DE10320214A1

DE10320214A1 - Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und funkgesteuertes Gerät

Info

Publication number: DE10320214A1
Application number: DE10320214A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Inokoshi; Yuuki Hayashi; Michio Fujisaki
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: JP2003325995A; JP3948343B2; US7162230B2; DE10320214B4; US20030211832A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und ein funkgesteuertes Gerät zur Verfügung gestellt, welches verbesserte Lenkansprechcharakteristika hat. Das funkgesteuerte Gerät besteht aus einem Sender, einem Empfänger und digitalen Servomechanismen. Signale mit einer Zeitbreite (T1, T2, t3), welche proportional zum Weg eines Sendersteuerknüppels sind, werden ausgegeben, um die Servomechanismen anzutreiben. Die Sendeseite überträgt ein Signal zu einem letzten Kanal CH3 mit einer Zeitbreite von T3 (=t3 + R), was die Summe aus der Zeitbreite t3 und einem Rücksetzreferenzwert R (Nt3 - Nt1) ist. Die Empfängerseite subtrahiert den Rücksetzreferenzwert R und stellt folglich wieder seine Originalzeitbreite t3 her. Durch das Hinzufügen eines Rücksetzreferenzwertes R ist der minimale Wert L3 eines Signals im letzten Kanal größer als der Maximalwert V1 der anderen Signale.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und ein funkgesteuertes Gerät, das ein mobiles Objekt steuert. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und ein funkgesteuertes Gerät, das für den Einsatz in funkgesteuerten Autos geeignet ist, welche eine augenblickliche Ansprechcharakteristik erfordern.
Die Funk- oder Radiofrequenz-Steuerungstechnik wird benutzt, um mobile Objekte, welche der Steuerung unterworfen sind, wie zum Beispiel kleine Modellautos, Modellflugzeuge und Modellschiffe, zu steuern. Im Allgemeinen werden mehrere Sätze von Steuerinformation benutzt, um der Steuerung unterworfene Ausrüstung zu steuern. Zum Beispiel werden, um ein Modellauto zu steuern, drei Arten von Steuerinformation in Bezug auf die Richtungssteuerung (Lenkung), Vorwärtsbewegung (Beschleunigung) und Anhalten (Bremsen) als Steuersignale erzeugt und benutzt.
Fig. 8 zeigt eine Übersichtsdarstellung des oben beschriebenen funkgesteuerten Gerätes. Ein Sender 50 besteht aus einem Controller 51, einem Codierer 52, einem Hochfrequenzabschnitt 53 und einer Antenne 54.
Der Controller 51 hat Hebel oder Steuerknüppel 51a jeweils für die Steuerung eines mobilen Objektes oder eines Objektes, welches der Steuerung unterworfen ist, zum Beispiel ein Modellauto (im Folgenden als ein funkgesteuertes Auto bezeichnet) 55, und verschiedene Einstellschalter.
Während der Schalter 51a mit den Fingern gedreht wird, dreht sich das Volumen (Potentiometer) 51b mit, das mit dem Steuerknüppel 51a verbunden ist. Folglich werden proportional zu den Drehwinkeln des Steuerknüppels Steuersignale über die durch das Volumen 51b eingestellte Spannung erzeugt.
Der Codierer 52 führt die sogenannte PPM-Konversion durch und konvertiert verschiedene Signale, welche von dem Controller 51 ausgegeben werden, in eine der Reihe nach angeordnete Kette von Pulsen, die in einer vorgegebenen Rahmenperiode zusammengefasst werden.
Während ein funkgesteuertes Auto betrieben wird, empfängt der Hochfrequenzabschnitt 53 (Übertragungsabschnitt) die Kette von Pulsen und die Antenne 54 strahlt AM- oder FM-modulierte Träger zu allen Zeiten aus. Bei einem Wettbewerb trägt ein Manipulator oder ein Spieler einen Sender, während er einen Steuerknüppel 51a bedient, um ein funkgesteuertes Modellauto 55 an einem entfernten Ort zu bewegen.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches einen auf einem funkgesteuerten Modellauto 55 befestigten Empfänger 60 darstellt. Die Antenne 61 empfängt Radiowellen, welche von dem in Fig. 8 dargestellten Sender ausgesandt werden. Der Decodierer 65 decodiert die Radiowellen über die Antennenanpassung 62, den mit dem lokalen Oszillator 64 verbundenen Konverter 63 und die ZF-Verstärker/FM-Detektorschaltung 67 in ein PPM-Signal. Das Ausgangssignal des Decoders wird an jeden Servomechanismus gegeben. Jeder Servomotor wird durch ein eigenes Signal angetrieben, um die Richtung und die Geschwindigkeit des funkgesteuerten Modellautos zu steuern.
Normalerweise wird, um die aktuelle Drehposition der Ausgangswelle eines Servomechanismus anzuzeigen, ein Potentiometer mit der Ausgangswelle verbunden. Bei der Steuerung ist der Drehwinkel der Ausgangswelle des Servomechanismus im Wesentlichen proportional zum Bedienungswinkel des Steuerknüppels.
Fig. 10 ist ein Beispiel für ein Format von Steuersignalen, die vom Codierer 52 im Sender 50 erzeugt werden. Bezüglich Fig. 10 stellt die horizontale Achse eine Zeitachse dar, wobei die Zeit von links nach rechts verläuft.
Die PPM-konvertierten Steuersignale werden jeweils als Signale T1 bis T3 dargestellt, die in Reihenfolge von CH1 bis CH3 angeordnet sind. Die Dauer eines jeden Signals entspricht einer Position (Winkel) eines Steuerknüppels 51a. Ein Startimpuls S wird am Anfang eines Signals, das jeweils einem Kanal entspricht, erzeugt. Die Zeitperiode (Zeitbreite) zwischen der Startzeit eines Startimpulses S und der Startzeit des nächsten Startimpulses S entspricht T1, T2 oder T3.
Die Symbole S1, S2, S3 oder SR befinden sich bei einem Startimpuls S. Die Zeitperiode zwischen einem Startimpuls S1, welches den Anfang des Kanals (CH1) darstellt, und dem nächsten Startimpuls S1 bildet einen Rahmen. Die Rahmen werden nacheinander erzeugt und nahtlos übertragen.
Jedes der Signale T1 und T3 in jedem Kanal hat eine minimale Zeitbreite von 900 µs und eine maximale Zeitbreite von 2100 µs. Jedes der Signale T1 bis T3 hat eine Zeitperiode, die proportional der Bedienung des entsprechenden Steuerknüppels 51a ist.
Folglich reicht der Gesamtbetrag der Signalzeitperioden in den drei Kanälen von einem minimalen Wert von 2700 µs bis zu einem maximalen Wert von 6300 µs.
Der Startimpuls SR, der am Ende des Kanals 3 (CH3) gebildet wird, wird als ein Rücksetzimpuls R benutzt.
Bezüglich Fig. 10 werden die Symbole S1, S2, S3 oder SR dem Startimpuls S kennzeichnend hinzugefügt. Alle Startimpulse S haben dieselbe Pulsbreite (a) und dieselbe Form. Sogar wenn die Empfängerseite einen einzigen Impuls empfängt, kann nicht festgestellt werden, zu welchem Symbol es gehört.
