ECOLAGE DOUBLE COMMANDE AVION RC ET PROBLEMES DE COMPATIBILITE ENTRE DIFFERENTES MARQUES D'EMETTEURS

Désigné volontaire au sein de mon club pour l'écolage de débutants en vol radiocommandé d'avions et la double commande étant obligatoire, je me suis très vite heurté à deux problèmes majeurs :
1) le débutant trouve l'achat d'un module double commande (et le câble) prohibitif
2) le débutant est en possession d'un émetteur de marque différente du prof

J'ai commencé mes expériences (et non la recherche, car ma connaissance en électronique est fort limité) avec ma radio FUTABA FC18 V3 Plus interconnecté avec d'autres Futaba's. Après se sont ajoutés d'autres marques.

Je ne rentrerai pas trop dans des détails d'électronique au sujet de la courbe du signal PPM, je me limiterai à la réalisation pratique pour faire de la double commande.

1. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DOUBLE COMMANDE

C'est simple : le signal d'émission basse fréquence PPM de l'émetteur (TX) de l'élève, avant d'être transformé dans la partie Haute Fréquence (HF), passe via le câble d'écolage vers le TX du prof. Le prof emploie soit le signal du TX-élève, soit le signal de son propre TX (à l'aide d'un interrupteur à ressors) pour faire voler le modèle. Cela veut dire que le TX-élève n'émet aucun signal HF, et pour cela il faut soit enlever le cristal d'émission de son TX, soit tout le module HF (si possible). L'antenne de l'élève ne sert à rien et ne doit donc pas être sortie. Le TX-prof emploie le cristal approprié et émet sur la fréquence du modèle en question. (voir figure 1-01)

Exceptions à ce système : toutes les anciennes radios MULTIPLEX, c.a.d. les radios fabriquées avant la série MC (MC 3010,3030 et 4000) et avant la série Picoline et Cockpit. Aussi les anciens modèles (beige) Futaba des années 1976-1980, les radios Mac Gregor, probablement les radios Kraft, etc…Ces anciennes radios étaient reliées entre-elles par un câble qui ne faisait que passer le courant de l'accu du prof. Ou bien le prof émettait, ou bien le prof éteignait sa radio et automatiquement la radio de l'élève s'allumait. Les deux radios devaient donc être équipées en cristal et module HF et l'antenne sortie pour pouvoir émettre. Les anciennes radios Multiplex ont quand-même une sortie PPM, ce qui permet de les connecter uniquement comme élève avec les nouvelles radios Multiplex (ou autres marques).

Dans les émetteurs actuels, l'on peu distinguer 3 types de radio maître :

type 1 : la radio maître emploie le signal PPM de l'élève et « manipule » ce signal en y ajouter les mêmes mixages et réglages qui sur le signal d'origine de la radio maître, avec la possibilité de passer les voies d'une manière sélective à l'élève (p.e. seulement voie 1 et 2 peuvent être « données à l"élève). Ce type de radio permet une grande liberté : la radio élève ne doit pas être une radio programmable, même pas pour un empennage en « V » ou pour hélicoptère, une simple radio 4 voie suffit.
Parfois il est même possible de corriger l'élève sans pour cela rebasculer l'interrupteur d'écolage.
type 2 : la radio maître possède la possibilité de passer les voies d'une manière sélective à l'élève. Il faut donc que la radio élève puisse à elle seule gérer les éventuels mixages etc… du modèle.
Souvent il est même possible de corriger l'élève sans pour cela rebasculer l'interrupteur d'écolage.
type 3 : la radio maître passe la commande à l'élève d'une manière absolue (toutes les voies). Un sorte de tout-ou-rien. Il faut donc que la radio élève puisse à elle seule gérer les éventuels mixages etc… du modèle.

type 1 : Multiplex 3010, 3030, Evo, 4000, Graupner MC22, MC24, Futaba FF8/8U, FF9/9C, Futaba/Robbe FC18V3.1 et V3.2
type 2 : Futaba/Robbe FC18V3.0, …Futaba 9ZAP-9ZHP, Graupner ? ? , JR PCM9X
type 3 : Futaba/Robbe FC18V1 & V2, FC16, F16, FX14 & FX18, Futaba Skysport 4/6, Futaba FF6/T6XAS/6EXA et similaires, Graupner MC10, MC12, MC14, MC15, MC16, MC17, Hitec Flash4/5 et Eclipse, Sanwa/Airtronics VG400, VG600, VG6000, RD6000Super & Sport, RD8000.
Des infos sur toute autre radio sont le bienvenu pour compléter la liste ! ! ! ! ! Contactez-moi ! ! !

