RFD - system telemetrii i komunikacji dalekiego zasięgu

RFD flagowy produkt australijskiej firmy RFDesign.

RFD jest systemem telemetrii i komunikacji na daleki zasięg (ponad 40km). System RFD składa się z dwóch modemów RFD, kompletu anten oraz przewodów niezbędnych do połączenia modułów z innymi systemami.

Sercem każdego systemu są modemy RFD, czyli wysokiej wydajności modemy radiowe pracujące w paśmie ISM (Industrial, Scientific and Medical). Zostały zaprojektowane do zastosowań w komunikacji dalekiego zasięgu, wymagających najlepszej w swojej klasie wydajności łącza radiowego. Jeden z modemów jest zawsze częścią GCS (Ground Control Station), natomiast drugi jest elementem projektu z którym wymagana jest komunikacja, np. bezzałogowego statku powietrznego.

RFD868x-telemetria-dalekiego-zasięgu Zestaw RFD868x Źródło: store.rfdesign.com.au

Cechy produktu

daleki zasięg działania, ponad 40km w zależności od anten i konfiguracji GCS. Laboratoria Edge Research zademonstrowały działanie na odległości 80km przy użyciu balona,
32-bitowy rdzeń ARM,
Szyfrowanie z akceleracją sprzętową AES,
RC PPM Passthrough z telemetrią w tym samym czasie,
2x złącza RP-SMA RF, przełączane zbiorczo,
moc nadawania: 1W (+30dBm),
transmisja filtra dolnoprzepustowego,
>20dB wzmacniacz o niskim poziomie szumów, wysoki IP3,
filtr RX SAW,
wszystkie wejścia/wyjścia chronione przed ESD i filtrowane,
ponownie zaimplementowane oprogramowanie SiK i Multipoint SiK, z możliwością aktualizacji w terenie, łatwe w konfiguracji,
mały, lekki.

*Niektóre parametry mogą się różnić w zależności od wersji produktu

Obsługa oprogramowania / GCS:

Rozwiązaniem programowym jest program typu open source o nazwie „SiK”. Został zaimplementowany ponownie, aby pasował do nowej architektury procesora dostępnej w 32-bitowym rdzeniu procesora ARM. Program ładujący i interfejs są dostępne do dalszego rozwoju i aktualizacji oprogramowania sprzętowego modemu przez port szeregowy. Większość parametrów można konfigurować za pomocą poleceń AT, np. szybkość transmisji (powietrze / UART), pasmo częstotliwości, poziomy mocy. Zintegrowana obsługa konfiguracji radiotelefonów RFD900 jest obsługiwana przez APM Planner.

Funkcje oprogramowania obejmują:

Widmo rozproszone z przeskokiem częstotliwości (FHSS)
Przezroczyste łącze szeregowe
Sieć punkt-punkt lub sieć wielopunktowa
Konfiguracja za pomocą prostych poleceń AT dla radia lokalnego, polecenia RT dla radia zdalnego
Konfigurowalne przez użytkownika szeregowe szybkości transmisji danych i dane o powietrzu
Procedury korekcji błędów, ramkowanie protokołu Mavlink (do wyboru przez użytkownika)
Raportowanie stanu radia Mavlink (lokalny RSSI, zdlany RSSI, lokalny hałas, zdalny szum)
Automatyczne przełączanie zbiorcze anten na podstawie pakietów w czasie rzeczywistym
Automatyczne dławienie cyklu pracy w oparciu o temperaturę radiową, aby uniknąć przegrzania

Dostępne warianty

Na rynku dostępnych jest wiele wersji modemów RFD, między innymi: RFD868x, RFD900x, RFD868ux, RFD868x-EU, oraz inne.

Modemy RFD produkowane są w dwóch pasmach częstotliwości. Wersje RFD868 w zależności od rozmiaru i rodzaju certyfikacji operują w zakresie 865 – 870 MHz, czyli paśmie ISM powszechnie stosowanym w Europie. Wersje RFD900 operują natomiast w zakresie 902 – 928 MHz, czyli amerykańskim paśmie ISM.

Oznaczenie „x” lub „ux” w nazwie oznacza rozmiar modułu. Moduły RFD oznaczone symbolem „x” to wersje o standardowym rozmiarze 50x30x12,8 mm oraz masie 14,5 g. Oznaczenie „ux” odnosi się do wersji mikro o mniejszych rozmiarach 33x25x10,4 mm oraz masie 10g.

Dodatkowo w oznaczeniu może wystąpić symbol oznaczający zgodność z legislacją panującą na danym obszarze. Dostępne na rynku są modemy RFD z certyfikacjami wymaganymi na następujących terenach – EU, US, AU, IND oraz NZ.

Podstawowym warunkiem komunikacji między dwoma modemami RFD jest to, że oba pracują w tym samym paśmie częstotliwości. Wersje standardowe oraz mikro mogą być ze sobą kompatybilne o ile są skonfigurowane na te same parametry pracy. Sprawa się komplikuje w przypadku kompatybilności modemów certyfikowanych oraz niecertyfikowanych. Wtedy, należy sprawdzić kompatybilność poszczególnych wersji, najlepiej na stronie producenta lub dystrybutora.

RFD-różne-moduły-telemetrii Zestawienie przykładowych modemów RFD dostępnych na rynku Źródło: https://www.youtube.com/c/MadRC

RFD TXMOD V2

Moduł RFD TXMOD 868 V2 został zaprojektowany do współpracy z aparaturami sterującymi akceptującymi moduły transmisji JR. Urządzenie posiada wbudowany moduł WiFi, który pozwala na konfigurację opartą na zasadzie strony internetowej oraz przesyłanie danych telemetrycznych na komputer lub urządzenie mobilne.

Moduły JR są wpinane do aparatur sterujących z gniazdami JR (Frsky Taranis, JR, Frsky Horus), ustanawiając między aparaturą i bezzałogowcem połączenie przesyłające telemetrię PPM i Mavlink w tym samym czasie.

Nowość-rfd-txmod-v2 Zestaw RFD900x TXMOD V2 oraz RFD TXMOD V2 wpięty do aparatury (Źródło: www.worldronemarket.com)

Porównanie specyfikacji technicznej przykładowych modułów RFD

Porównanie-modułów-RFD

Zastosowanie systemu komunikacji RFD

Systemy RFD znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie wymagana jest łączność i konieczność przesyłania danych telemetrycznych w czasie rzeczywistym na duże odległości. Najczęściej wykorzystywane są w Bezzałogowych Systemach Powietrznych. Można je także znaleźć w autonomicznych łodziach dalekiego zasięgu, łazikach oraz przemysłowych robotach transportowych. Jak podaje producent, systemy RFD wykorzystywane są również w zdalnych stacjach meteorologicznych oraz w automatyzacji domów i mieszkań.

Avartek-boxer-hybrid-z-modułem-rfd Moduły RFD900x zostały zastosowane w dronie Avartek Boxer Hybrid, czyli UAV zasilanym benzyną.

novaerial-robotics-procyon-800e Firma NOVAerial Robotics zastosowała system RFD900+ w drugiej fazie beta testów swojego wirnikowca Procyon 800E. (Źródło: www.suasnews.com)

Sposób konfiguracji systemu przedstawiony został na oficjalnej stronie producenta rfdesign.com. Istnieje również możliwość skonfigurowania modułów poprzez użycie programu Mission Planer. Instrukcja jak to zrobić znajduje się na stronie ardupilot.org.