認識RC 2.4G系統

[什麼是2.4G]
2.4GHz是ISM(Industrial Scientific Medical)頻段的一種,主要是開放給工業,科學、醫學使用的RF頻段。雖然各國對ISM頻段定義不儘相同,但2.4GHz這個頻段倒是共通的,所以可以看到非常多的產品,像是Wi-Fi、藍芽、家用無線電話都在使用,甚至連微波爐都可能會在這個頻段內。 (註:微波是指波長1m~1mm的波,換算成頻率為0.3GHz~300GHz,2.4GHz正是在微波的頻率範圍內)

[2.4G的優點]
在RC界2.4G系統之所以會流行,主要是因為他和傳統RC遙控器比起來,信號穩定不易收干擾;而且自動跳頻不需要更換頻率晶體(就是Crystal Oscillators,石英振盪器),不怕跟別人頻率衝突;另外頻率高,波長短天線就短,這些對RC的使用來講都是很大的好處。


[2.4G的原理]
為什麼2.4G系統可以有這些好處?
傳統RC遙控器調變方式為AM/FM,使用27/40/72MHz等頻段,在這些頻段上面因為頻帶很窄,例如27MHz頻段是指27.00~27.99MHz的頻率範圍, 只有1MHz的頻寬,上面又必需依頻率分割許多的頻道,頻率範圍更小。這種窄頻的傳輸方式,不管是用AM(調幅)或是FM(調頻)的調變方式,都容易受到同頻、或相近頻率的雜訊干擾(類似廣播電台的蓋台現象),一般只能靠加大發射功率來解決干擾的問題。
2.4G頻帶很寬,2.4GHz~2.5GHz足足有100MHz的頻寬,大部份會使用展頻(Spread Spectrum, SS)的調變方式。所謂的展頻就是把訊號分散丟在不同的頻率上傳輸,也就不易受到特定頻率的雜訊干擾,用很小的發射功率就可以得到穩定的傳輸品質。所以我們會看到現在2.4G遙控器電池的電壓都比傳統遙控器小的多,而且又非常的省電,但實際使用起來卻非常穩定。

[DSSS和FHSS]
查看各廠的遙控器可能經常會看到這兩個名詞,DSSS和FHSS,他們代表著兩種常見的展頻技術。
* DSSS
Direct-sequence spread spectrum,直接序列展頻。DSSS的原理是把資料放在不同的頻率的載波下同時送出,波型有個特徵就是頻道的中央頻率功率較高,離中央頻率越遠功率越低。DSSS的優點是每個頻道佔用的頻寬越大,資料傳輸就越穩定 (但同時可用的頻道就越少)。以Wi-Fi(802.11b)為例,每個頻道頻寬為22MHz(每個載波為1MHz,同時送出22組訊號),頻道的中心頻率間隔只有5MHz,。全部的11個頻道都可以使用,但只有3個頻道(ch1、ch6、ch11)在同時使用時訊號能真正不重疊,從例子就可以看出頻道的頻寬和數量之間的關係。早期的Wi-Fi(802.11/b)、行動電話的CDMA系統用的就是DSSS技術。
* FHSS
Frequency-hopping spread spectrum,跳頻展頻。FHSS的原理是快速的在許多不同的頻率上跳躍,同樣可以避開某特定頻率的雜訊。典型的例子就是把2.4GHz以每1MHz的頻寬割成75組(或以上)的頻率。因為他每次只用單一頻率的載波傳送,所以一般來講用的功率會比DSSS高些(但仍遠比傳統窄頻來低),波型的特徵則是可以看到非常多組固定頻率間格、同樣功率大小的訊號。FHSS比較沒有頻道的問題,但缺點則是他每次的傳輸相對來講仍是窄頻,若受到干擾就必需要花一些時間切換頻率重新發送資料。早期的Wi-Fi(802.11)、藍芽、行動電話的GSM系統用的就是FHSS技術。