Um einen Startimpuls S1 zu spezifizieren und sich für das Signal T1 zu entscheiden, ist die Zeitperiode ohne Signal zwischen einem Startimpuls S1 von der Anstiegszeit des Rücksetzimpulses SR, oder eines Rücksetzsignals, und eines Startimpulses S1, das den Anfang des nächsten Kanals anzeigt, wenigstens 5 ms (5000 µs) lang, was unterschiedlich ist zum maximalen Intervall von 2100 µs von anderen Impulsen.
Wenn ein Startimpuls S nicht empfangen werden kann, wegen zum Beispiele Rauschen, dann kann der Empfänger nicht spezifizieren, zu welchem Kanal es gehört oder nicht. In solch einem Fall wird ein Pulsintervall gemessen und ein Rücksetzsignal wird auf eine Zeit eingestellt, die länger ist als 5 ms. Folglich wird angenommen, dass der nächste zu empfangende Startimpuls S der Startimpuls S1 ist.
Es wird angenommen, dass ein Rahmen mit dem Startimpuls S1 beginnt. Folglich werden die Startimpulse S1, S2 und S3 am Anfang der der Reihe nach angeordneten jeweiligen Kanäle spezifiziert.
In dem in Fig. 9 dargestellten Blockdiagramm extrahiert die (PPM)-Decoderschaltung 65 die Rücksetzdaten über einen Analogprozess. Wie in der Spalte REM von Fig. 10 dargestellt ist, wird die RC-Schaltung in dem Decodierer 65 über den Inverter 66 nur für die Dauer der Signale T1 bis T3 aufgeladen und wird dann über den nächsten Startimpuls S entladen. Weil die Dauer der Signale T1 bis T3 kurz ist, überschreitet die Ladespannung nicht den Schwellwert, der mit der gestrichelten Linie dargestellt ist. Da jedoch das Rücksetzsignal SR eine ausreichend lange Zeitperiode hat, überschreitet die Ladespannung den Schwellenwert und wird als ein Restsignal erkannt.
Für den herkömmlichen Servomotor muss die Rahmenlänge festgelegt werden, um den Betrieb zu stabilisieren. Sogar wenn alle Kanalimpulse auf einen maximalen Wert verändert werden, muss der Rücksetzimpuls auf einen größeren Wert eingestellt werden. Aus diesem Grund gilt, dass, je mehr die Anzahl der Kanäle vergrößert wird, desto mehr wird die Rahmenlänge verlängert.
Um Stabilität für den Servomechanismus zu erreichen, ist es wünschenswert, eine Randzeitperiode pro Rahmen zur Verfügung zu stellen und die konstante Dauer für jeden Rahmen aufrecht zu erhalten. Folglich ist die Länge eines Rahmens zum Beispiel auf 14 ms festgelegt. Die Nicht-Signaldauer des Rücksetzsignals wird verändert, um auf die Variation der Gesamtsignalzeitbreite der jeweiligen Kanäle zu reagieren.
Wie oben beschrieben, wird das Verlängern des Rücksetzsignals länger als alle anderen Signale und das Aufrechterhalten der Zeitperiode eines Rahmens auf einen konstanten Wert gefordert, um mit dem Mischen von Rauschen und mit dem stabilen Antriebsbetrieb des Servomechanismus zurecht zu kommen.
In dem oben beschriebenen System wird die Positionsinformation eines Steuerknüppels als eine Spannung erfasst, die durch den Betrag angegeben wird, die direkt mit dem Steuerknüppel an den Anfangspunkten der Startimpulse S1 bis S2 verbunden ist. Die Signale, welche der Dauer T1 bis T3 entsprechen, werden als Pulse (schraffiert) den jeweiligen Servomechanismen einmal für einen Rahmen zugeleitet.
Folglich wird der Bewegungswinkel des Steuerknüppels nach dem Ende der Erfassung als Stabbewegungsinformation übertragen, bis ein Startimpuls S1 bis S3 entsprechend dem nächsten Rahmen beginnt. Das heißt, eine Maximalzeit von 14 ms, die der Länge eines Rahmens entspricht, wird zum Nicht-Betriebsbereich, wo der Servomechanismus nicht der Bewegung des Steuerknüppels folgt. In Bezug auf den Nicht-Betriebsbereich tritt eine Zeitdifferenz zwischen der Bewegung des Steuerknüppels und der Bewegung eines Servomechanismus auf. Dies führt zu schlechter Steueransprechempfindlichkeit.
Servomechanismen, die für funkgesteuerte Geräte benutzt werden, haben einen maximalen Betriebswinkel von 60° auf einer Seite. Bei der Betriebsgeschwindigkeit von Servomechanismen für Modellautos dauert es 100 bis 150 ms, um die Ausgangswelle um 60° zu drehen. Das heißt, sogar wenn das Signal eine Zeitbreite hat, die dem maximalen Betriebswinkel entspricht, wird die Ausgangswelle eines jeden Servomechanismus nach einem Ablauf der Zeitperiode, die einigen Rahmen entspricht, vollständig bewegt.
Folglich ist es schwierig, wenn der Servomechanismus in der Nähe seiner maximalen Leistung betrieben wird, dass die herkömmlichen funkgesteuerten Geräte den Nicht- Betriebsbereich erkennen, der 10 ms hat, was weniger als 10% vom maximalen Betrieb entspricht. Folglich wird in dem System kein Problem auftreten.
Darüber hinaus ist sich der Spieler bei einem kleinen Betriebswinkel oder in einem Fall, wo der Servomechanismus vollständig innerhalb der Zeitperiode eines Rahmens betrieben wird, oft nicht der Zeitverzögerung von 10 ms beim Nachführen der Steuerung im Allgemeinen bewusst.
Jedoch im Falle von Wettbewerben oder Rennen für funkgesteuerte Modellautos, wo es im Besonderen um die Autogeschwindigkeit geht, können Spitzenspieler oft kleine Bewegungen des Steuerknüppels bei sehr hohen Raten an der Grenze einer Rennschaltung für Wettbewerbe wiederholen. Wegen ihrer natürlichen Fähigkeiten oder Könnens, können sie den Steuerknüppel bei einer Rate von 10 ms oder weniger bedienen. Es wird davon ausgegangen, dass sie eine ungewöhnliche Fähigkeit zur Detektierung einer kurzen Zeit haben.
Die Zeitperiode von einigen Zehnteln von ms des Nicht-Betriebsbereichs des Servomechanismus korrespondiert zu einer Veränderung von einigen Zehnteln von cm bei der Position, wenn die Geschwindigkeit des vorliegenden funkgesteuerten Modellautos in Abstand umgewandelt wird. Während dieser örtlichen Veränderung spricht das funkgesteuerte Modellauto nicht auf irgendeine besondere wiederholte Bedienung des Steuerknüppels an.
Spitzenspieler sind mit der Tatsache unzufrieden, dass die Ansprechcharakteristik der gegenwärtigen funkgesteuerten Geräte, bei denen der Servomechanismus nicht der Bedienung des Steuerknüppels durch die Finger folgen kann, nicht voll ihren Steuerfähigkeiten entsprechen. Um bei Wettbewerben eine Vormachtstellung zu erreichen, wurden große Anstrengungen unternommen, um das Ansprechverhalten des Servomechanismus zu verbessern, der einer schnellen Fingerbewegung folgen kann.