1.1 LE SIGNAL PPM (et compatibilité)

LE SIGNAL PPM :
Ce signal basse fréquence est transformé en signal haute fréquence que l'émetteur va émettre. Le récepteur recevra ce signal haute fréquence, le transformera en signal PPM, ce dernier étant transformé à son tour en signal utilisable pour les servos.
Le signal PPM est un signal avec autant de modulations que de voies à l'émetteur, mais je n'ai toujours pas bien compris. Pour plus d'infos, voyez ici :
   -www.chez.com/silicium31/les_docs.htm
   -www.aerodesign.de/peter/2000/PCM/PCM_PPM_eng.html
   -www.mp.ttu.ee/risto/rc/electronics/
   -www.skystreakers.org/Articles/HowRadiosWork.htm
   -http://www.omegaco.demon.co.uk/mechtml/fmectech.htm#anchor160947
   -http://home.nordnet.fr/~fthobois/ , section théorie

Un émetteur avec un signal PPM de modulation positive ne saura en théorie être compatible avec un émetteur travaillant avec un signal PPM de modulation négative. En pratique, ma FC18V3Plus semble être +/- tolérant au signal PPM opposé.
D'après mes recherches limités, il s'avère que :
- JR et Sanwa/Airtronics travaillent en PPM modulation positive
- Futaba, Hitec et Multiplex travaillent en PPM modulation négative
- Graupner parfois positive, parfois négative
Cette modulation positive ou négative n'a rien à voir avec le SHIFT positif et négatif appliqué aux Etats-Unis et le Canada. Futaba et Hitec travaillent la-bas en shift négatif, contrairement aux autres marques. Cela rend les récepteurs en shift positif incompatibles avec les émetteurs en shift négatif et vice-versa. Je répète que ce problème existe uniquement pour le marché des Etats-Unis et du Canada, pas pour le reste du monde. Ce shift positif et négatif n'est donc pas dans le codage du signal, mais bien dans la partie HF du signal.

Pour ceux qui sont intéressés par un oscilloscope gratuit pour visualiser ou chercher le signal PPM, téléchargez-le depuis le site de l'Université d'Etat de Moscou :

COMPATIBILITE PPM :
Si il y a problème d'incompatibilité à cause de signaux PPM inverses, il suffit alors de 4 composants électroniques pour inverser le signal PPM de l'élève pour rendre le tout compatible. Voir chapitre 2 pour les détails de cet inverseur de signal et chap. 5 fig.5-10 pour un exemple.

1.2 IL Y A DEUX TYPES DE CÂBLE D'ECOLAGE

1) câble qui, en plus du signal PPM, donne le courant d'accus du TX-prof à l'élève ; l'élève n'allume pas son TX, car il est auto-alimenté par l'accu du TX-prof

2) câble qui ne fait que passer le signal PPM de l'élève au prof ; l'élève allume son TX

Avantage de la deuxième solution :
a) pas de risque de court-circuit dû à un câble défectueux : un court circuit entre les fils venant de l'accu du prof engendrerait un TX grillé et un modèle démoli.
b) la fabrication d'un tel câble est fort simplifiée (seulement 2 broches à connecter)

Désavantage de la deuxième solution :
Dans certains cas le câble n'est pas réversible, c.a.d. une fiche sert exclusivement au TX-prof, l'autre extrémité doit être branchée au TX-élève. Afin de distinguer l'une fiche de l'autre, j'emploie un bout de gaine thermo-rétractable rouge au bout du câble coté élève.

