Denna artikel förklarar för dig hur du ska optimera räckvidden på din fjärrkontroll. Tyro Remotes förklarar gärna vad som kan påverka radiovågor negativt som i sin tur påverkar räckvidden för vårt system och ger dig några förslag för att få bästa resultat ur din installation.
- Vad bestämmer räckvidden på mitt fjärrkontrolsystem?
- Vad påverkar radiovågor?
- Hur optimerar jag räckvidden?
- 433 MHz eller 868 MHz eller 2.4 GigaHerz? Smalband eller bredband?
- Tester och verifikation
Bra att veta:
- Den maximala angivna räckvidden är alltid en indikation baserad på en mätning med siktlinje utan störningar. Räckvidden kan inte garanteras eftersom den påverkas av flera olika miljöfaktorer.
- Illustrationerna har lagts till som en indikation och representerar inte verkligheten exakt.
1. Vad påverkar räckvidden på min fjärrkontroll?
Räckvidden på radiofrekvenssystem kan bli begränsat av faktorer som avskärmning, reflektion och skuggning. Störningskällor befinner sig mellan sändaren och mottagaren, de har en oförutsägbar påverkan på räckvidden. Om det finns en siktlinje mellan sändaren och mottagaren, så finns det en hög chans att det är optimal räckvidd, men fortfarande inte 100% säkert att signalerna når fram.
Radiovågor har bara begränsad styrka, vilket försvagas bara efter ett kort avstånd. Sänkningen i energi av radiovågorna är omvänt proportionellt mot avståndets kvadrat. Utöver externa faktorer, påverkar också frekvens och bandbredd räckvidden på din fjärrkontroll.
Fyra faktorer som bestämmer räckvidden
Om vi bortser från absorption och reflektion för en stund, är det fyra faktorer som bestämmer räckvidden för radiofrekvenskommunikationssystem (RF).
- Kraften hos sändaren
- Känsligheten hos mottagaren
- Antennförstärkningsfaktorn
- Försvagning av radiosignalen (av luft eller hinder)
Sändningskraften hos sändaren och mottagningskänsligheten är två faktorer som bestämmer räckvidden. Mottagaren kräver en minimal nivå på signalen för att isolera (demodulera) källsignalen från signalen för att bli mottagen. För att uppnå detta, en hög sändningskraft är självklart fördelaktigt.
Länkmarginal
De fyra ovanstående faktorerna är sammanfattade som länkmarginalen. Länkmarginalen adderar sändningskraft och antennförstärkningsfaktorn och subtraherar känsligheten hos mottagaren och försvagning av radiosignal.
| Länkmarginal = | + Sändningskraft |
| – Känsligheten hos mottagaren | |
| + Förstärkning av antennerna | |
| – Försvagning av radiosignalen |
Om kraften hos sändaren (TX) – känsligheten hos mottagaren (RX) är större än försvagningen av radiosignalen, betyder det att vi har en positiv länkmarginal, och fast radiokommunikation är möjlig.
Undvik dämpning
Materialtypen bestämmer hur radiovågor blir påverkade. Dämpningen kan variera enormt beroende på material. Ett plastskal eller kontrollbox kan knappt absorbera inga signaler. Antennen kan till och med monteras inuti skåpet. Å andra sidan, en förstärkt betongvägg med 20 cm tjockhet kan inte sända några RF signaler.
Det svåraste hindret för radiosignaler är metall. Metall reflekterar signaler och släpper inte igenom någonting. Det är därför vi rekommenderar att mottagaren eller i alla fall antennen, ska vara monterad utanför skåpet när man använder en metallsäkringsbox.
Beroende på störningskällor i ditt område, är valet på korrekt frekvens och/eller modulering väldigt viktigt för att få bäst räckvidd. Du kan hitta mer information om detta i kapitel 4 433 MHz eller 868 MHz?.
Ta hänsyn till reflektioner
Utöver dämpning, reflektion av radiosignal kräver också uppmärksamhet. Reflektioner kan bidra både negativt och positivt. Det sker nästan aldrig att en signal går direkt från sändaren till mottagaren utan att bli reflekterad någonstans; inte ens om det visuellt ser ut som att det inte finns några hinder.
