequena parte do sinal de seu transmissor vai passar alcançando o receptor. Não bastasse isso, ainda que outro transmissor DSS (ou mesmo vários outros) estiverem operando no mesmo canal, também é improvável que ocorra alguma interferência , porque o sinal do rádio também estará se deslocando dentro da banda numa seqüência e ritmo diferente também . Por isso na sigla DSSS as letras SS representam o Spread Spectrum e as duas primeiras letras representam Direct Sequence, ou seja, a ordem e a freqüência com que o canal se move dentro da banda. A ocorrencia de interferencias no sistema SS é muito remota uma vez qua qualquer sinal interferente teria que estar constantemente na mesma posição do canal que o rádio está transmitindo. Como vimos que esse posicionamento é aleatório essa possibilidade é nula. Como funciona o FHSS? A diferença entre o DSSS e o FHSS -Frequency Hopping Spread Spectrum basicamente é que o FHSS transmite “pulando” constantemente de canal em canal em toda a banda. Esse sistema, pelo menos teoricamente, tende a sofrer menos com o congestionamento da banda porque como a transmissão está sempre mudando de canal, o sistema está sempre transmitindo apenas nos canais que estão “livres” não importando se são muitos ou poucos uma vez que a velocidade com que a troca de canal é feita é muito rápida, da ordem de 2 milisegundos ( milésima parte de um segundo ). No sistema FHSS é ainda mais dificil acontecer interferencia devido a mudança constante do canal dentro da banda de forma aleatória. Isso torna esse sistema extremamente confiável para o uso em RC. Salvo na situação ocorrida com alguns rádios FASST da Futaba onde, por erro de fabricação, duas ou mais séries de rádios foram produzidas com a mesma sequencia, ou identidade. Quando dois destes rádios entravam em operação lógicamente um interferia no outro, justamente porque "sabia" exatamente aonde os canais iriam aparecer dentro da banda!!! Os rádios que utilizam o sistema FHSS atualmente são apenas os Futaba FASST e os modelos de 2.4GHz da Airtronics. Maior proteção contra interferências Além das formas inteligentes que os sistemas Spread Spectrum dispões para reduzir drasticamente o efeito das interferências, os fabricantes mais renomados ainda implementam outras formas de tornar as transmissões ainda mais confiáveis. O sistema FASST da Futaba ( FHSS ) teoricamente é o mais eficiente para evitar interferência, conforme já foi explicado acima, devido a sua própria caracteristica e a JR/Spektrum encontrou outra forma de otimizar o seu sistema ( DSSS ), a qual consiste em transmitir não apenas um mas dois canais simultaneamente. Dessa forma se um dos canais sofrer interferencia a transmissão continuará a ser feita pelo outro sem nenhuma interrupção. Assim os maiores fabricantes de RC, conscientes de que os seus rádios poderão controlar modelos de grandes dimensões, caros e potencialmente perigosos, procuram de todas as maneiras oferecer sistemas confiáveis e sólidos Aqui podemos entender porque existem sistemas de 2.4GHz tão baratos e outros tão caros. Sistemas redundantes. Mesmo com todos os cuidados relacionados acima, ainda é possível minimizar os riscos de panes nos links de 2.4GHz trabalhando em cima de outra importante caracteristica da transmissão na banda dos 2.4GHz. Trata-se da maneira como os sinais de rádio se comportam quando são transmitidos pela antena do radio. Em freqüências muito elevadas como a de 2.4GHz, a onda de rádio se desloca no ar de forma muito parecida com um feixe de luz. Quando trabalhamos na banda dos 72MHz, embora essa freqüência também possa ser considerada elevada, o sinal emitido pela antena do rádio ainda consegue ultrapassar obstáculos como árvores e paredes sem sofrer muita absorção ou reflexão chegando ao receptor de forma satisfatória e fazendo o sistema funcionar normalmente. Na banda de 2.4GHz as coisas ficam mais complicadas porque as ondas de rádio sendo mais “diretas”, agem como se fossem o facho de uma lanterna, e podem ser absorvidas e ou refletidas por objetos sólidos dentro do seu raio de ação, tais como árvores, construções, automóveis e outros objetos que compõe o ambiente. Esta caracteristica fará com que um avião que está sendo controlado com um rádio de 2.4GHz, ao passar atrás de uma árvore, provavelmente o sinal de comando recebido pelo receptor sofrerá uma queda brusca, devido ao bloqueio, ou "sombra" que a árvore oferecerá ao sinal do rádio. Algo semelhante com um eclipse. De forma semelhante se o avião passar próximo a uma construção ou a um objeto de dimensões avantajadas, parte do sinal do rádio que bate nesse objeto será refletido até o avião, chegando na antena do receptor juntamente com os sinais que vem direto do rádio. Esses sinais refletidos são conhecidos como “multi pathing” – ou caminho múltiplo – e provocarão no receptor uma “confusão”, uma vez que estarão defasados dos sinais diretos emitidos pelo radio. Conseqüentemente o receptor não conseguirá extrair os sinais de comando e o avião perderá o controle. Para minimizar estas situações, os fabricantes projetam receptores com sistemas “redundantes”, seja através da colocação de mais de uma antena, ou utilizando dois ou mais receptores interligados. Ao montar antenas ou receptores em lugares diferentes (mesmo que apenas uma ou duas polegadas de distância), pode-se assumir que uma ou outra será capaz de obter um sinal claro. A JR / Spektrum utiliza dois ou mais receptores e ainda equipa cada um deles com duas antena. Esse arranjo garante que dificilmente o avião perderá o sinal do rádio seja qual for a situação de vôo que se encontrar. Já a Futaba no seu sistema FASST. que já é bem seguro, usa apenas duas antenas montadas nos receptores como forma de melhorar a recepção. Teoricamente esta não é uma opção tão boa quanto a da JR Spektrum mas na prática funciona bem.