Innovadora sonda de radiotransmissió de salt de freqüències
Les transmissions inductives tenen un abast molt curt (el receptor està muntat a la punta del cargol), mentre que les transmissions òptiques i les de ràdio de baixa potència poden transmetre a diversos metres. Les transmissions òptiques utilitzen la línia de focus entre el transmissor i el receptor, encara que també aprofiten les reflexions de l'interior de la màquina. Les transmissions per ràdio també aprofiten aquestes reflexions, a més d'una considerable difracció al voltant dels objectes de la màquina, pel que són idònies per a màquines de major grandària en les que la sonda pot inserir en el component, o per les màquines de 5 eixos en les quals no es pot garantir la línia de focus.
Principals factors que afecten el rendiment i la fiabilitat de les radiotransmissió
- Espectre ampli o freqüència fixa: què altres dispositius poden trobar en el rang de freqüència triat i quins passos cal seguir per permetre la seva coexistència?
- Tolerància a interferències de senyal: si es produeixen interferències com pot seguir funcionant la sonda amb fiabilitat?
- Evitació de 'punts morts': si hi ha reflexions dins de la màquina que generen interferències de senyal destructives en determinats punts com pot mantenir el funcionament de la sonda?
- Compatibilitat amb les regulacions: pot utilitzar la mateixa sonda a tot el món sense perill de contravenir les regulacions de radiofreqüència locals?
Tecnologia de transmissió de radiofreqüència fixa
Aquesta tecnologia ha demostrat ser fiable, sent la seva única limitació el nombre de canals disponibles per banda. No obstant això, aquests dispositius podrien veure's afectats per interferències locals d'altres dispositius de ràdio de la fàbrica que emetin en la mateixa freqüència.
Sonda de radiotransmissió de salt de freqüències
- Espectre ampli de seqüència directa (DSSS): s'envia simultàniament un senyal a baixa potència sobre una àmplia gamma de freqüències (igual que en les xarxes sense fils WiFi).
- Espectre ampli de salt de freqüències (FHSS): es transmet una senyal a relativa baixa potència sobre una sèrie codificada de diferents freqüències, que seran identificades pel transmissor i el receptor (igual que en els dispositius 'bluetooth' i en el sistema de sonda per ràdio RMP60 de Renishaw).
El sistema RMP60 d'Renishaw és un dispositiu FHSS que opera sobre una banda entre els 2.402 i 2.481 GHz, amb 79 canals de 1 MHz d'ample de banda cada un. El sistema es compon de dos mòduls: el RMP, integrat en la sonda i muntat en l'eix de la màquina, i el RMI, connectat al CNC i muntat en algun punt de l'estructura estàtica de la màquina.
Per a la transmissió FHSS, el transmissor i el receptor han de 'saltar' d'un canal a un altre, utilitzant tots els canals disponibles en el moment en la banda. D'aquesta manera, poden coexistir amb altres sistemes FHSS i DSSS, a més d'altres dispositius com forns microones, que també operen en aquesta banda de freqüències. El salt de freqüències redueix les possibilitats que un altre receptor no autoritzat pugui supervisar i interceptar els missatges de la sonda, a més, la possibilitat de recepció de missatges en el receptor correcte és més gran quan hi ha més trànsit de ràdio.
- A la primera freqüència, l'espectre està lliure i es realitza amb èxit la transmissió entre la sonda i el receptor.
- Després del primer salt, la freqüència canvia a un canal que es troba dins d'un rang de freqüència ocupat per un altre dispositiu amb major potència de transmissió. En aquest cas, no s'aconsegueix la transmissió de la sonda per ser de menor potència.
- Ara, la freqüència ha saltat a un punt en el qual es solapa amb un dispositiu DSSS i transmet sobre un rang de freqüència ampla, però a baixa potència. La transmissió de la sonda té la suficient potència per a continuar, mentre que el dispositiu DSSS manté un ample de banda folgat per transmetre els seus missatges.
- Freqüència lliure: transmissió correcta.
- La sonda continua amb les diferents seqüències de salt possibles que visitarà en tots els canals disponibles.
Tolerància a interferències de senyal
Per interferir en la radiotransmissió d'una sonda, l'altra senyal ha de coincidir amb el mateix canal a la mateixa hora i anul·lar la senyal de ràdio de la sonda. Aquesta situació és poc probable, ja que la banda de 2,4 GHz està reservada per a transmissions a baixa potència i la quantitat de dispositius que poden utilitzar aquest rang de RMI en qualsevol moment és molt baixa. L'impacte més probable d'una interferència en el senyal seria la pèrdua d'uns pocs bits en la comunicació. Si un missatge és bloquejat per un altre dispositiu, hauria de saltar amb la mateixa seqüència de canals i els mateixos intervals de temps que la sonda per bloquejar la comunicació d'una manera continuada. Sent realistes, la possibilitat que això passi és molt petita.
Evitació de 'punts morts' a la transmissió
Si sorgeix aquest problema, en canviar el canal en un sistema de longitud d'ona fixa, normalment només s'aconsegueix traslladar el caràcter nul a una altra part de la màquina. Molts sistemes de longitud d'ona fixa utilitzen dos receptors orientats 90 graus entre si per reduir la possibilitat de caràcters nuls en el receptor.
Un sistema de salt de freqüències evita els 'punts morts' canviant periòdicament de canals. La banda de freqüències de 2,4 GHz proporciona un rang de longituds d'ona entre 0,121 m (canal 78) i 0,124 m (canal 00). Normalment, el recorregut reflectit és substancialment més llarg que el recorregut directe (almenys 2,5 longituds d'ona més llarg). En aquest cas, si hi ha un nul complet al canal 78, l'atenuació del canal 00 serà de només 6 dB, per tant, la transmissió pot realitzar-se correctament encara que existeixin nuls en qualsevol longitud d'ona. Només es necessita un receptor per obtenir un gran rendiment.
A la pràctica, hi és clar moltes senyals reflectides amb diferents longituds de recorreguts, de manera que la generació de nuls pròxims en freqüències de canals successius és molt poc probable. A més, les ones reflectides es reduiran en amplitud, disminuint, per tant, la possibilitat d'interferències totals destructives en qualsevol longitud d'ona.