ELRS！遥控器！全剧终！

GE_90

还记得去年我出过一个讲无线点信号的贴子。理论扎实！



还以为一个帖子就包打天下了结果21年ELRS成爆款了。好多人让我来科普一下。还有去年的帖子中无线电没毛病，各种无线电频率遥控使用没说太细。今天我就来补完一下：

遥控玩具选遥控的完整版！



这是国际电信联盟的划分定义，各种波段和用途。但这和我们玩航模有什么关系呢？

玩RC你离不开无线电，无线电频率和特性是与频段息息相关的，无论厂家吹的多玄幻你依然要遵循物理学原理。我们来看看玩模型常用的几个频段。

你先记住这几个频段

-=FM=-



概况：这是我们最初的感动。当年出去玩飞机先到飞场问一圈频率。要不然你这一开遥控附近频段的飞机全都掉下来。FM频段的特点就是传输范围大绕射好（同功率下），带宽窄，信号容易受干扰，天线长。这四个特性，第一个范围广绕射好，FM的穿墙能力十分吓人，地下室都有信号。玩车钻管子，穿楼道，不知道比2.4G强多少。带宽窄，只能几通道，图像你就别想了。FM失控主要是因为干扰。天线很长，可以参考收音机的那种长天线。每次飞都要拉出天线，现在想想好有趣。固定翼上一般都是从头罩拉到垂尾，真飞机也是这么干的。装车上要伸出去好长好长。装船上一般都从舰桥顶端拉到舰首。



谁用：FM的老古董现在还有人用吗？有！而且用的非常多。凡是你看到的这种需要拉出遥控器天线的遥控器都是FM。他们使用的频率都在20~50Mhz。优点结构简单，绕射好。缺点数不过来了！说几个最主要的问题。1、延迟高；2、容易收到干扰，80m距离一大关，频率相似就失控；所以算了！就让给玩具吧！我们玩RC。

-=433=-



概况：433频段的特点就是传输范围大绕射好（仅次于FM），带宽窄。433频段是我们航模应用的主要高频头频段之一，论距离433比915高出一个量级。动不动就30km，70km。非常吓人。跟FM一样，失控了主要是因为干扰问题。距离一般都能超出人类极限。天线也是相当长不太好放。由于带宽问题，所以不能做图传只能当遥控通道信号使用。

最初，频率范围430.050～440.000MHz在全球范围内是分配给业余无线电服务使用的。一些无线电爱好者会使用此频段进行语言以及数据传输。但现在波段为 433.050～434.790MHz 的已大量地被各种工业、科学、医疗（ISM—Industrial-Scientific-Medical）应用所占用。除了我们的航模高频头外，还有小型电话机，遥测发射器、无线耳机、未注册的近距离小功率无线对讲机，无锁钥匙出入系统以及许多其他的应用都填满了这个频带，各类证卡等。

433MHZ在超高频（30—1000MHZ）范围内，超高频的共同特点是它基本上不能被电离层反射。在该频段起主要作用的传播方式是视距内的空间波传播，以及对流层散射和电离层散射。和高频波段相比，该频段的优点是，对于低容量系统可以用小尺寸天线。明显地，这种特点特别适宜于移动通信。对流层散射在某些场合代替了无线电接力系统，因为它可以不用中继站，一跳数百公里，同时还可具有大容量(多路传输)，而这在低频率是不可能的。

433MHZ处在超高频的低端，与860—960MHZ（通常的UHF频率）高端相比，由于低端能够被电离层反射，所以容易有干扰。但同时由于它处于超高频的低端，所以同时具有部分高频电波的特点，通信简单，易于实现，成本低，可用小功率和小得多的天线实现远距离通信，这是其优点。这些优点使其应用日趋广泛。再加上它的超高频通信的稳定性高，容量大，传输能力强等特点，使其优势更加突出。

可惜，这个频段的产品不多，功能也不太适合穿越机用。

谁用：没人用！433目前遥控玩具的市场已经基本没有了。915和ELRS的2.4G已经基本能够超越433的遥控范围了。甚至915的ELRS据说能跑上百公里。

-=915=-



概况：这个频段我也懒得提，高频头频段，干扰基本上没啥了。就这么一家做的好。遥控范围10km左右看功率。带宽速率也够用，绕射也凑合。

自1997年末以来，频率范围868～870MHz在欧洲允许短距离设备使用，因而，欧洲邮政、电信会议的 43 个成员国中也可以为射频识别系统使用。一些远东国家也在考虑对短距离设备允许使用这个频率范围。在欧洲之外（美国和澳大利亚），频率范围888～889MHz和902～928MHz已可使用，并被反向散射射频识别系统使用。目前中国大陆射频识别系统通常的UHF频率范围是860—960MHZ，具体规定为840～845MHz和920～925MHz。