Signalen från en sändarantenn sprider ut sig som en munk. Den reflekteras från marken och kommer fram till den mottagande antennen. Mellan byggnader, reflekterar också signalen genom fasader. Om det är en byggnad eller stålvägg mellan sändare och mottagare, kommer signalen använda reflektionerna. Genom reflektion på närliggande strukturer, kan signalen nå mottagaren utan en visuell anslutning. Kom ihåg att signaler först blir tystade innan de blir reflekterade.
Utom räckhållsfunktion
Våra ”säkra” system är byggda med en utom räckhållsfunktion. Mottagaren stänger av när den inte längre tar emot en kontinuerlig signal från sändaren. Detta betyder att i praktiken, räckvidden i dessa system är ofta mindre än system utan denna funktion.
2. Vad påverkar radiovågor?
Hur mycket signalen påverkas beror på flera olika miljövariabler. Det finns flera stycken störningskällor som negativt påverkar räckvidden på RF system.
De vanligaste källorna till störning är:
- Väggar
- Träd
- Berg
- Stängsel
- Luftfuktighet
- Regn/snö
- Elektriska fält (till exempel transformatorer, motorer, ljusstänger)
- Andra RF system
På vägen från sändaren till mottagaren, kan radiovågor behöva handskas med olika utmaningar. En radiofrekvenssignal kan:
- Försvagas
- Lösas upp
- Byta riktning
- Öka i styrka
Försvagas
I kontrast till ljus till exempel, är det möjligt för radiovågor att penetrera solitt material. De nämnda källorna till störning dämpar eller absorberar en signal, men i de flesta fallen löser de inte upp signalen helt. Mängden energi som förloras beror mycket på materialets art och densitet.
Lösas upp
En radiosignal kan lösas upp om signalerna inte har lyckats nå mottagaren för att distansen är för stor. Signaler kan också försvinna när de är absorberade eller som ett resultat av kompositionen av luften utomhus.
Byta riktning
Radiovågor kan också byta riktning, eller reflektera. Reflektion uppstår med alla produkter som innehåller metall som speglar, dörrkarmar, metallådor och byggnadsstål. Isoleringsglas eller isolering med metallfolier reflekterar också radiovågor.
Reflekterbart material orsakar en “död fläck” med några få väldigt små radiovågor eller inga alls. Det är också känt som en radioskugga. Kraften av signalen kan därför bli kraftigt försvagad eller fullt reflekterad.
Vattenytan reagerar på nästan samma sätt som metall. Det är därför vi rekommenderar att testa räckvidden över vatten, från skepp eller slussar i förväg.
Bra att veta:
- Stålplätering har nästan alltid dålig påverkan på räckvidden. Om den mottagande antennen är monterad nära till stålplåt, kan räckvidden bli minimerad. Också, när man monterar i metallåda eller bur, kan det hända att motsatt till specifikationerna, kan inte systemet köras samtidigt. Detta är för att reflektionerna innehåller störningar. I denna extrema miljö, för RF signaler, är det inte möjligt att arbeta sida vid sida samtidigt. Tidig testning före slutmontering är inte bara lämpligt i en sådan miljö utan är verkligen nödvändigt.
Öka i styrka
Om två signaler (från samma källa eller från två olika källor) kommer tillsammans, kan dom amplifiera varandra, signalerna kan också göra varandra svagare.
3. Hur man optimerar räckvidden?
Utöver att ha valt den rätta fjärrkontrollen och att förhindra störningskällor, gör platsen på mottagaren och antennen väldigt mycket för räckvidden. Därför, tänk på följande punkter för att optimera räckvidden på ditt system:
- Om du har flera mottagare, placera dem minst 50 cm ifrån varandra.
- Placera aldrig mottagaren eller antennen direkt mot eller på ett metallobjekt, eller minst 50 cm ifrån den.
