Signal-Booster-2.4-ghz-2w

Gdy zasięg RC zawodzi – wzmacniacz sygnału 2.4GHz

Po początkowej euforii z zakupu wymarzonej nowej aparatury RC, po niedługim czasie nasze emocje stygną i… Bardzo często nadchodzi chwila refleksji – dlaczego zasięg sterowania na paśmie 2.4GHz nie pokrywa się z tym – podanym przez producenta? Oczywiście cieszylibyśmy się, gdyby wynosił znacznie więcej od zadeklarowanego, lecz w rzeczywistości jest niestety jest inaczej. Producenci podają stabilny sygnał na paśmie 2.4GHz do 2km, kiedy odcięcie sterowania modelem często zdarza się już po 400-500m. Na ratunek często przychodzi zakup wzmacniacza (boostera) sygnału na pasmo sterowania – 2.4GHz, dzięki któremu zyskamy nawet do kilkuset km więcej zasięgu. Jednak wykorzystanie wzmacniacza niesie ze sobą również szereg niepożądanych skutków. Dlatego zanim zakupimy i zamontujemy taki wzmacniacz w swojej aparaturze, powinniśmy zaznajomić się z argumentami za i przeciw takiemu rozwiązaniu.

Co wpływa na zasięg sterowania RC?

Producenci aparatur RC, a także innych urządzeń radiowych testy zasięgu przeprowadzają w idealnych, laboratoryjnych warunkach. Tj. w miejscach częściowo, bądź całkowicie odseparowanych od wszelkich możliwych czynników zakłócających transmitowany sygnał.

Źródła zakłóceń linku RC

W naszym przypadku – zwykłych użytkowników modeli RC – raczej nie jest możliwe zupełne odseparowanie się od wszechobecnych źródeł zakłóceń.
Wszelkie linie energetyczne, pobliskie rozdzielnie prądu, sieci WiFi, nadajniki GSM, itp. występują zazwyczaj wszędzie. Dlatego możemy jedynie wybrać miejsce o mniejszym stopniu zakłóceń, bądź większym.
Stąd także wynika różnica w zasięgu naszego sterowania RC, a danymi producenta. Pominę marginalne przypadki sztucznego zawyżania limitu zasięgu przez twórców urządzeń RC.

Moc nadawcza i zestrojenie anten

Na zasięg sterowania RC bezpośredni wpływ mają także użyte anteny w nadajniku/odbiorniku oraz moc nadawania.
W przypadku krajów europejskich (w tym Polski) wg prawa maksymalna, dopuszczalna moc urządzenia nadawczego na paśmie 2.4GHz wynosi 100mW. Taką moc emitują także nasze aparatury RC, wykorzystujące częstotliowść 2.4GHz. Zatem w idealnych warunkach (wolnych od zakłóceń) polecimy najdalej do… wg wielu testów pokazanych na YouTube do 2km.
Warunkiem do uzyskania tak dobrego wyniku są także dobrze dobrane/zestrojone anteny. Tutaj istnieje pewna zależność – im wyższa częstotliwość pasma nadawczego – tym większa potrzebna precyzja w wykonaniu anten. Dla pasma 2.4GHz wystarczy błąd 0,1 mm w długości gorącej żyły anteny dipolowej, by zasięg znacznie się pogorszył.
Czym jest gorąca żyła?
W uproszczeniu jest to odkryta część przewodu, pozbawiona oplotu. To właśnie ona zbiera/emituje energię:

Antenna 2.4 GHz FLYSKY IA6B
Cześć anteny odpowiedzialna za odbiór/wysyłanie sygnału – tzw. gorąca żyła

Sposoby na poprawienie zasięgu

Najnowsze aparatury RC wyposażone są w systemy szyfrujące i dekodujące wysyłany sygnał (modulują). Ma to na celu uodpornienie emitowanego sygnału na wszelkie nachodzenie się sygnałów z sąsiednich pasm i urządzeń. Często także zawierają opcję nasłuchu zajętości kanałów danego pasma i wybór możliwie najmniej zajętego/wolnego.
W niektórych przypadkach jednak zdarza się, że producenci nie stosują najlepiej dopasowanych anten i stąd mogą wynikać problemy z zasięgiem radia. Wobec tego, zanim kupimy wzmacniacz sygnału – upewnijmy się, że inni użytkownicy posiadanej przez nas aparatury/odbiornika – nie skarżą się na źle zestrojone anteny.
Jeżeli tak – najpierw zacznijmy od ich wymiany.
Dopiero, gdy to nie pomoże – pomyślmy o zastosowaniu wzmacniacza sygnału.