Eine begrenzte Anzahl von Spielern befinden sich unter den Spitzenspielern. Funkgesteuerte Modellautos, mit denen gute Ergebnisse durch Spitzenplatzspieler erreicht worden sind, werden jedoch einen herausragenden Werbeeffekt darstellen. Da von den Modellautos, welche Spitzenergebnisse erzielt haben, erwartet wird, dass sie zu einem größeren Volumen von Verkaufszahlen führen werden, ist folglich die Verbesserung der Ansprechcharakteristik eines Servomechanismus eine bedeutsame Veränderung der Geschäftsstrategie.
Heutzutage werden am Markt sogenannte digitale Servomechanismen in einem autonomen Steuersystem vertrieben, von denen jedes einen Servomotor benutzt, der stabil betrieben wird, ohne die Rahmenlänge festzulegen. Die digitalen Servomechanismen erfordern nicht die Rahmenlänge, welche bei der herkömmlichen Technik erforderlich ist, sondern arbeiten stabil mit der kurzen Rahmenlänge. Das heißt, der Gebrauch des digitalen Servomechanismus ermöglicht es, dass die Zeitperiode eines Rahmens beim Betreiben des Servomechanismus reduziert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und ein funkgesteuertes Gerät zur Verfügung zu stellen, das digitale Servomechanismen aufweist und verbesserte Ansprechcharakteristika hat.
Ein Verfahren zur Steuerung eines funkgesteuerten Geräts und ein Gerät zur Lösung der Aufgabe sind in den Nebenansprüchen gekennzeichnet, während vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen charakterisiert sein.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Steuerwinkeln eines Steuerknüppels eines ferngesteuerten Senders und der örtlichen Veränderung (Winkeln) eines Servomechanismus erklärt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches die Schaltungskonfiguration eines Senders darstellt, der ein ferngesteuertes Gerät entsprechend der vorliegenden Erfindung bildet;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die Schaltungskonfiguration eines Empfängers, der ein funkgesteuertes Gerät entsprechend der vorliegenden Erfindung bildet, darstellt, und ist ein strukturelles Diagramm, welches einen Servosteuerabschnitt darstellt;
Fig. 4 ein Diagramm, welches ein Formal von PPM-Signalen zeigt, die für einen funkgesteuerten Sender entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt werden, und Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Betriebswinkeln eines Steuerknüppels eines funkgesteuerten Senders und einer Impulszeit eines PPM-Signals erklärt;
Fig. 5 eine Tabelle, die ein Beispiel für die Zeitbreite eines PPM-Signals auflistet, das in einem funkgesteuerten Sender entsprechend der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;
Fig. 6 ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb eines funkgesteuerten Senders entsprechend der vorliegenden Erfindung erklärt;
Fig. 7 ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb eines funkgesteuerten Empfängers entsprechend der vorliegenden Erfindung erklärt;
Fig. 8 ein allgemeines erklärendes Diagramm, das ein funkgesteuertes Gerät für den Gebrauch in zum Beispiel einem funkgesteuerten Modellauto zeigt;
Fig. 9 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Empfängers zeigt, der auf dem funkgesteuerten Auto, das in Fig. 8 dargestellt ist, montiert ist; und
Fig. 10 ein herkömmliches Signalformat, das für ein funkgesteuertes Gerät benutzt wird.
Im folgenden werden drei Kanäle für ein funkgesteuertes Modellauto als ein Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Anzahl der Kanäle, welche für das funkgesteuerte Modellauto benutzt werden, ist jedoch nicht begrenzt. Zum Beispiel können 2 bis 8 Kanäle benutzt werden. Diese Technik ist weit verbreitet für die Funksteuerung von Flugzeugen, Helikoptern, Schiffen und gleichwertigen Modellen.
Das funkgesteuerte Gerät besteht im Allgemeinen aus einem Sender zur Konvertierung von mehreren Steuersignalen in eine serielle Form und zum Senden derselben mittels Hochfrequenzwellen, einem Empfänger, um die Radiowellen zu empfangen und diese in mehrere Steuersignale zu decodieren und aus Servomechanismen, von denen jeder jeweils ein Steuersignal in eine mechanische Operation umwandelt.
Wenn der Servomechanismus der oben beschriebene digitale Servomechanismus ist, dann wird die Rahmenlänge beim Betrieb des Servomechanismus nicht begrenzt.
Das funkgesteuerte Gerät benutzt jetzt im Allgemeinen ein proportionales Steuerungssystem. Das heißt, die Ausgangsspannung des FET-Verstärkers wird steuerbar im Verhältnis zum Bedienungswinkel eines in den Sender eingebauten Steuerknüppels variiert. Der FET- Verstärker steuert den Betriebswinkel der Ausgangswelle des Servomechanismus und die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors auf der Empfängerseite.
Fig. 1 zeigt schematisch die Beziehungen zwischen den Bedienungswinkeln eines Steuerknüppels auf die horizontale Achse und die Drehwinkel der Ausgangswelle eines Servomechanismus auf die vertikale Achse. Wenn zum Beispiel der Steuerknüppel für einen Kanal von der Neutralposition NP auf einen maximalen Bedienungswinkel von +α° schwenkt, dann bewegt sich die Servoausgangswelle für den einen Kanal von der neutralen Position NP auf +β° entlang der linearen Linie (A). Wenn sich der Steuerknüppel an einer Zwischenposition befindet, dann bewegt sich die Servoausgangswelle auf eine Position, die proportional zur Zwischenposition davon entlang der linearen Linie (A) ist.
Der Sender überträgt Träger, die mit der Positionsinformation des Steuerknüppels moduliert sind. Der Empfänger decodiert die Träger und treibt die jeweiligen Servomechanismen an.
Die Bewegung entlang der linearen Linie (A), die in Fig. 1 dargestellt ist, entspricht vollständig einem direkten Verhältnis. Manche Sender benutzen jedoch das Einstellschema, das teilweise einstellen kann, indem in Übereinstimmung mit den Liniensegmenten mit unterschiedlichen Gradienten, welche zusammen verbunden sind, eingestellt wird, wie die unterbrochenen Linien Ax und Ay, die mittels Kettenlinien dargestellt sind.
Um unnötige Komplexität zu vermeiden, wird sich die folgende Erklärung auf eine direkte proportionale Beziehung entlang der einen linearen Linie (A) beziehen, welche eine Basiskonfiguration ist.
Fig. 2 zeigt eine Konfiguration des Senders 1. Der Sender 1 besteht aus einer Steuervorrichtung 2, einem Codierer 3, einem Hochfrequenzabschnitt 5 und einer Antenne 6. Der Sender hat eine Konfiguration, welche der von Fig. 8 ähnlich ist, wobei aber eine Modulationssignal-Referenzwertadditionsschaltung 4 hinzugefügt ist und unten detailliert beschrieben wird.
Die Steuervorrichtung 2 wird aus Steuerknüppeln 2a, von denen jeder ein mobiles Objekt (oder ein zu steuerndes Objekt) steuert, zum Beispiel ein funkgesteuertes Modellauto, und aus verschiedenen Einstellschaltern gebildet. Sobald ein Steuerknüppel 2a bedient wird, dreht sich zum selben Zeitpunkt das entsprechende Volumen 2b. Folglich erzeugt die durch das Volumen 2b angegebene Spannung ein Steuersignal im Verhältnis zum Drehwinkel des Steuerknüppels.
Das Steuersignal wird in eine Potentialdifferenz konvertiert und entspricht dem Neutralpunkt 0 des Steuerknüppels. Auf den Neutralpunkt des Steuersignals werden verschiedene Potentiale angelegt, um einen Spannungsbereich zu erzeugen, der für den Gebrauch geeignet ist.
