Skąd samochód zdalnie sterowany wie w którą stronę jechać?

Pytanie

Pyta Aleks

Co powoduje, że odbiornik (np. samochód zdalnie sterowany) wie, że nadajnik (np. pilot od tego samochodu) każe mu jechać do przodu a nie do tyłu? Czy to, że długości fal radiowych są inne?

Odpowiedź

Odpowiada dr Marta Giżyńska

Zabawki zdalnie sterowane mają cztery podstawowe elementy:

  • nadajnik (czyli pilot, który trzymamy w dłoni)
  • odbiornik (znajdujący się w samej zabawce, którego nieodłączną częścią będzie antena)
  • silnik(i) (odpowiadające za ruch konkretnych elementów, np. poruszanie kołami samochodu)
  • źródło prądu (przy czym w samym pilocie też potrzebujemy źródło prądu)

Dla podstawowych zabawek sterowanych zdalnie zarezerwowane są pasma o częstości 27MHz i 49MHz (dokładna częstość może być minimalnie inna dzięki czemu można urządzać wyścigi samochód zdalnie sterowanych).

Samo przesłanie informacji odbywa się podobnie jak w radiu (Zapytaj Fizyka: jak działa radio?), przy czym w tym przypadku nie mamy do czynienia z modulacją amplitudy (AM) czy modulacją częstości (FM), ale modulowane są pulsy (PM) – albo sygnał jest emitowany albo nie (How radio works?).

Teraz wystarczy, żeby odbiornik wiedział jak odczytać informację zakodowaną w przesyłanym sygnale PM. I tak dla przykładowej zabawki cztery pulsy o długości 2.1ms (sygnał jest nadawany) z interwałem 700µs (bez sygnału) będą informowały o rozpoczęciu transmisji i wymuszą synchronizację odbiornika. Następnie sekwencje pulsów o długości 700µs z interwałami o długości również 700µs będą kodowały poszczególne ruchy. Krytyczne będzie tutaj ile pulsów znajdzie się w sekwencji (zakończonej poprzednio opisaną sekwencją synchronizacji odbiornika). Przykładowe kodowanie ruchów może wyglądać następująco:

  • ruch w przód: sekwencja 16 pulsów
  • ruch w tył: sekwencja 40 pulsów
  • ruch w przód ze skrętem w lewo: sekwencja 28 pulsów
  • ruch w przód ze skrętem w prawo: sekwencja 34 pulsów
  • ruch w tył ze skrętem w lewo: sekwencja 52 pulsów
  • ruch w tył ze skrętem w prawo: sekwencja 46 pulsów

Bardzo dobry (i bardziej szczegółowy) opis jak działają zabawki zdalnie sterowane, wraz z przykładowymi obrazkami można znaleźć na tej angielskiej stronie.