Zanim kupisz wzmacniacz sygnału

Wzmacniacz sygnału traktuje się jako rozwiązanie ostateczne, kiedy inne wyżej wymienione metody zawodzą. Przed zakupem wzmacniacza powinniśmy zapoznać się także z ich minusami.
Po pierwsze – kwestie prawne – m.in. w Polsce maks dopuszczalna moc nadawcza urządzeń 2.4GHz (bez posiadania pozwolenia i wymogów licencji) wynosi 100mW. Zatem korzystając z wzmacniacza 2W, przekraczamy dopuszczalną moc 20 razy (2000mW).
W razie wszelkiej kontroli służb, możemy ponieść konsekwencje emitowania tak dużej mocy.
Po drugie – promieniując tak dużą moc wokół – możemy zakłócać pracę innych sąsiadujących urządzeń radiowych. Czy chcielibyśmy, by ktoś nam zakłócał swoją aparaturą naszą, np. sieć WiFi, czy w skrajnych przypadkach urządzenia medyczne?
Po trzecie – wysokie moce nadawcze nie są zdrowe dla naszego organizmu.
Mogą powodować nawet niezauważalne i nieodczuwalne niszczenie naszych komórek nerwowych.
Zatem jeżeli już zdecydowaliśmy się na zakup wzmacniacza dla linku RC – korzystajmy z niego rozsądnie – w ,,czystym” i bezludnym terenie. Z dala od wszelakich zabudowań, bloków, szpitali, by nie uprzykrzać życia innym 😉

Przykładowe wzmacniacze sygnału pasma 2.4GHz

Sam korzystam ze wzmacniacza dostępnego w sklepie Banggood, pod tym linkiem:

Happymodel 2W 2.4GHz signal booster
Zawartość zestawu wzmacniacza 2.4GHz Happymodel

W Banggood dostępne są także inne wzacniacze:

W zasadzie wszystkie działają na takiej samej zasadzie, a różnią się jedynie wielkością obudowy. Jedne posiadają ją aluminiową (w celu rozproszenia ciepła układów nadawczych), inne owinięte są tylko rękawem termokurczliwym (niezbyt optymalne). Większość wzmacniaczy na pasmo 2.4GHz dostępnych np. w sklepie Banggood oferuje transmisję jednokierunkową. Zatem uzyskamy lepsze wyniki w odległości lotu naszego modelu, lecz nie wpłynie to niestety na telemetrię zwrotną wysyłaną (i wysyłane tą drogą informacje z pracy modelu) przez odbiornik.

Wzmacniacz sygnału w aparaturze RC

Zazwyczaj wzmacniacze sygnału dla pasma 2.4GHz, posiadają dwa gniazda:

  • SMA Female (żeński) – przesyłanie sygnału z aparatury do wzmacniacza;
SMA Female signal booster 2.4
  • RP-SMA Female (żeński) – podłączenie anteny nadawczej do wzmacniacza.
RP-SMA Female signal booster 2.4

A także złącze/przewody doprowadzające zasilanie do boostera sygnału.
Tak jest także w przypadku używanego przeze mnie wzmacniacza.
Jego wymiary:

Długość obudowy wzmacniacza sygnału – 62mm
Szerokość obudowy wzmacniacza sygnału – 31mm
Grubość obudowy wzmacniacza sygnału – 10mm
Happymodel 2W 2.4GHz signal booster weight
Waga samego wzmacniacza sygnału Happymodel 2W 2.4GHz
Waga zestawu od producenta wzmacniacza
-||- wykorzystanego do montażu w aparaturach FLYSKY FS-I6 i TARANIS QX7
Wzmacniacz sygnału 2.4 ghz 2w waga zestawu aparatura rc
Zestaw użyty do aparatury FLYSKY FS-I6 łącznie za baterią lipo 2s 800mAH

W zestawie ze wzmacniaczem otrzymujemy najczęściej antenę dipolową 2dBi oraz przewód antenowy z gniazdem SMA Male do wlutowania w płytę główną aparatury (zamiast oryginalnej anteny).

SMA cable connector signal booster
Przewód antenowy z gniazdem SMA dołączony do wzmacniacza

Jeżeli przewód anteny nadawczej w naszej aparaturze jest bezpośrednio wlutowany w płytę główną – mamy ułatwione zadanie. Wystarczy wylutować oryginalną anteną, a wlutować przewód z gniazdem dołączonym do wzmacniacza.
Gdy aparatura posiada dwie anteny – wzmacniacz montuje się w miejsce tej, która znajduje się w przedniej części aparatury.
Sam wzmacniacz możemy natomiast przytwierdzić do obudowy śrubkami (wymaga wiercenia w obudowie aparatury), bądź przy pomocy taśmy izolacyjnej (czasami niezbyt estetyczne)… Cóż tutaj wszystko zależy od konstrukcji aparatury, lecz najczęściej wybieranym miejscem dla wzmacniaczy jest górny uchwyt, bądź wnętrze aparatury.

W przypadku aparatur posiadających gniazdo antenowe U.FL IPX 1.13 (m.in. FLYSKY FS-I6) będziemy musieli dodatkowo kupić kabel 2.4G RP-SMA Female To U.FL IPX:

RP-SMA Female To U.FL IPX

Kabel RP-SMA Female To U.FL IPX

oraz przejściówkę SMA Male to RP-SMA Male:

SMA Male to RP-SMA Male

Kabel z gniazdem U.FL montujemy w miejsce oryginalnej anteny, później przejściówkę i do niej przykręcamy wzmacniacz z zamontowaną anteną.
Tutaj montaż wzmacniacza nie sprawia tyle problemów.