在RC的世界裏面,不管是DSSS或FHSS講的都只是展頻調變的原理,並沒有實際的規範或定義,實作的方式還是要看廠商的設計,自然就造成產品間無法相容的現象。同樣的,在這種情況下也很難講一定是DSSS或FHSS比較好,都還是要看設計而定。不過來原理來看的話,FHSS可能因為頻率跳躍的特性,比較容易處理多人同時使用的問題,較常出現在中、低階產品上。而DSSS可能穩定性會比較好,會用到需要最高反應速度的高階產品上,需配合自動切換頻道的設計來避免衝突。

[2.4G的問題]
以前只有AM/FM遙控器的時代,雖然每家廠商在自己的高階遙控器都會作一些特殊的通訊方式借以改善接收穩定度、加快反應時間,但基本上只要頻段/調變方式相同,不同的遙控器即使是不同廠商之間,大致上都還是可以相容的。

大概在2005年左右開始流行Spektrum的DSM系統。他是作成發射模組型式,提供給可更換發射模組的高階遙控器使用(例如Futaba 3PK、Sanwa M8、KO EX-10 Helios),當時因為各大廠的高階遙控器都可以使用Spektrum的發射模組,用的都是一樣的接收機,並不會讓人特別覺得有什麼問題。但是到了2007年左右各家遙控器廠商開始推出自己的2.4G系統之後問題開始浮現,遙控器的廠商各自為政,各家系統無法共通,甚至出現連自家產品都無法相容的情況。

= 各廠商的2.4G系統 =
為避免太過複雜,我就只寫車用槍控的情況。

[Spektrum]
在RC市場最早流行的2.4G的廠商。
第一代產品為DSM,過沒多久就出了DSM Pro,都是高階遙控器發射模組的型式。
後來有推出自家的2.4G遙控器,像Specturm DX3E(DSM2系統)。因覺得賣相普普,後來我就不是特別關心Spektrum的產品了。
— 2013.04.01更新
Spektrum的系統有個好處就是,他跟Losi是相同的母公司
所以買Losi的RTR車都是附Spektrum遙控/接收
就比較不會有那種買了RTR但是遙控/接收都想拿去丟掉的問題
另外市面上有顆俗稱小橘子(Orange)的6動接收,相容於DSM2系統,一顆才賣200多塊!

[低價產品]
大陸的2.4G產品,像是Flysky FS-GT3B,大型液晶螢幕,附接收機,才賣1500不到!什麼功能都給你,用起來也沒什麼問題,就是質感差了點而已。以這種價錢來講傳統AM27真的可以拿去丟了!
( 在國外,FlySky 2.4G的接收機的價錢是Sanwa/Futabu之流的 1/10,買一顆Sanwa/Futabu接收機可以買FlySky 10顆 )
— 2013.04.01更新
試用過Flysky的槍控之後,我個人是不推薦使用
有一隻FS-GT2是新品轉盤就卡卡的
然後像是FS-GT3B,作了一個好大的液晶螢幕,功能卻少得可憐,一些在大廠基本都會有的東西都不見了(像是Sub-trim就沒有),選單功能操作的邏輯也非常糟糕。中立點似乎不準,可調整的範圍異常的小。然後我從沒用過任何一隻遙控器轉盤行程作的像他那麼長的!完全無法接受那用起來的手感。
如果預算有限的話,還是去買隻大廠低階槍用來用比較實在,就算沒液晶螢幕什麼的也沒關係,就是別搞這玩意來折磨自己啊!

[KO Propo]
KO我很不熟,我只知道MINI-Z的機板是KO作的,如果其它廠牌的遙控器想要拿來遙控2.4G的Mini-Z,唯一的方法是想辦法把KO的2.4G發射模組RF-901SM轉接或改造裝到自己的遙控器上。
另外當時KO高階槍控給一般車用的2.4G發射模組是RF-901S,並非MINI-Z用的RF-901SM,兩者完全不相容。

