Protocoles RC - Tx / RX

Protocoles RC - Tx / RX

Lorsqu'il s'agit de protocoles de récepteur radio (RX) et d'émetteur (TX), des acronymes confus sont souvent utilisés: PWM, PPM, SBUS, DSMX, etc...
Dans cet article, nous expliquerons les différences entre ces types de signaux.

Que sont les protocoles TX et les protocoles RX ?

Ces protocoles radio peuvent être déroutants pour les débutants. Nous tenterons d'expliquer les bases et les différences de ces protocoles de communication radio. Nous examinerons également certaines technologies et verrons comment cela rend les vols plus fiables et plus sûrs.

Ces protocoles de communication radio utilisés dans les drones, quadricoptères avions / ailes et autres multirotors radiocommandés peuvent être divisés en deux groupes :

  • Protocoles RX (communication entre RX et FC)
  • Protocoles TX (communication entre TX et RX)

Certains protocoles RX sont universels pour différentes marques d'équipements RF, mais d'autres peuvent être exclusifs à certaines marques. Certains d'entre eux incluent les suivants :

  • PWM (universel)
  • PPM (universel)
  • PCM (universel)
  • SBUS (Futaba, Frsky)
  • IBUS (Flysky)
  • XBUS (JR)
  • MSP (Multiwii)
  • SUMD (Graupner)
  • SUMH (Graupner)
  • CRSF - Crossfire (TBS)
  • FPort (Frsky)
  • SPI_RX (universel) - Plus de détails dans cet article

Alors que les protocoles TX sont pour la plupart différents entre les marques. Certaines marques peuvent proposer plusieurs protocoles différents selon le récepteur radio d'appariement. Certains d'entre eux comprennent :

  • D8 (Frsky)
  • D16 (Frsky)
  • LR12 (Frsky)
  • DSM (Spektrum)
  • DSM2 (Spektrum)
  • DSMX (Spektrum)
  • AFHDS (Flysky)
  • AFHDS 2A (Flysky)
  • A-FHSS (Hitec)
  • FASST (Futaba)
  • Hi-Sky (Déviation)

PWM - Modulation de largeur d'impulsion

C'est le protocole de contrôle radio le plus commun et le plus élémentaire. A l'époque où il n'y avait que des avions à ailes fixes RC, les récepteurs servaient à contrôler les servos ou l'ESC directement avec un signal PWM standard, un canal pour chaque servo. Jusqu'à aujourd'hui, la même technologie est encore utilisée dans de nombreux modèles.

Les multirotors nécessitent au moins 4 à 5 canaux (parfois même plus) et vous verrez le même nombre de dérivations d'asservissement connectées entre le récepteur et le contrôleur de vol.

Connexion de contrôleur de vol PWM (Extrait Google images)

PWM signifie modulation de largeur d'impulsion. C’est un signal analogique où la durée de l’impulsion spécifie la sortie du servo ou la position du papillon. La durée de l'impulsion du signal varie normalement entre 1000 µs et 2000 µs (microsecondes), 1000 µs étant le minimum et 2 000 µs le maximum.

Le récepteur radio PWM est l’option la plus courante et généralement la moins chère. Cependant, à cause du câblage compliqué, les amateurs préfèrent maintenant le PPM ou le SBUS au PWM.

PPM - Modulation de position d'impulsion

PPM est également connu comme CPPM ou PPMSUM. L'avantage du PPM est qu'un seul fil de signal est nécessaire pour plusieurs canaux (généralement 8 canaux maximum), au lieu d'un certain nombre de fils individuels. Vous ne devez donc connecter que le câble de terre, d’alimentation et de signal.

Connexion à un fil PPM (Extrait Google images)

Un signal PPM où, fondamentalement, une série de signaux PWM qui sont envoyés l'un après l'autre sur le même fil, mais le signal est modulé différemment.

Le PPM est ce qu’on appelle «le signal analogique dans le domaine temporel» (même s’il peut parfois être un peu controversé), les canaux sont envoyés les uns après les autres et non au même moment. Par conséquent, elle n’est pas aussi précise que les communications série, mais elle est plus largement disponible et supportée par de nombreux contrôleurs de vol.

PCM - Modulation par code d'impulsion

PCM signifie modulation par impulsions codées, il s’agit d’un type de données similaire à PPM. Cependant, le signal PCM est un signal numérique (avec des uns et des zéros) tandis que le signal PPM est analogique, c'est-à-dire la durée pendant laquelle le signal est activé. PCM a le potentiel de détecter les erreurs de signal, voire de corriger les erreurs, mais cela dépend toujours du produit que vous achetez.