Wzmacniacz sygnalu 2.4 ghz aparatura rc czesci
Zestawienie wszystkich potrzebnych elementów
do wykorzystania wzmacniacza w aparaturze RC

Niestety niektóre aparatury, np. FLYSYSKY FS-I6, czy FRSKY TARANIS QX7 będą wymagały opracowania uchwytu trzymającego gniazdo SMA w obudowie aparatury.
Przykład takiego uchwytu możecie zobaczyć w artykule: wymiana-anteny-flysky-fs-i6/ wykonanego dla FLYSKY FS-I6.

FLYSKY FS-I6 inside with cable RP-SMA Female To U.FL IPX
Wnętrze aparatury FLYSKY FS-I6 wraz ze zmienionym kablem antenowym
RP-SMA Female To U.FL IPX

Zasilanie boostera

W zależności od posiadanego przez nas modelu wzmacniacza, będziemy potrzebowali jeszcze odpowiednią baterię zasilającą. Zazwyczaj takie urządzenia pracują w przedziale napięć 5V-15V. Tak właśnie jest w przypadku zakupionego przeze mnie wzmacniacza.

Jednak przed podaniem zasilania do naszego wzmacniacza upewnijmy się na stronie producenta, bądź dołączonej instrukcji, jaki zakres napięć toleruje nasze urządzenie.
Najbardziej uniwersalnym źródłem zasilania będzie bateria LiPo 2S o pojemności 800mAh i wyżej, np.:

Pamiętajmy także o prawidłowym podłączeniu baterii do wzmacniacza – zgodnie z polaryzacją.

Działanie

Zakupiony przeze mnie wzmacniacz sygnału posiada niewielką diodę LED na przednim panelu. Świecąc na kolor niebieski informuje, że urządzenie ma dostarczone zasilanie i otrzymuje sygnał z aparatury. Gdy wzmacniacz nie otrzymuje żadnego sygnału – dioda pozostaje wygaszona (nawet z podłączonym zasilaniem).

Transmitter RC with signal booster 2. GHz
Aparatura FS-I6 z podłączonym wzmacniaczem sygnału 2.4GHz

Dlatego pamiętajmy, by przed podłączeniem zasilania do boostera oraz włączeniem aparatury upewnić się, że antena nadawcza została poprawnie zamontowana. W przeciwnym wypadku możemy trwale uszkodzić końcówkę mocy obu urządzeń.

Niektóre wzmacniacze nie posiadają żadnych diod informujących o jakiejkolwiek pracy wzmacniacza. Tutaj pozostaje nam jedynie wierzyć, że urządzenie działa właściwie… o czym dopiero będziemy mogli się przekonać sterując naszym modelem.

Działanie wzmacniacza sygnału nie jest skomplikowane. Sygnał emitowany z aparatury, jest transportowany kablem antenowym do wejścia boostera.
Następnie zostaje wzmocniony przez szereg tranzystorów innych komponentów elektronicznych, po czym następuje jego emisja przez antenę. Oczywiście opis jest znacznie uproszczony..

Realny zasięg aparatury RC ze wzmacniaczem

Dołączenie wzmacniacza do naszej aparatury stanowczo poprawi osiągi w maksymalnym zasięgu sterowania. Nie spodziewajmy się jednak, że będziemy od teraz mogli sterować modelem na nieskończone odległości.
Realnie, by podwoić uzyskaną wcześniej odległość sterowania, należy wzmocnić sygnał czterokrotnie. Dodatkowo im niżej będziemy lecieć modelem – tym mniejszy uzyskamy wynik. Większość użytkowników, którzy umieszczali testy zasięgu z takim zestawem mogli sterować swoimi modelami do 2, a nawet 4 km. Uzyskany wynik zależy oczywiście od wielu składowych czynników, m.in. od:

  • mocy układów nadawczych zastosowanych w aparaturze;
  • dokładnej częstotliwości linku RC;
  • zysku energetycznego (mierzony w dBi) użytej anteny;
  • pogody;
  • sąsiadujących urządzeń emitujących zakłócenia;
  • ukształtowania terenu;
  • liczby zabudowań, drzew, itp.


2 myśli o “Gdy zasięg RC zawodzi – wzmacniacz sygnału 2.4GHz”

    1. globussss dziękuję za komentarz! 😉
      Zawsze coś może być lepiej zrobione… 😉
      Cieszę się, że są osoby, które w jakiś sposób odnajdują i zaglądają na bloga oraz kanał YouTube.
      W międzyczasie pracuję nad kolejnymi wpisami i filmami.
      I jakością nagrań z XiaomiYI, która mimo korekcji ostrości nie nagrywa zbyt ładnego materiału ;D
      Miłego dnia!

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *