- 11:13 1405/2/27
- تکنولوژی پرواز
پروتکل PPM (Pulse Position Modulation) یک پروتکل ارتباطی آنالوگ است که برای انتقال سیگنالهای کانالهای رادیوکنترل (RC) از رسیور (RX) به فلایتکنترلر یا سرووها استفاده میشود. این پروتکل یکی از قدیمیترین و پایهایترین روشها برای انتقال دادههای RC است.
نحوه کار PPM
در پروتکل PPM، به جای اینکه هر کانال یک سیگنال مستقل داشته باشد، تمام کانالهای RC در یک توالی پالس پشت سر هم قرار میگیرند.
- تولید پالس: رسیور سیگنالهای دریافتی از فرستنده را پردازش کرده و برای هر کانال، یک پالس با طول مشخص تولید میکند.
- تعدیل موقعیت پالس: موقعیت (زمانبندی) هر پالس در توالی، نشاندهنده مقدار آن کانال است. پالسها با فاصلههای زمانی مشخص (معمولاً ثابت) از هم جدا میشوند.
- ارسال توالی: تمام این پالسها پشت سر هم روی یک سیم سیگنال ارسال میشوند.
- دریافت و تفسیر: فلایتکنترلر (یا سروو) این توالی پالس را دریافت کرده و با اندازهگیری زمان بین شروع هر پالس، مقدار هر کانال را تشخیص میدهد.
ساختار یک فریم PPM
یک فریم PPM شامل:
- پالس شروع (Sync Pulse): یک پالس طولانیتر و یا با موقعیت خاص برای مشخص کردن ابتدای یک فریم PPM.
- پالس کانالها: توالی پالسها برای هر کانال (مثلاً 8 کانال). عرض هر پالس معمولاً ثابت است (مثلاً 1000 میکروثانیه)، اما فاصله زمانی بین شروع پالسها، مقدار کانال را تعیین میکند.
- فاصلههای بین پالسها: این فاصلهها متغیر هستند و مستقیماً با مقدار کانال تناسب دارند.
مقایسه PPM با SBUS و iBUS
| ویژگی | PWM (هر کانال یک سیم) | PPM (یک سیم برای همه) | SBUS / iBUS (دیجیتال سریال) |
|---|---|---|---|
| نوع سیگنال | آنالوگ (ولتاژ) | آنالوگ (زمانبندی پالس) | دیجیتال (داده سریال) |
| تعداد سیم | N+1 (N کانال + زمین) | 2 (سیگنال + زمین) | 2 (سیگنال + زمین) |
| نویزپذیری | بالا | متوسط | کم |
| تأخیر | متغیر (بسته به پیادهسازی) | متوسط (به دلیل زمانبندی) | کم (به دلیل نرخ Baud بالا) |
| تعداد کانال | محدود | تا 8 (معمولاً)، قابل افزایش | تا 16+ |
| رزولوشن | پایین | متوسط | بالا (11 بیت) |
| قابلیت تشخیص خطا | ندارد | ندارد | دارد (Failsafe bit) |
| پیادهسازی در FC | ساده | نسبتاً ساده | نیاز به پردازش سریال |
مزایای PPM
- سیمکشی ساده: تنها با دو سیم (سیگنال و زمین) میتوان تا 8 کانال را منتقل کرد.
- سازگاری گسترده: بسیاری از رسیورهای قدیمیتر و برخی رسیورهای جدیدتر از PPM پشتیبانی میکنند.
- پیادهسازی ساده در فلایتکنترلر: از نظر سختافزاری و نرمافزاری، پردازش سیگنال PPM نسبتاً ساده است.
معایب PPM
- نویزپذیری: به عنوان یک پروتکل آنالوگ، نسبت به نویز الکتریکی حساستر است.
- تأخیر: زمانبندی پالسها و نیاز به جمعآوری تمام کانالها قبل از ارسال، باعث ایجاد تأخیر میشود.
- محدودیت تعداد کانال: به طور معمول تا 8 کانال را پشتیبانی میکند، اگرچه با روشهای خاصی میتوان تعداد را افزایش داد.
- عدم پشتیبانی از تلهمتری: PPM فقط برای ارسال کانالهای RC طراحی شده است و قابلیت ارسال تلهمتری به فرستنده را ندارد.
- حساسیت به لرزش: اگرچه کمتر از PWM، اما همچنان به لرزش و نویز حساس است.
PPM در ArduPilot
اگرچه ArduPilot و فلایتکنترلرهای مدرن بیشتر از پروتکلهای دیجیتال مانند SBUS و iBUS پشتیبانی میکنند، اما همچنان میتوان از ورودی PPM نیز استفاده کرد.
برای اتصال رسیور PPM به فلایتکنترلر، پین خروجی PPM رسیور به پین ورودی PPM فلایتکنترلر متصل میشود. سپس در نرمافزار پیکربندی فلایتکنترلر (مانند Mission Planner یا QGroundControl)، باید ورودی RC را روی PPM تنظیم کرد.
جمعبندی
PPM یک روش قدیمیتر و آنالوگ برای انتقال دادههای RC است که با قرار دادن پالسهای هر کانال در یک توالی، تمام سیگنالها را روی یک سیم منتقل میکند. با وجود معایبی مانند نویزپذیری و تأخیر بیشتر نسبت به پروتکلهای دیجیتال، به دلیل سادگی و سازگاری، همچنان در برخی سیستمهای RC کاربرد دارد.