1.3 PPM-PCM

Le TX-élève doit normalement être mis en mode PPM et non en PCM, même si le récepteur du modèle est en PCM. Dans ce cas, bien sur, le TX-prof sera réglé en PCM.
Sachez qu'il y a des exceptions, où les 2 émetteurs doivent être en mode PCM avec un récepteur PCM. Quelques exceptions non limitatives dont j'ai pris connaissance :
élève --> maître
FC18 --> FC18
n'importe --> FF6/6X
FC18 --> FF7/7UAP
FC28 --> FF7/7UAP
9ZHP --> FF7/7UAP
FF7/7UAP --> FC28
FC18 --> FC28
9ZHP --> FC28
N'essayez pas de connecter différentes marques d'émetteurs quand les deux sont en mode PCM : toutes les marques possèdent un codage PCM différent. C'est également la raison pourquoi il n'est pas possible de faire fonctionner un récepteur PCM avec une autre marque d'émetteur.

1.4 MODE DE PILOTAGE

Si l'élève a envie de voler différemment du prof (p.e. l'un gaz à gauche, l'autre gaz à droite, cela est parfaitement possible en double commande. Il suffit que chaque émetteur soit programmé dans le "stick-mode" approprié.

1.5 IMPULSION DU NEUTRE DES SERVOS

L'impulsion du neutre des servos dits « UNI » est de 1.5 msec. Quelques anciens émetteurs Robbe travaillaient avec du 1.3 msec. Et hélas les émetteurs Multiplex Profi MC3000 (toutes versions) et la 4000 travaillent avec du 1.6 msec.
Le résultat, lors d'écolage entre une radio en neutre 1.5 msec et une autre en 1.6 msec, c'est que le neutre des servos sont décalés de quelques degrés (en principe 8 à 10°) par rapport aux réglages de base du moniteur. Et si l'importance du trim ne sait être réglé électroniquement, la différence du neutre est, je crois, juste trop grande pour qu'elle puisse être corrigée sur l'émetteur élève en mettant les trims dans les coins. Si la radio élève est non-programmable, il suffit d'un peu dévisser les potars des manches et les bouger dans le bon sens afin que le neutre corresponde avec la Multiplex.
Attention avec la Multiplex Cockpit MM et la Pico : toutes deux ont des neutres UNI par défaut. Avec la Cockpit MM, il y a moyen de changer le neutre UNI en neutre Multiplex dans le programme (choisir MN ou MR dans le menu servo de la partie gérant le sens de rotation. En France, il est possible de faire reprogrammer gracieusement la Pico en neutre Multiplex en SAV. La reprogramation et les frais de retour étant pris en charge par Multiplex.
(infos de Hubscher, importateur Multiplex France, qui possède même un forum pour les questions-réponses. A voir sur : www.hes-online.net)

1.6 AFFECTATION DES VOIES

La plupart des récepteurs sont compatibles avec un émetteur d'une autre marque, ce qui veut dire que le signal HF et probablement le signal Basse Fréquence (PPM) sont du même type (mais parfois inversés).

Hélas, quasiment chaque marque d'émetteur utilise sa propre affectation des voies. Et c'est ici que les problèmes de compatibilité peuvent devenir insurmontables pour des radios programmables et limitées dans leur programmation pour l'affectation des voies (et hélas, la plupart le sont).

Vu que l'apprentissage se fait logiquement avec un modèle simple 2 ou 3 axes avec seulement un servo pour les ailerons, il suffit des 4 canaux de base liés aux 2 manches de commande de l'émetteur.

Voici un tableau qui montre l'affectation des voies à la sortie récepteur :

Pour comprendre le problème de compatibilité, voici un exemple :

Supposez : un prof avec une Futaba FC18 et l'élève une Graupner MC10, l'avion vole bien avec le TX du prof :
La connexion du signal PPM entre les deux émetteurs ne pose aucun problème. Par contre le chaos est presque total. Si l'élève bouge son manche de gaz (voie 1 Graupner), le signal passe par le TX Futaba du prof vers le récepteur et c'est la voie 1 Futaba qui est actionné, c.a.d. les ailerons vont bouger! Si l'élève bouge le manche de profondeur (voie 3 Graupner), sur l'avion le servo de gaz va bouger, etc...