[Futuba]
Futaba的系統還算容易懂,分為:
* FASSTest : 高階,目前只有一隻飛行用遙控器(18MZ)用這規格。詳細資料不明。
* FASST : 高階,據我的理解FASST應該是使用DSSS調變加上自動頻道切換的設計。4PK Super、4PK、3PK甚至3PM-X都是這規格。FASST的遙控器/接收機都能混用。但高階FASST遙控器(例如4PKS)無法切換模式來使用較低階的S-FHSS/FHSS接收機,是較可惜的地方(這樣一些不是那麼要求性能的車,就沒法用低價接收機了)
* S-FHSS : 中階,High Speed FHSS,FHSS的改良版,提升反應速度。S-FHSS的遙控器(如4PL)和能向下相容於FHSS的接收機;S-FHSS接收機(如R203GF)也能向下相容於FHSS的遙控器(如3PL),非常優秀的設計。
* FHSS : 中階,入門2.4G系統。

[Sanwa]
雖然我用的是Sanwa的遙控器,不過老實說他在2.4G方面真是一團亂。
– 初期
* DSSS : 高階用。M8/M11的2.4G TM-221DS發射模組,使用DSSS方式,只能搭配RX-441DS(4ch)和RX-371(3ch)接收機使用,無法相容於自家的FHSS。
* FHSS : 中階用。MX-3改版為”MX-3 2.4G”,搭配RX-351FS接收機(FHSS)使用。

– 中期1
* DSSS2(DS2) :
高階M11改推出新的2.4G TM222-DS發射模組,使用DSSS2方式,只能搭配RX-442DS接收機使用
似乎能夠相容原有的DSSS1 (因3ch接收機還是繼續搭配RX-371)。
中階的MX-3有一個叫MX-3G的改版,以及低階有BLAZER-G,都可對應DSSS2。
* FHSS2(FH2) :
MX-3改版為MX-3FG,搭配RX-442FS接收機(4CH, FHSS2)使用。另外M11也推出FH2的發射模組TM-222FS。
另外還有更為低階的MX-Sports,搭配RX-371FS接收機(3CH, FHSS2)
FH2系統似乎無法與原有的FH1共用。

– 中期2
* FHSS3(FH3(F)):
M11改版為M11X,內建2.4G,無法更換發射模組。搭配RX-451/451R(FHSS3, 4ch)接收機出貨,”向下”相容於FH2/DSSS2。
MX-3改版為MX-3X,和M11X一樣可同時對應FH3/FH2/DS2,搭配RX-451(FHSS3, 4ch)接收機出貨。
到這邊很明顯Sanwa想要放棄原本視為高階的DSSS,要改推FHSS了。
FHSS3的系統官方說相容於FHSS2的接收機,但FHSS1似乎不支援。
FHSS3還有分FH3和FH3F這兩種,對不起我實在不知那是什麼。

– 目前 (2012.02.12)
* FHSS4(FH4(F)T) :
中階MT-4,可搭配最新的RX461/462接收機(FH4T),並向下相容FH3/FH2/DS2。圖型化液晶介面,再加上溫度、轉速遙測功能,售價不到M11X的2/3 (M11X甚至還不支援FHSS4!),Sanwa的人腦袋是壞了嗎?
FHSS4也是分FH4T和FH4FT,依然不明白是什麼意思 :p
* DSSS2 :
中低階MX-V,比MT4還要新的槍控。小小的液晶螢幕,只支援3ch,售價也比MT-4低一級。於是就配給他DSSS2…。DSSS2反而變成中低階系統在用的了。
— 2013.04.01更新
MX-V在Sanwa日文網站上的規格是只支援DSS2,不管是網頁上的介紹或接收機對應表裏面,都不相容於FHSS
支援的接收機有:RX-37W, RX-37E, RX-371, RX-442DS(都是DSSS)
但在英文版網站卻寫說這是一隻FHSS2的遙控
支援接收機:RX-37E, RX-371 (都是DSSS), RX-442FS (這顆是FHSS2)
台灣市面上販賣的跟英文網站一樣是寫FHSS2,但卻是搭配DSSS2的RX-37E在賣
所以這隻到底是只吃DSS2,或是其實FHSS2也可以吃?我沒試過就不知道了