Le PCM est plus fiable et moins sujet aux interférences, mais une conversion supplémentaire est nécessaire pour que l'équipement ait tendance à être plus coûteux.

Protocoles série

Serial Receiver est un protocole numérique sans perte qui utilise seulement 3 fils (signal, alimentation, terre) pour plusieurs canaux. Comme son nom l'indique, ce type de récepteur nécessite un port série sur le contrôleur de vol. Cela inclut SBUS, XBUS, MSP, IBUS et SUMD.

  • SBUS (S.BUS, BUS série)

SBUS est un type de protocole de communication série, utilisé par Futaba et FrSky. Il prend en charge jusqu'à 18 canaux en utilisant un seul câble de signal.

SBUS est un signal de communication UART inversé. De nombreux contrôleurs de vol peuvent lire une entrée UART, mais ne peuvent pas accepter l'inversion (telle que la Naze32 Rev5) et une inversion est requise. Cependant, les FC F3 et certains FC tels que Pixhawks ont un inverseur de signal dédié intégré à cet effet.

  • CRSF (Crossfire)

CRSF est un nouveau protocole développé par le SCT. Il est similaire à SBUS ou à d’autres protocoles de réception numérique à FC. Les principaux avantages incluent des vitesses de mise à jour plus rapides et des capacités de communication bidirectionnelles, permettant à des éléments tels que la télémétrie d'être injectés dans le flux de communication sans qu'aucun port supplémentaire ne soit nécessaire. Cela vous permet d’accorder votre FC via votre radio et d’effectuer une télémétrie simple sur votre télécommande via la liaison radio Crossfire.

  • IBUS - par Flysky

IBUS est le nouveau protocole série Flysky. C’est une communication bidirectionnelle qui permet d’envoyer et de recevoir des données : un port pour la sortie de données asservies et un port pour les capteurs.

  • XBUS - Par JR

XBUS est utilisé par JR, qui prend en charge jusqu'à 14 canaux dans un fil de signal. L'un des avantages est le petit délai entre chaque canal.

  • MSP (protocole série multiwii)

Protocole créé dans le cadre du logiciel multiwii. En gros, cela vous permet d'utiliser les commandes MSP comme entrée RC et prend en charge 8 canaux dans un câble de signal.

  • Graupner Hott SUMD

Le Graupner SUMD est un protocole série comme Speksat et SBUS. Les canaux sont codés dans un seul signal numérique et ne présentent aucune latence notable. Les avantages de SUMD sont :

  • Par rapport à SBUS, SUMD n’a pas besoin de convertisseur de signal
  • Par rapport à PPM, SUMD a une meilleure résolution et aucune gigue alors que PPM ne compte que 250 étapes et toujours une gigue de 4 ms
  • Graupner SumH

SUMH est un protocole de Graupner hérité. Graupner a publié une mise à jour du micrologiciel pour de nombreux destinataires, leur permettant d'utiliser à la place SUMD.

  • FPort

FPort est un nouveau protocole RX développé par les développeurs Frsky et Betaflight. Il combine le signal de commande et les données de télémétrie en un seul fil, ce qui le rend plus compact et facile à gérer.

Il n’est pas inversé comme SBUS et Smart Port, il est donc compatible avec F4 sans inverseurs matériels.

Quel protocole récepteur dois-je utiliser ?

Tout d’abord, cela dépend de votre émetteur radio. Personnellement, je préférerais le PPM ou le SBUS pour le multicoptère en général à cause du câblage simple. Cependant, pour les courses de drones et le style libre, j’aurais choisi SBUS en raison de son retard minime.

  • Protocoles TX de Spektrum : DSM2 et DSMX

«Spektrum» est souvent mentionné dans les sujets liés à la radio, qui est essentiellement une marque de télécommandée spécialisée dans la radio. Jusqu'ici, nous avons discuté ci-dessus des protocoles RX à FC, mais DSM2 / DSMX sont des protocoles entre TX et RX (protocole radio) utilisés par les équipements Spektrum.

Les protocoles RX vers FC (équivalents SBUS) de Spektrum DSM2 s’appellent SPEKTRUM1024, tandis que pour DSMX, il s’appelle SPEKTRUM2048.

Spektrum DSM2 et DSMX

Le signal DSM2 est plus résistant au bruit, aux interférences et aux autres émetteurs émettant sur la même fréquence. Il trouve également une fréquence de secours au démarrage en cas de défaillance de la fréquence principale. Cela réduit considérablement les risques de perte de signal. Toutefois, si les deux canaux deviennent inutilisables, vous risquez de perdre la connexion.