Solutions :

1) l'élève possède un émetteur non-programmable, équipé de fiches interchangeables :
Pas de problèmes : il suffit d'intervertir les fiches qui relient les potentiomètres des manches au circuit imprimé, afin que l'affectation des voies soit conforme à celui du TX-prof.
(Graupner FM314, FM414 and FM4014, Multiplex Europa sprint, Robbe TerraTop FMSS/PCMS,Multiplex PicoLine, Futaba/Robbe F14 & F16...)

2) l'élève possède un émetteur non-programmable qui n'est pas équipé de fiches interchangeables :
Ici la transformation est plus radicale. Il faut dessouder les fils d'un ou plusieurs potentiomètres des manches et les souder à d'autres potentiomètres de telle manière que l'affectation des voies soit conforme à celui du TX-prof. Petit problème si l'émetteur élève possède des mini-interupteurs pour inverser les voies : les numéros de ces dip-switches ne correspondent plus aux numéros des voies (Robbe CM-Rex, Robbe Terra Top FM...).

Intervertir les fils des potentiomètres n'est pas un problème si le trim est mécanique sur ce même potard. Si le trim est mécanique mais sur un potard indépendant (e.a. Robbe CM-Rex), il faudra également intervertir les fils de ceux-ci (ce que j'ai réalisé sur la CM REX ; la voie 3 et 4 ont été interverties pour être compatible avec les Futaba).

3) l'élève possède une radio programmable :
Deux solutions -loin d'être idéales- sont envisageables :

a) changements dans l'émetteur élève : Si l'émetteur possède des fiches qui relient les potentiomètres des manches au circuit imprimé (Multiplex Cockpit), il suffit de les intervertir pour changer l'affectation des voies. S'il ny a pas de fiches (e.a. MC 10), dessoudez les fils des potentiomètres des manches et intervertissez-les, éventuellement aussi les fils du potard de trim si présent. ATTENTION si les trims sont digitaux (Cockpit, Hitec Flash 5,...): probablement qu'ils sont reliés directement (sans fil) a un circuit imprimé, donc pas moyen d'y changer quelque-chose, ce qui veut dire que certains trims pourraient ne plus correspondre aux manches qu'ils devraient représenter. Pour l'écolage cela ira, mais impératif de remettre l'affectation des voies comme prévu par le fabricant dès que l'élève pourra voler seul.

Les problèmes et les limitations qui résultent de ces transformations sont nombreux au niveau de la programmation.

Prenez p.e. la Graupner MC10, radio programmable de base : supposez que vous avez inter changé les fils des canaux 1,2 et 3 afin d'être compatible avec Futaba. La MC10 prévoit un dual rate pour les ailerons (Graupner canal 2) et un dual rate pour la profondeur (Graupner canal 3). Mais vu que vous avez chipoté à la radio, canal 2 est devenu la profondeur et canal 3 les gaz. Vous obtenez maintenant un dual rate sur les gaz (totalement inutile) et un sur la profondeur, mais pas de dual rate pour les ailerons. Problèmes également pour inverser les canaux dans la programmation : si p.e. dans le programme vous activez "channel 1 reverse", ce ne sera pas une inversion des gaz comme prévu, mais bien des ailerons.

b) changements dans l'émetteur du prof : si le prof possède une radio non-programmable (ce qui serait plutôt étonnant), il y a moyen de changer l'affectation des voies comme décrit précédemment, afin de rendre les 2 émetteurs compatibles. Idem pour une radio programmable, mais je ne vois pas le prof bidouiller à sa radio.

Mais si le prof possède une radio programmable, il est parfois possible de changer l'affectation des voies par programmation. Si la programmation ne vous donne que le choix stick mode 1 ou 2 (parfois 1,2,3 ou 4), ce n'est pas possible comme les émetteurs programmables suivants:

Futaba : FX 14, FC 16, FC 18, FF 6, FF 8
Multiplex : ??
Graupner : MC10, MC12, MC14, MC 15
Hitec : Flash 5, Eclipse 7
Sanwa : ??
JR : ??

Avec la Multiplex 3010,3030, Royal Evo ou 4000 (probablement les radios les plus complètes du marché, mais hélas un peu boudées par ceux qui préfèrent une programmation toute mâchée d'avance avec des tas de restrictions comme conséquence) ,il n'y a aucun problème : chaque voie de l'émetteur sait être affectée à n'importe quelle voie du récepteur, et tous les mixages étant libres, il n'y a aucune restriction ou limitation ou problème.