— 2013.04.01更新
目前:(2013.04.01)
* FHSS4(FH4(F)T) :
Sanwa在2012.04推出頂級M12,取代前一代虛弱的M11x
同時也推出新的RX-471接收機
RX-471比先前的RX-461/462更小,而且可以同時支援FHSS3/FHSS4
M12和MT4比較起來,除了比較帥氣一點,還有號稱更快的處理速度(Sanwa每一代的機王都一定要號稱一下比前一代快幾倍)
然後比MT4更大、更重、更貴(台灣差不多是賣兩倍價錢)
支援的接收機幾乎一樣 (新推出的RX-471 MT4也可以用)
M12當然是有比MT4加強的地方
例如螢幕背光、4WS混控
但其它的一些功能像是PC連線、遙控器間資料傳遞、更複雜的curve設定、可自定的選單等等
對一般使用者來講就不是那麼的重要了

整理一下Sanwa 2.4G接收機的型號
DSSS : RX-441DS(4ch), RX-371(3ch)
DSSS2 : RX-442DS(4ch), RX-37E(3ch,搭MX-V的,好像沒有單獨賣),RX-37W(37E的防水版)
FHSS : RX-351FS
FHSS2 : RX-442FS(4ch), RX-371FS(3ch)
FHSS3 : RX-451(4ch, HSR), RX-451R(4ch,SSR), RX-381(3ch, SHR)
FHSS4 : RX-461(4ch, SSR, 有轉速和測溫功能), RX-462(4ch, SSR, RX-461再加上電壓檢查端子), RX-471(4ch, SSR, 比461更輕、更小,且同時相容於FHSS3,但沒有轉速和測溫功能)

註:
HSR : High Response模式對應。
SSR : Super Response模式對應。

[結論]
如果你在考慮Futaba和Sanwa的中高階2.4G槍控,我的建議是:
Futaba 4PK Super : 可以考慮,畢竟是最高階的FASST系統。
Futaba 4PL : 明顯只是S-FHSS系統,但相信我們一般人根本感覺不出差別。
Sanwa M11X : 舊圖型介面、前一代的遙控系統,比自家中階MT-4還弱,丟掉啦。
Sanwa MT-4 : 中階價格高階系統,但液晶螢幕不會發亮(可能是故意弱化,敢拆的話可以改就是了)
Sanwa M12 : 最高階的機種,先去把MT-4搞懂再來說吧!

Futaba的優點是,他是在台灣製造,維修比較沒問題,所以在台灣相對的Sanwa就顯得冷門的多。
Sanwa則是接收機便宜,在台灣Sanwa的頂級接收機大概才2000元左右,Futaba的大概都要3000,有多台車的時候會省不少錢。但是如果你真的打算買Sanwa的系統,請記得記得一次把接收機買足。不然看看這篇光是為了整理Sanwa的規格就寫了一大堆,照他改規格的速度,以及搖擺不定的策略,萬一以後買不到接收機一定會想哭啊。還有以後想換新遙控器的時候,舊接收機可不見得能相容哦!
— 2013.04.01更新
來比較一下Futaba和Sanwa較低價位的接收機,畢竟車一多的時候也不是每台車都需要裝到最頂級接收機才行

Futaba
R203GF,3CH S-FHSS大約900
R2104GF,4CH S-FHSS大約1100~1800 (這價格落差也太大了)
附帶一提,R203GF和R2104GF幾本上是一樣的東西,外殼大小一樣,機板也一樣,只差在一個3ch一個4ch。
之前看過人家改,機板一顆電阻換掉,就可以把3ch的R203GF改造成4CH的R2104GF。(Futaba的接收經常都這樣搞)
不過那時候2104一顆是203的兩倍價錢,現在價錢沒貴多少的話直接買2104就行了啦。
R204GF-E,4CH S-FHSS,比203/2104還要輕還要小,但…現在沒看到有人在賣?價格不明