- Montera mottagaren eller antennen max 3 till 4 meter över arbetsplatsen, högre eller lägre än arbetsplatsen reducerar räckvidden.
- Placera mottagaren minst 50 cm ifrån motorer eller annan utrustning som är kapabel att generera ett kraftfält.
- Placera aldrig mottagaren med antenn i ett kontrollskåp, skåp eller annan metallåda.
- Om mottagaren måste placeras på en dålig plats, kan antennen placeras på en annan plats med en förlängningskabel för antenner.
- Om möjligt, var säker att det finns en fri siktlinke till mottagaren under installation(kolla bild 6).
- I applikationer där arbete utförs i samma höjd, som vinschar eller axelstyrning, är det bäst att montera mottagaren och antennen vertikalt.
- I applikationer med stora skillnader i höjd, som inom hissteknologi, är det ibland bättre att montera mottagaren med antennen positionerad horisontellt.
Positionering av sändare och mottagare
Position sändare: generellt, den handhållna sändaren ska vara positionerad vertiklat för att ha så bred räckvidd som möjligt. Detta beror på antennpositionen för sändaren i huset.
Mottagare antennposition: positionera alltid mottagaren verikalt om inte mottagaren är långt ovanför dig, i det fallet kan det vara bättre att positionera antennen horisontellt.
Exempel: många användare placerar en mottagare med vertikal antenn högt upp i balken i produktionslokalen, helst precis ovanför maskinen som ska köras. Resonemanget är som följer: det finns alltid en visuell avslutning till den handhållna sändaren. Hur som helst, detta kommer inte ha en positiv effekt. Om du ritar signalen runt sändaren och mottagarantennen som en munk, kommer du se att räckvidden inte kommer vara bra överallt. Sändaren kan inte nå mottagaren på marken där du normalt går och arbetar. Rådet är därör att placera mottagaren på en höjd som är minst 2 meter eller att placera antennen horisontellt.
Enheter på samma frekvens
Var säker att ingen trådlös utrustning är verksam på samma frekvens i närheten av mottagaren; detta kan leda till negativ påverkan på det operativa och på räckvidden.
Extrema källor till störning
På grund av att radiosignaler är påverkade av elektromagnetiska fält, rekommendera vi att skydda eller fjärrplacera sändare och mottagare. Tänk på frekvenskonverterare, inverterare, transformatorer, ljusstänger och hushållsutrustning som en mikrovåg.
Antenn
Det finns två vanliga typer av antenner:
- Den mottagande antennen som tar emot radiofrekvensenergi och konverterar den till en växelström.
- Den sändande antennen som är utrustad med en växelström och konverterar den till ett radiofrekvensfält.
I dess enklaste form, är en antenn en ledande tunn tråd. Antennen använder fenomenet elektromagnetiska vågor i ledare och generar en växelström (när den tar emot) och vise versa att växelström genererar (sändande) elektromagentiska vågor.
Längden på antennen beror på din önskade frekvensräckvidd. Med 433 MHz frekvens är den 16,5 cm (från basen) och med 868 MHz frekvens är den 8,2 cm (från basen) eller 13,5 cm (SMA). Principiellt, är det ingen skillnad mellan en sändarantenn och en mottagarantenn. Längden på antennen bestämmer inte räckvidden på fjärrkontrollen.
En bra och ostörd användning av antennen är av särskild beydelse för räckvidden för radiosignalen. Saker som korrosion av kabeln eller en anslutare, kabelslitage eller dåligt placerad antenn har en direkt negativ påverkan på räckvidden.
Installera antennen på kontrollskåp
Om du installerar en mottagare i ett kontrollskåp, rekommderarar vi att du monterar antennen på utomhus via en antennförlängningskabel med kopplingsstycket. En kontrolllåda av metall fungerar som en Faradaybur, så ingen signal peneterar. Hur som helst, en förlängningskabel har en viss försvagning. Därför gäller det alltid: så länge det behövs, men så kort som möjligt
Montering av antenn på en stålyta
Alf en stålyta är applicerat under antennen, detta kommer göra nytta för antennens prestanda. Det har bevisats att för en monopolantenn vertikalt på grundplattan beter sig som en yta som reflekterar radiovågor. För att fungera ordentligt, ska grundplattan för antennen (ledande yta) vara minst en fjärdedel av en våglängs (räknat från basen på antennen).