Der Codierer 3 erzeugt verschiedene Steuersignalausgaben von der Steuervorrichtung als eine seriell angeordnete Pulskette, die in einer vorgegebenen Periode zusammengefasst ist, das heißt, unterwirft sie der sogenannten PPM-Konversion.
Während der Steuerung eines funkgesteuerten Modellautos empfängt der Hochfrequenzabschnitt 5 (Übertragungsabschnitt) die Pulskette und überträgt konstant FM- oder AMmodulierte Träger über die Antenne 6. Hochfrequenzwellen einer besonderen Frequenz, die unter einer Vielzahl von Frequenzen ausgewählt wird, welche zu dem Frequenzband gehört, welches nur für Funksteuerung benutzt wird, werden als die Träger benutzt, welche von der Antenne 6 ausgesandt werden.
Der Empfangsabschnitt, welcher auf dem funkgesteuerten Modellauto montiert ist, wird unten in Bezug zu Fig. 3 beschrieben.
Fig. 3(a) zeigt die Gesamtkonfiguration des Empfängers und Fig. 3(b) zeigt im Detail einen Servomechanismus und die Antriebsschaltung dafür.
Die Antenne 11 empfängt die Hochfrequenzwellen, welche von dem Sender ausgesandt werden. Der Empfänger 10 decodiert die Hochfrequenzwellen. Der Empfänger 10 enthält eine Antennenanpassung 12, einen lokalen Oszillator 14, einen Konverter 13 und eine FM-Detektionsschaltung 15 mit einem Zwischenfrequenzverstärker. Der Mikrocomputer 16 empfängt das decodierte Signal als Pulssignale mit Zeitbreiten, um die Servomechanismen der jeweiligen Kanäle zu steuern.
Fig. 3(b) zeigt einen digitalen Servomechanismus und einen Servosteuerabschnitt zur Steuerung des digitalen Servomechanismus. In jedem Kanal hat der Servomechanismus grundsätzlich im Wesentlichen dieselbe Konfiguration. Fig. 3(b) zeigt nur einen Kanal (zum Beispiel CH1).
Die Servosteuerschaltung (17) wird durch die Steuerpulse instruiert, welche zu jedem Kanal gehören, und steuert die Drehung des Servomotors 21 in dem digitalen Servomechanismus 20, um die Ausgangswelle davon auf eine vorgegebene Position (einen Drehwinkel) einzustellen.
Bezüglich Fig. 3(b), wurden von den Funktionen des Mikrocomputers (im folgenden oft als CPU bezeichnet) 16 ausgewählt, welche sich auf die Servosteuerschaltung beziehen. Der H-Brückenschaltverstärker 18 gehorcht den Anweisungen der CPU 16 und treibt den Servomotor 21 innerhalb dem digitalen Servomechanismus 20 an.
Der Servomechanismus 20 treibt die Ausgangswelle 23 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in Übereinstimmung mit der Drehung des Servomotors 21 und über das Getriebe 22 an und konvertiert folglich elektrische Signale in eine mechanische örtliche Veränderung. Das Getriebe 22 verlangsamt die Ausgangswelle 23, um das Drehmoment zu erhöhen. Mit der Bewegung der Spitze des Armes 24, welcher sicher an einem Ende der Ausgangswelle 23 befestigt ist, wird der Steuermechanismus des funkgesteuerten Modellautos 15 über zum Beispiel den Druckstab betätigt.
Ein Potentiometer 25 ist mit dem anderen Ende der Ausgangswelle 23 verbunden. Die CPU 16 führt eine AD-Konvertierung des Drehwinkels der Ausgangswelle 23 als eine Potentialdifferenz des Potentiometers 25 durch.
Die CPU 16 empfängt das Steuerimpulssignal Sig von dem FM-Detektor 15, stellt daraus eine Puls(Zeit)-Breite im Verhältnis zum Steuerknüppelbetätigungswinkel wieder her und trennt die wieder hergestellten Signale durch die Kanäle auf. Die getrennten Signale werden in den Zähler der CPU 16 innerhalb der Servosteuerschaltung (17) eingegeben. Folglich misst der Zähler die Pulsbreite, so dass die Zielposition des instruierten Servomechanismus bekannt ist.
Die Zielposition wird mit der AD-konvertierten Angabe des Potentiometers 25 verglichen, entsprechend zur aktuellen Position des digitalen Servomechanismus 20. Folglich wird die Drehrichtung des Motors im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bestimmt. Die CPU 16 gibt die Drehrichtung des H-Brückenschaltverstärkers 18 aus und treibt folglich den Servomotor 21 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn an.
Der Vergleich der vorgegebenen Zielposition des Servomechanismus 20 mit der Angabe des Potentiometers 25 wird kontinuierlich durchgeführt. Wenn die Drehposition der Ausgangswelle 23 eine Zielposition erreicht, dann bleibt der Servomotor 21 stehen. Der H-Brückenschaltverstärker 18 kann ein Halbleiterelektronik- Vorwärts/Rückwärtsdrehschalter sein.
Bezüglich Fig. 4(a) wird ein Pulsformat von Signalen, welche von einem funkgesteuerten Gerät entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übertragen werden, unten beschrieben werden. Fig. 4(a) zeigt ein Dreikanalsignalformat für ein funkgesteuertes Modellauto, PPM moduliert (Pulspositionsmodulation), mit Signalveränderungen entlang der horizontalen Achse (die Zeitachse verläuft von links nach rechts). Zum Beispiel werden die Signale der jeweiligen Kanäle der Reihe nach angeordnet in der Reihenfolge der Kanalnummern und werden zeitlich nacheinander bearbeitet. Die folgende Erklärung nimmt an, dass die Kanäle CH1, CH2 und CH3 nacheinander angeordnet sind und dass die Reihenfolge nicht verändert wird.
Das Signal, welches zum jeweiligen Kanal CH1, CH2 und CH3 korrespondiert, beginnt mit einem Startimpuls S (mit einer Dauer von a µs). Das Signal T1, T2 oder T3 korrespondiert zu der Zeitbreite zwischen dem Anfang des Startimpulses S und dem Anfang des nächsten Startimpulses S.
Das Symbol S1 steht bei dem Startimpuls am Anfang des Kanals CH1 und die Symbole S2 und S3 stehen bei den Startimpulsen entsprechend zu dem Kanal CH2 bzw. CH3. Die Signale T1 und T2 werden an die Kanäle CH1 bzw. CH2 ohne Änderung ausgegeben. Das Signal T3 mit einer Zeitbreite von T3 wird jedoch auf den Servoausgang CH3 ausgegeben.
Der Sender verarbeitet hier die Zeitbreite des auf den letzten Kanal CH3 ausgegebenen Steuersignals und sendet das Signal der Zeitbreite von T3 aus, welches die Summe der Zeitbreite t3, die eine Position eines Steuerknüppels angibt, und einer konstanten Zeitperiode ist.
Die CPU 16 hat die Funktion der Subtrahierung einer hinzugefügten konstanten Zeitperiode von T3, um die Zeitbreite t3 wieder herzustellen, welche die Position des Steuerknüppels auf der Empfängerseite anzeigt.