Sanwa
RX-371FS,3CH FHSS2,大約1000,這算是古董了,當初搭配MX-Sport出的,現在這控含接收一隻才1800
RX-371,3CH DSS2,大約1050,這也是古董了,M11還在插DSS2發射模組時候的東西
其它?沒有了…Sanwa很多型號的接收機在台灣都買不到的
不然RX-422FS,4CH FHSS2,這種古董一顆還是賣2000呢!
在MT-4流行之前,Sanwa在台灣相較之下算是相當冷門的牌子(好啦,M8也是不少高階玩家在用)
出一大堆型號大家也搞不清楚,價錢就非常混亂
接收機不管高階低階新的舊的,通通賣2000塊 (所以我都買最高階的…)
現在起碼有RX-371FS可買,該偷笑了

所以兩個牌子相比之下
如果都要最高階的接收機,那Sanwa的好!比Futaba便宜的多~
如果考慮低階的,那Futaba好!1000多Sanwa連4ch都買不到呢!

在 “認識RC 2.4G系統” 有 10 則留言

  1. 各家的作法可能不同
    像KO的遙控器或發射模組裏面的晶片大都是自己作的
    有些廠可能會用一些現成的收發晶片來用
    例如CYRF6936 CC2500 A7105 NRF74L01這些
    但就算用一樣的收發晶片,還是得用一樣的編解碼方式才能互通

  2. Hi版主, 感謝您的回應.

    我很好奇的是, 像您所提到的小橘子, 或是其他大陸廠商出的搖控設備, 都宣稱可以相容於DSM, 甚至於可相容多家廠商的2.4G DSSS. 不知大陸廠商是怎麼辦到的? 因為我個人是靠設計Wi-Fi跟Bluetooth晶片養家活口的, DSSS/FHSS系統我很熟, 我就沒想清楚為什麼像Spektrum為什麼沒把DSM搞的很難解, 讓其他廠無法解, 我滿懷疑那些號稱相容的廠商有能力自己開一顆2.4G晶片, 因為開一顆2.4G的晶片, 雖然難度已經沒那麼高, 但是也是滿貴的. 我唯一的解釋是Spektrum是用協力廠的現成IC兜出來的, 所以其他號稱相容的廠商才有可稱之機. 您知道陸廠是怎麼辦到的嗎?

  3. Hi版主, 照您給的晶片型號查了一下, 果然找到很多資料, 比如

    http://www.banggood.com/DEVO-Transmitter-Tuner-Modified-For-FBL80-FBL100-WLtoys-V922-p-89812.html?products_id=89812

    的確是用CC2500. CC2500很多年前我曾經用過, 不過不是用在搖控設備上面. 還有笙科這家公司我有朋友在那工作過. 這解了我心中一個長久以來的一個疑問, 原來這些開2.4G晶片的公司, 除了賣給作無線滑鼠/鍵盤的公司, 還有賣給做搖控的公司.

    這樣看起來, 那些國際大廠, Spektrum(JR), Futaba, Sanwa…應該都是用現成的2.4G DSSS晶片兜出來的. 那就回到我原來的那個疑慮, 為什麼國際大廠不搞個自己的晶片, 亂攪一通, 讓其他相容廠商不要說沒能力自己開一顆晶片, 就算有能力開一顆晶片的, 也無法解. 用現成的晶片, 一下子就被人抄過去了.

  4. 哇,高手高手~~
    我會知道那些IC型號也只是因為玩過Devo而已

    至於為什麼不自己開一顆晶片…
    就我以前拆Sanwa遙控器的經驗,Sanwa的電路其實都還蠻低科技的
    同時期KO的IC板上已經一顆IC搞定的時候,Sanwa的都還是插滿一堆電阻電容電晶體的
    說不定遙控界的大廠其實也只是個小小廠而已?(這我不確定)

    另外就是在以前FM/AM時代,各廠的遙控器都能互通
    頂多就是自己開發的一些高速protocol不相容而已
    調變方式各廠都一樣
    所以可能也沒有特別想去把他弄成很特規吧?

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