该频率范围无线电波基本不被反射，传输信息的质量好，稳定性很高。在无线电中继系统中，采用较高的频率，虽然传播损耗增加，但是高的天线增益可以补偿这部分损耗。因此，采用这个频段是合适的，而且容量也可增大，可以通过更多的路数。但同时该频段与433MHZ相比，操作相对复杂，成本较高，这是其不利的一面。最重要的是915设备目前就那一家在卖，买一个等半年都是快的。要是赶上售后，都论年！只此一家还不降价！买一套没个一千大几根本下不来。



谁用：我用过。2021年之前几乎是穿越机市场的一家独大。传统的2.4g遥控器装在穿越机上距离确实堪忧。地面能稳定的也就300m。体育场竞速啥的还够用范围大了，多机飞真的不好说，多次失控炸鸡的惨痛教训让我买了这个我也看不起的牌子。但是这玩应有延迟，而且距离远了延迟能感觉出来。这就是很多竞速RC都不选915的原因。有了ELRS之后估计用的人也就没啥了。

-=1.2G=-



概况：这个频段带宽就能够传输图像了。信号稳定，绕射好，带宽够用。跟5.8G的图传比起来，1.2G的图像清晰度差（一坨一坨），延迟比较高。所以一般都用在远航FPV上配合433高频头使用。（对，就是几十公里那种）但是这个频段会有很多限制，要玩先查查规章。这个频段用的非常多干扰也不少。

谁用：没人用！这个频段找不到特别大的硬伤，唯一问题是没有厂家做芯片。

-=2.4G=-



概况：这个频段我就不介绍了。我们现在遥控器基本都是2.4G频段的。抗干扰能力强，带宽大，距离一般够用，目视距离上2.4G应该是最完美的频段。早先确实有用2.4G做图传的，但是搞不成低不就，论距离比不过1.2G，论延迟比不过5.8G，后来就没人玩了，只剩下遥控器了。



谁用：RC主力遥控器。车、船、飞机、直升机都在用。适合目视遥控的所有玩具。你看玩车的赛事、直升机的赛事、赛艇、F3D花式都在用。距离够用（固定翼2公里没问题）、延迟低（8ms、11ms的一大堆）、抗干扰（多少人一起玩都不是问题）。你玩的RC如果是目视范围能爽的就用它。
-=5.8G=-



概况：这个频段的遥控器去年也就这一家，今年就出来好多家。图传几乎每家都是这个频段。这个频段带宽参考目前的5G手机。因为5G用的就是这个频段。但是绕射几乎没有。穿墙效果是十分的差。FM遥控器100mw穿三栋楼跟玩一样，5.8G1W功率都不行。这就是为啥大疆的穿越机总三格信号炸机的原因，穿墙？你穿树都费劲。

但是话说回来，人家是做航拍起家的，航拍很少低空穿墙，只要够远（用功率堆出来的）就够了。说明书说的4km那是高空，不穿墙，没有树，电磁环境好的地方。



谁用：这种遥控器纯属天空端配件！只有他能用。不用讨论。

总体来说论穿墙绕射和距离（同功率）

FM>433>915>1.2G>2.4G>5.8G

论带宽/速度和抗干扰

5.8G>2.4G>1.2G>915>433>FM

各有各的优劣势

  各个频率之间会各有各的优点及缺陷。135KHz以下传输距离短约起10公分左右，通讯速度慢。此频段在大部份的国家是属于开放的，不会涉及到法律法规的执照申请等问题。因此使用范围最广泛。主要应用在宠物、门禁管制和防盗追踪等。在这个频率范围当中应用最广泛的是航空以及航海中的无线电服务。定时信号和频率标准服务以及军事无线电服务。频率范围13.553～13.567MHz处于短波范围中间。根据这个频段电磁波的传播特性，允许其黑白昼夜贯穿联系。这个频率使用范围中是不同类别的无线电服务机构。比如新闻和电信服务等机构。所以远航遥控器FM被淘汰了，我们最好从433和915里调一个了。在中国，UHF（超高频）分配给RFID的频段主要集中在两个频率范围内。一个是840—960MHZ（具体为840～845MHz和 920～925MHz,发射功率为2Ｗ），另一个是433MHZ（不同国家对 UHF 的分配不同）。840—960MHZ频段和433MHZ频段同属于UHF范围，这也是我们常用的高频头频段。



ELRS是个啥？
前面说频率废话一大堆，怎么把ELRS给拿出来了？ELRS不是频率，是一种编码ExpressLRS
具体的我这就不BB了。多说你也不爱看。直接说疗效。有个叫semtech的公司搞了一种神奇的芯片用一种奇怪的编码，能减小延迟（不到5ms），能增加遥控范围（100mw飞几公里），能穿墙（各种实测视频）

这种如同外挂一般的存在今年一量产就成了爆款。把玩了这么多年的频率、距离、穿墙一次性全干翻。前面说的那些都有效，不过用了这种编码，至少性能都X10。恐怖的是这玩应还是开源的！大家一起迭代软件，性能直接爆炸！



比如这东西动不动就30km，2ms你说别的遥控设备都可以洗洗睡了！ELRS选RC遥控器简单了。选个好看的颜色，选个喜欢的外形。再搓搓摇杆试试手感，最后找个ELRS的高频头怼上就完了。

ELRS！遥控器！全剧终！

酷哥的哥哥ok

lefunet

学到了

闪猫

学无止境。好贴收藏了。

飞不高的小小鸟

学习。

数不清

ExpressLRS 信号链路

畅娃

        总结的非常到位，学到新知识了
        顺便说一句，为啥没几个厂做1.2G频段的设备呢？因为这个频段是国内的军用频段，乱用是要吃牢饭的

cxdsfw

感谢大佬科普，希望ELRS能再详细点，哈哈哈

sy6831

大致搜了下，ELRS除了思翼的接收机能直接驱动舵机，其它的貌似都只能和飞控连。不玩飞机的要滞后多久？

二木山人

sy6831 发表于 2021-10-16 23:11
大致搜了下，ELRS除了思翼的接收机能直接驱动舵机，其它的貌似都只能和飞控连。不玩飞机的要滞后多久？

现在有 crsf 转pwm 的转接板了， 直接驱动舵机应该也不是问题把。

wzxzy

学习了，整个ELRS试试

GE_90

cxdsfw 发表于 2021-10-16 10:53
感谢大佬科普，希望ELRS能再详细点，哈哈哈

我买的设备到位了。来来来马上来！这是第一个后面还有两贴

stylecheng

这种大篇幅抄袭来的文章，估计楼主自己都没消化吧？
被电离层反射这种事是穿越机需要考虑的吗？
各种前后矛盾、概念混淆的。理论扎实四个字还是删了吧。

GE_90

stylecheng 发表于 2021-10-18 13:06
这种大篇幅抄袭来的文章，估计楼主自己都没消化吧？
被电离层反射这种事是穿越机需要考虑的吗？
各种前后 ...

你说我抄的我认，没有自己发现的都是别人研究的。说别人的时候都能耐着呢！说我这那不对？你能不能写个对的？要不你指出我哪些写的有问题，一一订正也行。发牢骚就算了

stylecheng

首先，FM不是频段是调制方式。这三个频段还用过AM的调制方式。
以前遥控常用27、35 、72MHz这三个频段，为了保证互不干扰每个频段又分不同频点。
“20~50Mhz”不知是哪听来的
而且也不是你说的“你这一开遥控附近频段的飞机全都掉下来”撑死掉撞频的那架。
延迟高也和频段关系不大，这三个频段的遥控器都是硬件直接调制解调的，可以说是延迟最小的。
延迟大，是因为这三个频段使用PPM/PCM的编码方式，50Hz左右的帧率决定了最大延迟在不会小于20ms。

其次，433/915这些你抄袭的是《射频识别中433MHZ频率与通常UHF比较分析》文章里面的内容。
这文章说的是广播、电视、电台这类大功率、长距离传输的场景。
电离层这种距地面60公里以上的玩意，在遥控器的使用场景里面根本无需考虑。

然后，5G手机，国内使用的是2.515-4.9GHz之间，四个共460MHz的间断的频段。
5.8G的遥控/图传使用的是ISM频段中的5.725-5.875Ghz和5G完全是不同的频段。
不会也不可能让你的遥控器使用到5G通信相同的频段的。


最后，ExpressLRS不是频率不是编码。是个使用SX127x/SX1280 芯片基于LoRa协议的开源项目：https://github.com/ExpressLRS/ExpressLRS
至于ExpressLRS是什么直接看项目里面的readme吧。

太多槽点懒得写了。

木马

学习了，收藏

GE_90

stylecheng 发表于 2021-10-18 14:33
首先，FM不是频段是调制方式。这三个频段还用过AM的调制方式。
以前遥控常用27、35 、72MHz这三个频段，为 ...

你这么厉害呀？
你展开讲讲呗！就说说开源ELRS为啥只能使用CRSF协议那部分就行！

stylecheng

GE_90 发表于 2021-10-19 14:59
你这么厉害呀？
你展开讲讲呗！就说说开源ELRS为啥只能使用CRSF协议那部分就行！

不用CRSF难道用20ms一帧的ppm？
你是想说CRSF的低延迟还是想说CRSF协议支持双向通信能回传一些飞控数据？
说到延迟这里我又忍不住想吐槽，你说的“不到5ms”、“这东西动不动就30km，2ms你说别的遥控设备都可以洗洗睡了！”这些简直就是偷欢概念。
这延迟你是怎么得出的？1秒除以200Hz等于5ms？1秒除以500Hz等于2ms？
图样图森破。最大延迟不会小于刷新周期这一简单的道理都不懂。
而且，高刷新率和远距离是冲突的。30公里2ms延迟简直是发梦。想长距，老老实实设为50Hz。
自己看项目里这部分是怎么描述的：

Runs at up to 250hz (or down to 50hz) updates per second (transmission rate) depending on your preference of range or low latency:

• At 868/915 MHz a packet rate of up to 200 Hz is supported. Stick latency can be low as 6.5ms as seen on firmware with crsfshot (aka OpenTX 2.3.12 mixer scheduler) support. 🧠
• At 2.4 GHz up to 500 Hz is supported (OpenTX 2.3.12 or above).
  

最后别岔开话题，你自己说你这个帖子是不是大篇幅抄袭自己都没消化的文章，各种基本概念都混淆。
前后矛盾的还要我给你一一指出吗？

ges_g

stylecheng 发表于 2021-10-20 16:54
不用CRSF难道用20ms一帧的ppm？
你是想说CRSF的低延迟还是想说CRSF协议支持双向通信能回传一些飞控数据 ...

受教了，好专业。

stylecheng

继续说说延迟这个事情吧。

发送周期是固定的，指令更新时间是随机的，所以延迟并不是固定的。
比如200Hz的刷新频率，周期是5ms。假设传送时间为2ms（从高频头开始发送到接收机完成接收需要的时间）。
因为指令更新时间是随机的所以可能在一个周期里的任意时刻有指令更新。

如果数据包刚开始发送，遥控器指令就更新了，那这个指令需等到下个数据包才能发送出去。
接收机在接收完第二个数据包的的时候才得到了这个更新的指令。这里就是最大延迟5ms+2ms=7ms。
如果指令更新的时间刚好在数据包即将发送之前，这个指令立即会通过这个数据包发送出去。
接收机2ms后完成接收，得到这个更新指令，这里就是最小延迟2ms。
所以，单说遥控链路的延迟，最大是周期加传送时间，最小是传送时间。
当然整个遥控系统的延迟那还得加上ADC转换的时间，滤波算法消耗的时间、遥控器MCU执行的时间和接收机MCU执行的时间。
遥控系统的延迟当然是越小越好，但延迟小到一定程度的时候再继续降低就没有太大的意义了。
因为最终瓶颈不在遥控系统，而在于你自身。
不同于飞控控制电调，飞控的速度是足够快，飞控MCU的指令传达到电调MCU的时间基本就等于协议的延迟。

人就不一样了，神经传导的延迟是“很大”的。一个正常人，手指执行大脑发出的指令，差不多要一两百毫秒的时间。
比起人类神经传导的时间来说过分的追求遥控系统的低延迟，只能被称作数据党了。
你说SBUS就是比PPM要爽，那我还能理解。
但是你如果说SBUS和CRSF使用起来有明显差异，那我只能归为心理暗示。

如果你天赋异禀，比如手短，手指直接长在肩膀甚至是脖子上，又或者舌头足够灵活，使用舌头来操纵摇杆的话。
那继续追求低延迟才有意义。