Mit anderen Worten fügt die Modulationssignal-Referenzwertadditionsschaltung 4 im Sender 1, der in Fig. 2 dargestellt ist, eine konstante Zeitperiode zur Zeitbreite t3 hinzu, welche die Steuerknüppelposition angibt, und sendet folglich ein Steuersignal mit der Zeitbreite T3 aus. Die konstante Zeitperiode wird als ein Rücksetzreferenzwert bezeichnet.
Bei der Übertragung wird der Rücksetzreferenzwert dem letzten Kanal auf solch eine Art und Weise hinzugefügt, daß das Signal T3, welches dem letzten Kanal CH3 entspricht, gleichzeitig als ein Rücksetzimpuls wirkt, der eine Unterbrechung zwischen den Rahmen bestimmt.
Im Vergleich mit dem in Fig. 10 dargestellten herkömmlichen Signalformat wird der in Fig. 10 dargestellte Rücksetzimpuls SR in Fig. 4 weggelassen.
Der Anfang eines Startimpulses S2 wird als ein Triggersignal auf den Kanal CH1 eines Servomechanismus ausgegeben. Der Anfang eines Startimpulses S3 wird als ein Triggersignal auf den Kanal CH2 und der Anfang des Startimpulses S1 wird als ein Trigger auf den Kanal CH3 ausgegeben. Folglich werden die Startimpulse S2, S3 und S1 auf die Servomechanismen ausgegeben, während der zeitliche Ablauf der Ausgaben davon verschoben wird, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. Die im Empfänger benutzte CPU 16 kann den zeitlichen Ablauf der Ausgabe des Triggersignals verschieben, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Beispiel, das in Fig. 10 dargestellt ist.
Aus Steuerungsgründen beginnen T1, T2 und T3 beim Anfang der Steuerimpulse S1, S2 bzw. S3 mit einer Verzögerung von zum Beispiel 100 µs.
Fig. 4(b) ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Steuerknüppelbedienungswinkel und einer Zeitbreite eines Signals graphisch darstellt. Bezüglich Fig. 4(b) stellt die horizontale Achse einen Steuerknüppelbedienungswinkel dar und die vertikale Achse stellt eine Zeitbreite eines Signals dar. Die Steuerknüppelwinkel der Kanäle CH1 und CH2 werden auf der vertikalen Achse in Zeit konvertiert in Übereinstimmung mit der linearen Linie A. Der Steuerknüppelwinkel des letzten Kanals CH3 wird in Zeit auf der vertikalen Achse in Übereinstimmung mit der linearen Linie A3 konvertiert.
Die Bewegung, die von der neutralen Position NP eines Steuerknüppels zu einer maximalen Bewegungsposition (α°) reicht, wird in eine Signalzeitbreite konvertiert. Wenn die konvertierte Zeitbreite vom Wert τ µs auf einer Seite des Steuerknüppels ist, dann wird sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Seite 2τ µs gefordert (entsprechend zu ± α°).
Die Neutralposition des Signals T1, welches dem Kanal CH1 entspricht, ist Nt1 µs und die Neutralposition des Signals T2, welches dem Kanal CH2 entspricht, ist Nt1 µs. τ µs wird auf jeder Seite mit Bezug auf die neutrale Position eingestellt. Folglich wird der Bereich zwischen der oberen Grenze U1 des Signals und der unteren Grenze L1 des Signals als eine Signalexistenzzeitfläche des Signals T1, T2 gebildet.
Wie oben beschrieben, korrespondiert die neutrale Position (Nt1) des Steuersignals dem neutralen Punkt des Steuerknüppels und existiert in der Fläche von ± τ µs. Mit anderen Worten wird τ µs als eine maximale Halbbreitenzeit eines Steuersignals bezeichnet. Die Neutralposition Ntl wird als ein Modulationssignalreferenzwert bezeichnet. Die Neutralposition Nt3 ist ein Rücksetzmodulationssignal-Referenzwert.
Der untere Signalgrenzwert L1 ist größer als Null bei qL µs, wo qL die Summe aus einer Zeit zweimal eine kontinuierliche Zeit (a) eines Startimpulses 5 und einer Randzeit q1 ist.
Ähnlich beträgt die Neutralposition des Signals T3, das dem letzten Kanal CH3 entspricht, Nt3 µs. τ µs wird auf jeder Seite mit Bezug auf die Neutralposition eingestellt. Der Bereich zwischen dem oberen Signalgrenzwert U3 und dem unteren Signalgrenzwert L3 wird als die Signalexistenzzeitfläche des Signals T3 gebildet. Wie CH1 und CH2, wird τ µs als eine maximale Halbbreitenzeit eines Steuersignals bezeichnet und die Neutralposition Nt3 wird als ein Rücksetzmodulationssignal-Referenzwert bezeichnet.
Um den letzten Kanal zu spezifizieren, sind die Signalexistenzzeitfläche des normalen Signals T1, T2 und der Zeitexistenzzeitfläche des letzten Signals T3 in solch einer Art und Weise angeordnet, dass sie sich nicht überlappen.
Das heißt, die untere Signalgrenze L3 des letzten Kanals CH3 ist wenigstens größer als die untere Signalgrenze U1 des normalen Signals CH1, CH2. Um den letzten Kanal von den anderen Kanälen sicher zu unterscheiden, ist es wünschenswert, eine Randbreite oder die sogenannte Randzeit (q) zwischen den oberen Signalwert U1 des normalen Kanals CH1, CH2 und dem unteren Signalgrenzwert L3 des letzten Kanals CH3 einzufügen.
Wie früher beschrieben, wird die Zeitdifferenz zwischen der Neutralposition Nt3 µs des Signals T3, welches dem letzten Kanal CH3 entspricht, und der Neutralposition Nt1 µs des Signals T1, T2, welches dem Kanal CH1, CH2 entspricht, als ein Rücksetzreferenzwert R (= Nt3(µs)-Nt1 (µs)) bezeichnet.
In dem in Fig. 2 dargestellten Sender wirkt die Modulationssignal- Referenzwertadditionsschaltung 4 als Modulationssignal-Referenzwertadditionsmittel. Die Modulationssignal-Referenzwertadditionsschaltung 4 hat die Funktion der Hinzufügung eines Modulationssignal-Referenzwertes oder eines Rücksetzmodulationssignal-Referenzwertes im letzten Kanal zu der Zeitbreite θt (in Fig. 4(b) dargestellt) entsprechend der Position des Steuerknüppels 2a der Steuervorrichtung. Das Modulationssignal-Referenzwertadditionsmittel kann als Funktion der CPU realisiert werden, die im Sender integriert ist.
Im Empfänger hat der Mikrocomputer 16 die Funktion der Subtraktion, wenn das Signal Sig, das von der FM-Detektionsschaltung 15 eingegeben wird, eine Zeitbreite innerhalb der Signalexistenzzeitfläche des letzten Signals T1 und des Rücksetzreferenzwertes R von der Zeitbreite hat und dann die Differenz an die Servosteuerschaltung 17 ausgibt. Mit anderen Worten hat der Mikrocomputer 16 ein Rücksetzreferenzwert-Subtraktionsmittel.
Der Sender hat die Modulationssignal-Referenzwertadditionsmittel. Der Empfänger hat die Rücksetzreferenzwert-Subtraktionsmittel. Diese Konfiguration benötigt keinen unabhängigen Rücksetzpuls. Ein Rahmen kann nur mit so vielen Startimpulsen (S1, S2, . . ., S(N-1), S(N)) konfiguriert werden, so viele Kanäle es hat.
Ein Beispiel für die Zuweisung einer bestimmten Zeit für jede Signalzeit wird in Bezug auf die in Fig. 5 dargestellte Tabelle erklärt werden. Jeweilige Symbole sind gleichwertig zu denen von Fig. 4.
Als erstes wird von einem Startimpuls S gefordert, dass er zum Beispiel eine Länge von 400 µs hat, um die harmonischen Komponenten (Träger) von Hochfrequenzwellen für Funksteuerung auf einem kleinen Wert zu halten. Die folgende Nicht-Signaldauer ist auf einen Minimalwert von 400 ms eingestellt. Das heißt, eine Randbreite von 2(q1) von 100 µs oder mehr wird zu 800 µs addiert, was die Summe der Zeitdauer (a) und der Nicht- Signaldauer ist, (das heißt qL = 2a + q1). Entsprechend dem herkömmlichen Wert ist der Randwert 2(q1) 120 µs lang und der untere Signalgrenzwert L1 des Signals T1, T2 hat einen Wert von 920 µs.
Die Erfahrung zeigt, dass die Signalzeit entsprechend der Gesamtbewegungsdauer eines Steuerknüppels eine adäquate Zeitbreite von 1200 µs hat (± τ = 600 µs).
Wenn der neutrale Punkt eines Steuerknüppels auf den Mittelpunkt einer Gesamtbewegung eingestellt ist und 600 µs in jeder Richtung vom Mittelpunkt eingestellt ist, ist die neutrale Position N1 des Signals T1, T2 1520 µs (= 920 µs + 600 µs).
Der obere Signalgrenzwert U1 beträgt 2120 µs (= 1520 µs + 600 µs).
Die herkömmlichen Zahlen werden ohne Veränderung benutzt als die Hauptzeitbreite, die für das Signalformat benutzt wird, einschließlich der Zeitdauer (a) eines Startimpulses S, einer Nicht-Signalzeitdauer, die der Zeitdauer (a) folgt und einer Signalzeit, welche der Gesamtbewegung eines Steuerknüppels entspricht. Die gezeigten Zeitbreiten sind angepasst und sind in einem Signalformat ausreichend sicher.
In dem Signal T3, welches dem letzten Kanal CH3 entspricht, wird als unterer Signalgrenzwert 2520 µs gewählt (= 2120 µs, das ein oberer Signalgrenzwert des Signals T1, T2, + 400 µs ist, das eine Randbreite q ist). Wie das Signal T1, T2, mit dem Neutralpunkt eines Steuerknüppels in der Mitte des gesamten Bewegungsweges und mit ± µs auf beiden Seiten eingestellt mit Bezug auf den Mittelpunkt, nimmt die Neutralposition N3 des Signals T3 den Wert von 3120 µs an.
Im Signal T3 ist die maximale Signalzeitdauer 3720 µs lang und die Signalexistenzzeitfläche ist 2520 µs bis 3720 µs.
Der in der CPU benutzte Empfänger ermöglicht die digitale Steuerung und verbessert die Zählergenauigkeit. Folglich ist sogar die Randbreite q von weniger als 400 µs zwischen Signalexistenzzeitbändern ausreichend geeignet.
Unter Benutzung des früher beschriebenen Rücksetzreferenzwertes R kann die Neutralposition Nt3 (ein Rücksetzmodulationssignal-Referenzwert von 3120 µs) in die Neutralposition Nt1 des Signals T1, T2 (ein Modulationssignal-Referenzwert von 1520 µs) plus einen Rücksetzreferenzwert R(2τ + q = 1600 µs) übersetzt werden.
In einem aktuellen Einsatzbeispiel können die Zeitbreiten der Signale der Träger oft komprimiert werden. Da jedoch viele benutzte Figuren zu einer komplizierten Erklärung führen, wird angenommen, dass sich die Zeitbreiten der Signale nicht innerhalb dem Sender oder innerhalb einem funkgesteuerten Modellauto nach dem Empfang des Trägers verändern.
In allgemeinen funkgesteuerten Geräten, welche N-Kanäle benutzen, besteht ein Signal in der Signalexistenzzeitfläche von 600 µs auf jeder Seite mit Bezug auf einen Modulationssignal-Referenwert (1520 µs) in den Kanälen CH1 bis CH(N-1). Nur im letzten Kanal CH(N) existiert ein Signal in der Signalexistenzzeitfläche von 600 µs auf jeder Seite mit Bezug auf einen Rücksetzmodulationssignal-Referenzwert (3120 µs), zu dem der Rücksetzreferenzwert R addiert wird.
Wie oben beschrieben ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein erstes Merkmal des neuen Format, dass die Schritte der Addierung eines Rücksetzreferenzwertes R zum letzten Kanal nur auf der Sendeseite auf solch eine Art und Weise stattfindet dass die Signalexistenzzeitfläche des letzten Signales nicht mit dem anderen Signal überlappt, den Rücksetzreferenzwert R subtrahiert, wenn die Empfängerseite das Signal für den letzten Kanal empfängt und dann das wiederhergestellte Signal an den Servomechanismus-Antriebsabschnitt ausgibt.
Der letzte Kanal ist dazu bestimmt, dass die Signalexistenzzeitfläche des letzten Kanals nicht mit dem anderer Kanäle vermischt wird. Folglich kann die Signalexistenzzeitfläche des letzten Kanals als ein Rücksetzimpuls benutzt werden.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm für einen Sender, das in Fig. 6 dargestellt ist, und das Flussdiagramm für einen Empfänger, das in Fig. 7 dargestellt ist, wird die Prozedur zur Hinzufügung des Rücksetzreferenzwertes R im Sender und das Subtrahieren des Rücksetzreferenzwertes R im Empfänger dargestellt. Darüber hinaus wird mit Bezug auf das Flussdiagramm für einen Empfänger, das in Fig. 7 dargestellt ist, der Vorgang der Bestimmung des letzten Kanals in dem Empfänger unten beschrieben werden.
Fig. 6(a) zeigt eine Prozedur zur Berechnung eines Modulationssignals im Sender. Fig. 6(b) zeigt die Ausgabeprozedur zur Modulierung eines Trägers mit einem Modulationssignal, welches durch die in Fig. 6(a) dargestellte Prozedur berechnet wird.
Der Sender beginnt seine Leseoperation von Kanal 1 (CH1) (E10)). In Schritt S1 wird die Winkelposition des Senderhebels (Steuerknüppels) für den Kanal CH1 in die Zeit θt konvertiert.
Bezüglich dem in Fig. 4(b) dargestellten Graph, wird die Position θ° des Sendersteuerknüppels im Kanal CH1 in eine Pulsbreite θt von der Neutralposition entlang der linearen Linie A1 konvertiert.
In Schritt S20 wird der Modulationssignal-Referenzwert Nt1 entsprechend zu der Zeit der Neutralposition zu θt hinzugefügt, so dass die neuen Signaldaten (Nt1 + θt) erhalten werden.
In Schritt S3 wird das neue (Modulations)-Signaldatum für den Kanal CH1 in den Speicher eingegeben, um die Daten darin wieder einzuschreiben.
Als nächstes wird der Modulationssignal-Referenzwert Nt1 in einer Prozedur ähnlich zu der für Kanal CH1 hinzugefügt. Dann werden neue (Modulations)-Signaldaten für den Kanal CH2 an einem vorgegebenen Ort im Speicher (E20) eingegeben.