4. 433 MHz, 868 MHz eller 2,4 GHz? Smalband eller bredband?
433 MHz vs 868 MHz
På grund av att det går att använda massa olika sorts utrustning på 433 MHz frekvensband, är denna frekvens mer känslig för störningar än frekvensbandet för 868 MHz.
För sändningen av signaler med längre våglängder, täcker de mer distans generellt och har bättre permeabilitet än signaler med kortare våglängder. Högre frekvenser resulterar i kortare våglängder. Tekniskt sett, kan 433 MHz täcka större längder än 868 MHz. Hur som helst, 433 MHz och 868 MHz kan ha samma radiofrekvens (RF) – sändningsprestanda, för att det finns många andra faktorer som påverkar prestandan.
I det “öppna fältet”, är det tekniskt sett ingen skillnad på räckvidden mellan 433 MHz och 868 MHz frekvensband. Men, 433 MHz frekvensband drabbas av färre reflektioner och har bättre permeabilitet.
Bandbredd – smalband vs bredband
Inom radiokommunikation är bandet referrerat till som räckvidden på frekvenserna (bandbredd) som används på kanalen i fråga. Beroende på storleken på bandet (kHz, MHz eller GHz) och några andra egenskaper, kan de bli katogariserade som smalband eller bredband.
Bredbandskommunikation
Bredband använder som namnet avslöjar en bredare del av spektrumet. Detta har både nackdelar och fördelar: bredbandskommunikation erbjuder en högre bandbredd och därför snabbare kommunikation. Denna kommunikation gör det möjligt att filtrera ut smala oljud i spektrumet. Det är svårare att sända och hitta bredbandssignaler; det kräver ett högt signal-brusförhållande. Energin i signalen är distrubiterad över bredden av spektrumet, vilket gör att signalen blir svagare ju bredare den sträcker sig (antar en viss kraftnivå).
Smalbandskommunikation
Kommunikation via smalband använder en smal bandbredd. Dessa signaler används ofta i långsammare former av kommunikation där mest röst eller långsamma dataströmmar behöver sändas. Smalbandssignaler har oftast en bredare mottagningsintervall för att smalare filter kan användas och därför eliminera oönskat bredbandsoljud. Den sända energin koncentrerar sig också på en mindre del av spektrumet. Smalbandsteknologi används för en bra anslutning på en längre distans eller i svåra förhållanden (till exempel en metallrik miljö).
2,4 GigaHertz
Världen är full av fjärrkontrollerad utrustning som manövrerar på 2,4 GHz. Det ser bra ut, för att 2,4 GHz kan användas överallt i välden. Det är den enda radio-fria bandbredden som kan användas i alla länder i välden. Men det drabbar tyvärr frekvensen: räckvidden är begränsad och längre avstånd är nästan omöjliga att inse.
Denna bandbredd är väldigt populär och används av många (mest ickeproffesionella) applikationer som båtar, bilar och plan och drönare och routers.
Tyro remotes erbjuder inte denna bandbredd för att stabilitet och räckvidd inte kan garanteras under normala förhållanden.
LBT och AFA
Flera smalbandssystem använder LBT/AFA (“listen before talk”/”adaptive frequency agility”) teknik. Med dessa tekniker kollar vi först om kanalen är ledig. Om så är fallet sätter vi upp anslutningen på den kanalen. Om det inte är fallet, används nästa kanal.
5. Tester och verifikation
Alla våra system har utvecklats för att ha en optimal räckvidd under normala förhållanden.
Som beskrivet, finns det få externa influenser som kan påverka räckvidden både positivt och negativt. Därför i situationer som reflektion, dämpning eller externa störningskällor, rekommenderar vi att först testa räckvidden för att se om den är applicerbar i ditt arbete eller inte.