DSMX était basé sur DSM2 et à été amélioré par rapport à DSM2, qui utilise également le même schéma précédent. La différence est que le signal DSMX est capable de basculer sur un nouveau canal de fréquence en cas de coupure dans quelques millisecondes. En théorie, vous ne remarqueriez donc pas le problème.

DSM2 est toujours une technologie populaire. Si vous êtes à l’écart des sources d’interférences radio (WiFi, micro-ondes et caméras de sécurité sans fil, par exemple), il devrait fonctionner aussi bien que DSMX. Mais DSMX est juste plus fiable.

Spektrum Satellite

Un satellite Spektrum est un circuit récepteur et antenne supplémentaire qui est généralement connecté au récepteur «principal» pour améliorer la fiabilité de la liaison en offrant une réception en diversité.

  • Protocoles TX de Frsky

Dépend des modules et récepteurs Frsky RF, un protocole TX différent est requis.

D16 : pour les récepteurs de la série X, par ex. X4R-SB, XSR, X8R

D8 : pour les récepteurs des séries D et V, par ex. D4R-II, D8R-II +, V8FR-II, VD5M, etc.

LR12 : pour le récepteur longue portée L9R

TX et RX Latency

Dans un système de contrôle radio, la latence se produit à plusieurs endroits. Il y a du temps de latence entre vos sticks et le module RF du TX (avant qu’il ne soit transmis par voie aérienne). De plus, il y a une latence entre le récepteur et votre contrôleur de vol.

Voici des résultats :

  • Flysky i6X - 13.7ms
  • Turnigy Evolution - 14.6ms
  • Crossfire (sur X10) - 19.5ms
  • Frsky Horus X10 - 31.5ms
  • Frsky QX7 - 36.3ms
  • Spektrum DX6i - 41.5ms

Bien sûr, la latence la plus basse est meilleure, mais je ne pense pas que ce soit la seule raison pour choisir une radio. Vous devez également prendre en compte la fiabilité de la connexion, les fonctionnalités de la radio, etc... Mais vraiment, une latence supplémentaire de 15 ms peut-elle affecter le vol d’une personne ? Peut-être peut-être pas.

De plus, il y a des spéculations selon lesquelles la latence du système radio Flysky augmente en fait avec la portée, tandis que celle de Frsky est plus cohérente.

Conclusion : quel protocole dois-je utiliser ?

Sans surprise, il n’y a vraiment pas de bonne réponse. Nous allons donc donner quelques cas d’utilisation différents où chacun est particulièrement efficace.

Le PWM a tendance à être le plus simple à configurer, car il ne nécessite pas de contrôleur de vol pour communiquer avec des composants électroniques individuels. Ainsi, vous pouvez brancher un contrôleur de vitesse ou un servo directement sur le récepteur et cela fonctionnera parfaitement. Cela fonctionnera particulièrement bien lorsque vous piloterez un avion à voilure fixe, où vous ne voudrez peut-être pas avoir un contrôleur de vol à bord.

Ensuite, le protocole PPM, même s’il est un peu plus lent, reste très rapide et constitue une connexion RC très fiable. Nous ne le choisirions pas pour les quads de course, mais pour les plus grands appareils de photographie ou les ailes fixes, cela fonctionne parfaitement et le retard est presque imperceptible.

Enfin, le SBUS, en raison de son temps de réponse et de sa vitesse, a tendance à convenir aux meilleurs quad de course, où chaque pouce et chaque fraction de seconde comptent.

Nous espérons que cela aidera à clarifier les différences et les avantages de chaque protocole !

Tous les commentaires

  1. bodobob

    Hallo, Danke, der Beitrag hat mir das die Bus- Systeme verständlicher gemacht. ;) Und wie schließe ich nun (z.B. an i-Bus Flysky Empfänger) in der Praxis Servos und Regler etc. an die Bus- Empfänger an. Brauche ich besondere Servos, Regler, Kabel etc.? Bei meiner Flysky hören die Anleitungen etwa bei "...kann auch I-bus genutzt werden..." auf. Grüße bodobob

  2. bodobob

    Hallo, Danke, der Beitrag hat mir das die Bus- Systeme verständlicher gemacht. ;) Und wie schließe ich nun (z.B. an i-Bus Flysky Empfänger) in der Praxis Servos und Regler etc. an die Bus- Empfänger an. Brauche ich besondere Servos, Regler, Kabel etc.?

Laisser une réponse