PWM – PPM – PCM und andere.

Beim Lesen der Technischen Daten und Gebrauchsanleitungen von Fernsteuerungen, Servos, Reglern und ganz besonders von Flybarless Systemen und Flightcontrollern für Multicopter stößt man immer wieder auf Abkürzungen die sich auf Protokolle der Übertragung über die Funkstrecke bzw. die Servos beziehen. Eineige der wichtigsten sollen in diesem Artikel erklärt werden.

PPM – Pulse Pause Modulation

Impulsdiagramm

Der Klassiker unter den Übertragungsprotokollen. – Anfang der 70er Jahre hielten die 35 MHz FM Fernsteuerungen Einzug in den Flugmodellbau. Von Anfang an wurde hier auch PPM zur Übertragung der Servopositionen verwendet. Hierbei wird eine Folge von sehr kurzen Impulsen (0,4 ms) jeweils gefolgt von einer kurzen Pause von variabler Länge gesendet. Die Servostellung ergibt sich jeweils aus der Länge des Impulses und der darauf folgenden Pause. Für jeden zu übertragenden Steuerkanal wird ein Impuls übertragen. Am Schluss der Signalkette folgt ein Impuls mit einer darauffolgenden längeren Pause.

PCM – Pulse Code Modulation

Veranschaulichung der PCM Codierung (CC BY-SA 3.0)

Von der CD abgeguckt – Das bekannteste Produkt bei dem die PCM Modulation zurm Einsatz kommt ist die CD. Bei der Musik CD wird der Wert der Amplitude der hörbaren Schwingung einfach in gleichen Zeitabständen in einen Numerischen Wert übersetzt, der dann Digital codiert und übertragen wird. Nicht anders ist das bei PCM Fernsteuerungen. Das PPM Signal wird genau wie das die „Schallwelle“ codiert und dann digital übertragen. Der Vorteil von PCM ist auch im alten überholten 35 MHz Band eine höhere Störsicherheit. Der Nachteil liegt im höheren Overhead der dazu führt, dass eine geringfügig höhere Latzenz auftreten kann.

Proprietäre Protokolle

Die GHz Welt – die einst weitestgehend kompatible Fernlenkwelt fiel ab ca. 2008 zusammen mit dem Aufkommen neuer digitaler 2,4 GHz Fernlenksysteme in eine bis heute andauernde Phase der inkompatibilität. Geschwindigkeit und Störsicherheit sind bei allen aktuellen Fernlenksystemen denen der oben beschriebenen Protokolle weit überlegen. Jedoch kocht jeder Hersteller sein eigenes „Süppchen“.

PWM – Puls Weiten Modulation

Ging es in den ersten Absätzen um Verfahren mit denen der Sender mit dem Empfänger kommuniziert, so geht es nun darum, wie die Signale vom Empfänger zu den einzelnen Aktoren: Servos, Steller und Schalter weitergeben.

Das Servosignal – Die Pulsweitenmodulation, ist das klassische Verfahren mit dem der Empfänger die Signale an die einzelnen Servos weitergibt. Anders als bei dem im ersten Absatz unter PPM beschriebenen Verfahren wird hier über je ein Signalkabel, je nach Servohersteller das weiße bzw. gelbe ein Rechtecksignal übertragen, bei dem die Summe der Dauer von Puls und Pause stets gleich bleibt, in der Regel 20 ms. Die Servostellung ergibt sich aus dem Verhältnis der Länge zwischen Puls und Pause, dass jedoch praktischerweise auch direkt aus der Pulslänge abgeleitet werden kann. Hier werden der Einfachheit halber die gleichen Werte wie bei PPM verwendet.

S.BUS – Servo Bus

Futaba schafft den Kabelsalat ab – S.BUS ist ein serielles Digitales Kommunikationsprotokoll. In der Regel benutzt dieses Protokoll Futaba, neben dem digitalen Signal ist der Hauptvorteil von S.BUS, dass er bis zu 18 Kanäle mit nur einem Signalkabel unterstützt. Das Protokoll selbst ist relativ simpel aufgebaut. Je nach Variante bzw. Kanalzahl werden alle 7 ms bzw alle 14 ms, 22 Byte Nutzdaten pro Servokanal als aufeinanderfolgender Datenstrom ausgegeben. Bei Jeti heißt das Protokoll auch DBUS

UDI –  Universal Digital Input

UDI – wird es auch als XBUS Mode B bezeichnet, in der Regel benutzt Jeti dieses Protokol. Es ist ein digitales Protokoll zur Kommunikation der Kanäle zwischen dem Empfänger und Flugsteuerung, sie wird wie bei S.BUS mit nur einem Signalkabel verwendet.

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2 Gedanken zu „PWM – PPM – PCM und andere.

  • 10. Februar 2018 um 9:26
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    Ja, da waren sie wieder, meine 3 Probleme

    PPM: Pulse Pause Modulation

    PPM: Pulse Phase Modulation

    PPM: Pulse Position Modulation

    DAs beste wäre, wenn all die, die keine Ahnung haben, einfach mal die Klappe halten würden !

    • ML
      10. Februar 2018 um 12:20
      Permalink

      Hallo ZumVerrücktwerden,

      natürlich sind wir der Meinung dass wir Ahnung haben, und halten deshalb nicht die Klappe, aber wir können auch nicht ausschließen, dass sich mal irgendwo ein Fehler einschleicht.

      Danke das Du uns aufklärst was dich so sehr in Rage bringt.

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