Im Falle von drei Kanälen wird diese Operation auf den Kanälen CH1 und CH2 ausgeführt. Im Fall von N Kanälen wird dieselbe oben beschriebene Hinzufügungsprozedur auf die Kanäle CH1 bis CH(N-1) bis auf den letzten Kanal (E20 bis E30) angewandt.
Der Schritt E40 wird nur auf den letzten Kanal CH(N) angewandt. In diesem Fall der drei Kanäle wird der Schritt E40 im Kanal CH3 implementiert.
Im Schritt E40 wird die Position des Sendersteuerknüppels in eine Pulsbreite von ihrer neutralen Position konvertiert. Diese Prozedur ist gleichwertig zu der in Schritt S10.
In Schritt S50 wird der Rücksetzsignal-Referenzwert (Nt(N) oder Nt3 in Fig. 4(b)) zur selben Zeitdauer θt hinzugefügt, so dass die neuen Signaldaten (Nt(N) + θt) erhalten werden.
In Schritt S60 werden die neuen (Modulations)-Signaldaten (Nt(N) + θt) für den Kanal CH(N) eingegeben, um die Inhalte in den Speicher wieder einzuschreiben.
Folglich werden alle Sätze von neuen Daten entsprechend den Kanälen CH1 bis CH(N) für jeden Rahmen erhalten. Da das Lesen des nächsten Rahmens mit dem Kanal CH1 in einer Art und Weise ähnlich zu der oben beschriebenen beginnt, wartet der Sender am START-Punkt, bis eine Leseanweisung ankommt.
Fig. 6(b) zeigt die Prozedur (E50) zur Ausgabe von Modulationssignalen. Die (Modulations)-Signaldaten, die abgespeichert sind, werden in Übereinstimmung mit der Prozedur der Schritte S70 bis S90 der Reihe nach ausgegeben und werden PPM moduliert in einer Pulskette, so wie sie in Fig. 4(a) dargestellt ist, der Reihe nach ausgegeben. Dann werde die modulierten Daten übertragen.
Als nächstes wird ein Betrieb des Empfängers unter in Übereinstimmung mit dem in Fig. 7 dargestellten Flussdiagramm erklärt werden. Fig. 7(a) zeigt die Prozedur der Auswahl des jeweiligen Kanals und Fig. 7(b) zeigt die Prozedur der Datenausgabe an einen Servomechanismus.
Die Erklärung wird an dem Punkt beginnen, wenn der FM-Detektor 15, dargestellt in Fig. 3(a), das Signal Sig in den Mikrocomputer 16 eingibt. Das Signal Sig (siehe oberer Abschnitt von Fig. 4(a)) ist eine Kette von Startimpulsen S1, S2 und S3, bei denen das Zeitintervall in dem Betriebswinkel (Position) des Steuerknüppels korrespondiert.
Als erstes wird der Fall betrachtet, wo die Hochfrequenzwellen ohne behinderndes Rauschen empfangen werden. Der Kanalzähler auf der Empfängerseite ist genau auf den nächsten Kanal eingestellt. In solch einem Fall wechselt der Kanalzähler auf den nächsten Kanal, indem er den Kanalzähler jedes Mal, wenn ein Startimpuls S empfangen wird, inkrementiert.
In Schritt S100 von Fig. 7(a) empfängt der Mikrocomputer 16 des Detektionssignal. Es wird jetzt angenommen, dass der erste Puls ein Startimpuls S1 ist, der den Anfang des Kanals CH1 angibt. Nacheinander wird ein Startimpuls S2 eingegeben und dann wird die Datenbreite (Zeitintervall) T1 gemessen.
In Schritt S110 wird bestimmt, ob die Datenbreite des Signals sich innerhalb der Datenbreite (Nt1 ± τ) eines jeden Kanals CH1 bis CH(N-1) befindet. Wenn sich die Signalbreite innerhalb der Datenbreite (Ntl ± τ) befindet, wird es als Daten eines jeden der Kanäle CH1 bis CH(N-1) betrachtet, und folglich zu E80 übertragen.
In Schritt S120 werden die Speicherdaten entsprechend der aktuellen Position CH1 des Kanalzählers als neue Daten auf den neuesten Stand gebracht. Als nächstes wird ein Inkrement zu dem Kanalzähler in Schritt S130 addiert und das Ergebnis wird als Kanal CH2 behandelt.
Folglich wird der Kanalzähler jedesmal auf den neuesten Stand gebracht, wenn ein Startimpuls eingegeben wird.
Im Fall des letzten Kanals CH(N) haben die Signaldaten eine Datenbreite von (Nt(N) ± τ), weil der Rücksetzsignalreferenzwert R hinzugefügt wird.
Folglich werden NEIN im Schritt S110 und JA im Schritt S140 bestimmt und der Prozess in Schritt E70 wird durchgeführt. In Schritt S150 wird der Rücksetzreferenzwert R (1600 µs) von den Signaldaten subtrahiert. Wie bei den anderen Kanälen CH1 bis CH(N-1) existieren die Signaldaten in der Signalexistenzzeitfläche von 600 µs auf jeder Seite mit Bezug zu dem Modulationssignalreferenzwert (1520 µs). Der Speicher wird auf den neuesten Stand gebracht von dem Signalwert zu dem neuen Datenwert des letzten Kanals (S160). In Schritt S170 von E70 in Fig. 7(a) ist der Kanalzähler auf CH1 (S170) eingestellt. Wenn der letzte Kanal eingegeben ist, dann wird der Kanalzähler automatisch auf den Kanal CH1 zurückgesetzt.
Da der letzte Kanal bei jedem Rahmen bestätigt wird, wird der Empfangsstatus zu allen Zeiten überwacht. Dies ermöglicht dem Kanal auf der Senderseite und dem Kanal auf der Empfängerseite, dass sie verschoben werden können.
Wenn ein Rauschimpuls, bis auf Signale, welche vom Sender übertragen werden, stört oder ein Startimpuls wird übersprungen wegen schlechter Empfangsbedingungen, dann kann die Signalbreite von der normalen Signalbreite (Nt1 ± τ oder Nt(N) ± τ) abweichen. Dieser Zustand wird als ein Fehler bezeichnet.
Dieser Fehler bewirkt in Schritt S110 ein NEIN und in Schritt S140 ein JA. Folglich geht der Ablauf zum Fehlerprozess (E60) über. In solch einem Zustand werden die Prozesse E70 oder E80 nicht durchgeführt, weil alle Signale, die zu E70 oder E80 eingegeben werden, abgeschnitten werden.
Um den Fehlerzustand wieder zu verlassen, ist es notwendig, die Wiedergewinnung des Empfangszustandes zu detektieren und den empfangenen Kanal zu spezifizieren und den Kanalzähler darauf einzustellen. Wenn der Empfang des letzten Kanals bestätigt wird, dann werden Daten vom Anfang des nächsten Rahmens hineingenommen.
Wenn im Flussdiagramm zum Beispiel bei Schritt S140 der JA-Fall ausgewählt ist, dann wird der Kanalzähler auf den Kanal CH1 in Schritt S180 zurückgesetzt, während die Schritte S110 und S140 zu einem normalen Betriebszustand übergehen, das heißt, bei der JA- Entscheidung zu den Prozessen E80 bzw. E70.
In einem Fehlerzustand wird oft das Verfahren zum Aufrechterhalten des Betriebszustandes eines Servomechanismus oder einer speziellen Gegenmessung genommen, aber die Details werden hier weggelassen.
Eine gespeicherte Signalbreite wird zu jedem Servomechanismus im Servopulsausgabeprozess (E90), so wie dies in Fig. 7(b) dargestellt ist, ausgegeben, um den Servomechanismus anzutreiben.
Alle abgespeicherten Datensätze einschließlich der Daten für CH(N) entsprechen einer Zeitbreite von (Nt1 ± τ). Folglich korrespondieren die als letztes auf den neuesten Stand gebrachten Daten, welche in der Reihenfolge der Kanäle aus dem Speicher ausgelesen werden, direkt mit der Position eines Steuerknüppels.
Mit dem nächsten Startimpuls S werden die Daten ausgelesen, wobei der Startimpuls S als ein Triggersignal wirkt, der aber um einen Startimpuls S verzögert ist.
Wie in Fig. 4(a) dargestellt, ist die Signalbreite von Kanal CH1 T1. Wenn ein Startimpuls S2 getriggert wird, dann wird ein Puls mit einer Breite T1 (schraffierter Abschnitt) als die Servoausgabe von CH1 übertragen. Streng genommen steigt der Puls T1 mit einer leichten Verzögerung von z. B. 100 µs vom Anfang des Startimpulses S2 an.
Der Puls mit einer Breite T2 in CH2 steigt an, wenn ein Startimpuls S3 getriggert wird. Der Puls mit einer Breite T3 in CH3 steigt an, wenn der nächste Startimpuls S1 getriggert wird.
Mit anderen Worten werden mit dem nächsten kommenden Startimpuls S, der als ein Trigger wirkt, die Servoimpulse in CH1 bis CH3 der Reihe nach ausgegeben und an die entsprechenden Servomechanismen jeweils verteilt.
Wie oben beschrieben ist der unabhängige Rücksetzpuls vom Stand der Technik in der Signalbreite des letzten Kanals enthalten. Auf diese Art und Weise kann die Rahmenzeitperiode von ungefähr 14 ms, die im Stand der Technik gefordert wird, auf eine Rahmenzeitperiode zwischen einer kürzesten Zeit von 4,36 ms und einer längsten Zeit von 7,66 ms verkürzt werden.
Darüber hinaus erfordert der Einsatz des digitalen Servomechanismus nicht eine festgelegte Zeitbreite eines Rahmens.
Obwohl die Häufigkeit des Auftretens einer aktuellen Signalbreite durch genaue Messung erhalten wird, kann die Rahmenbreite durchschnittlich um 60% verkürzt werden.
Wie oben beschrieben, erlaubt die Reduktion der Rahmenzeitperiode der Nicht- Betriebsfläche eines Servomechanismus, in welchem der Bewegungsbetrag eines Steuerknüppels nicht eingelesen werden kann, von einigen zehn ms (im Stand der Technik) zu einer maximalen Zeit von 7 ms halbiert werden kann. Dies kann das Problem lösen, dass der Servomechamismus einer schnellen Fingerbewegung von Spitzenspielern nicht folgen kann.
Wie oben beschrieben enthält die vorliegende Erfindung digitale Servomechanismen und fügt digitale Prozesstechniken vielseitig in den Empfänger ein. Darüber hinaus kann ein Startimpuls im letzten Kanal, der als Rücksetzimpuls wirkt, der unabhängig vom Stand der Technik gefordert wird, die Rahmenzeitperiode großteils reduzieren, und folglich das Lenkungsansprechverhalten verbessern. Mit anderen Worten können Hochleistungsfernsteuergeräte, die Spitzenspieler zufriedenstellen, auf den Markt gebracht werden.
Das gesteigerte Lenkansprechverhalten trägt zu einem Gewinn an besserer Beurteilung im Markt von funkgesteuerten Geräten bei und verbessert die verkaufsfördernden Wirkungen.
Die vorliegende Erfindung kann eine reduzierte Gesamtrahmenbreite und eine verbesserte Lenkcharakteristik realisieren, ohne dass die Kanalbreite verändert wird, welche das PPM-Signal bildet.
Sogar wenn die Rahmenbreite reduziert wird, werden die Hauptzahlenwerte der Signalbewertungen, wie zum Beispiel die Pulsbreite eines Startimpulses und eine maximale Halbbreitenzeit eines Signals benutzt, ohne die herkömmlichen Kennwerte zu verändern. Folglich werden sie vorher berechnet, um die Wirkungen der harmonischen Wellen oder anderer auf die Träger auf ein erlaubbares Maß zu bringen. Vorteilhafterweise beeinflusst die vorliegende Erfindung nicht negativ die Stabilität eines funkgesteuerten Gerätes.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines funkgesteuertes Geräts mit
einem Sender zum seriellen Anordnen von Steuersignalen in mehreren Kanälen und zum Senden der genannten Steuersignale als PPM-modulierten Trägerwellen;
einem Empfänger zum Empfangen und Decodieren der Trägerwellen und folglich zum Wiederherstellen der Trägerwellen in Steuersignale für die mehreren Kanäle; und
einem Servomechanismus zum Konvertieren der mehreren Steuersignale in jeweilige mechanische örtliche Veränderungen; dadurch gekenzeichnet, dass
in dem Sender ein Modulationssignal-Referenzwerts zu den Steuersignalen der vorhandenen Kanäle bis auf einen letzten Kanal der am Ende der mehreren Kanäle und ein Rücksetzmodulationssignal-Referenzwertes nur zu dem Steuersignal des letzten Kanals addiert wird; und dass
in dem Empfänger ein Rücksetzreferenzwertes vom Steuersignal des letzten Kanals subtrahiert wird, das decodiert ist.

2. Funkgesteuertes Gerät umfassend:
einen Sender zum seriellen Anordnen von Steuersignalen in mehreren Kanälen und zum Senden der genannten Steuersignale als PPM-modulierten Trägerwellen;
einen Empfänger zum Empfangen und Decodieren der Trägerwellen und folglich zum Wiederherstellen der Trägerwellen in Steuersignale für die mehreren Kanäle; und
einen Servomechanismus zum Konvertieren der mehreren Steuersignale in jeweilige mechanische örtliche Veränderungen; dadurch gekennzeichnet, dass
der Sender eine Modulationssignal-Referenzwertadditionsvorrichtung zum Addieren eines Modulationssignal-Referenzwerts zu den Steuersignalen der vorhandenen Kanäle bis auf einen letzten Kanal der am Ende der mehreren Kanäle und zum Addieren eines Rücksetzmodulationssignal-Referenzwertes nur zu dem Steuersignal des letzten Kanals aufweist; und dass
der Empfänger eine Rücksetzreferenzwert-Subtraktionsvorrichtung zum Subtrahieren eines Rücksetzreferenzwertes vom Steuersignal des letzten Kanals aufweist, das decodiert ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomechanismus einen digitalen Servomechanismus umfasst.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksetzreferenzwert größer als ein Wert ist, der wenigstens dem Doppelten einer maximalen Halbbreitenzeit des genannten Steuersignals entspricht.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, der Rücksetzreferenzwert erhalten wird, indem eine vorgegebene Randzeit zu einem Wert hinzugefügt wird, der zweimal so groß wie die maximale Halbbreitenzeit des genannten Steuersignals ist.