Avec la Futaba FC 18 V3Plus ou la FC 28, le menu 21 permet d'affecter -avec certaines limitations- les voies pour s'adapter à l'autre émetteur.

Comme exemple : le prof avec une Futaba FC18 V3Plus et l'élève une Graupner MC10.

Si le prof vole gaz à droite et veux donner cours à cet élève, le menu 21 doit être programmé comme suite :
menu 21   1 2 3 4 5 6 7 8 (numéro des voies sur les manches du TX)
              2 1 3 4 5 6 7 8 (sortie récepteur)

Cela résoud un problème de l'élève et hélas en crée un pour le prof vu la programmation limitée de la FC18 V3Plus : cette radio reste têtue et persiste à prétendre e.a. que le servo branché sur la voie 1 du récepteur sert pour les ailerons. Le menu 15 de cette radio (dual rate/exponentiel ailerons) sera fonctionnel sur la sortie n°1 du récepteur, qui est pour Futaba la sortie ailerons. Hélas, dans cette configuration cette sortie récepteur est actionnée par la voie n°2 qui sert comme manche de profondeur. Pour obtenir un dual rate et exponentiel sur les ailerons, il faut employer menu 16 qui est explicitement nommé "D/R profondeur" ...et le D/R pour la profondeur devra être programmé avec le menu 15 (D/R ailerons). Des mixages pré-programmés comme mixage delta (élevons) p.e. ne pourront être utilisés...Soyez donc prudent pour éviter les confusions...en espérant que mes explications ne soient pas trop confuses.

4) l'électronique vient à votre aide :
Il est possible moyennant un circuit électronique de rendre l'affectation des voies de Futaba vers Graupner/JR ou vise- versa compatible. Pour cela il faut se procurer depuis l'Angleterre 2 circuits intégrés programmés et réaliser une sorte d'interface. Pour les gens qui ont compris qu'une seconde langue est indispensable dans la vie, visitez le site www.welwyn.demon.co.uk/lead/lead.htm. Cet article a également paru dans un mensuel RC renommé anglaise.

5. Pour ceux qui ne trouvent pas de solution à leur problème, il en reste une, mais plus coûteuse :
les modules à embarquer dans l'avion avec 2 récepteurs.

a) il existe une marque Française ou Belge dont le nom et l'adresse m'échappe qui fabrique un système pareil. Cette firme a fait régulièrement de la pub dans les magasines RC Françaises jusqu'en l'an 2000. Qui m'aide à retrouver le nom et adresse?

b) JAMARA WIRELESS TRAINER : (ref. Jamara 080003) Prix : +/-65 Euro
www.jamara.de/testberichte/wireless/wireless-1.jpg C'est un système écolage 2-voies qui s'installe à bord du modèle et requiert 2 récepteurs : celui du moniteur et celui de l'élève, ce qui permet d'utiliser 2 ensembles différents. Donc pas de cordon à brancher entre l'émetteur du moniteur et celui de l'élève. Hélas il n'y a que 2 voies à rendre à l'élève...
Il est néanmoins possible de brancher 2 modules en cascade, afin d'avoir 4 voies pour l'écolage. Avec ce système, plus de problèmes d'affectation des voies : il suffit de brancher la bonne sortie récepteur sur le module embarqué.
D'après des utilisateurs Allemands, cela fonctionne à merveille, toutes marques confondues.

6) Et puis il y a le système d'écolage sans fil fait maison :
Prenez un récepteur Graupner C16 équipé du cristal de même bande et fréquence que l'émetteur élève. L'élève transmettra ses commandes vers ce récepteur. En ouvrant le boîtier du C16, on y trouve un CI 4017. Le signal PPM se trouve à la broche 14, la masse à la broche 8 et le +5V à la broche 16. En alimentant le récepteur C16 avec un accu 4.8V et en connectant le signal PPM & masse à l'émetteur du prof, vous voilà en possession d'un système d'écolage sans fil. Le signal PPM du récepteur C16 semble être un signal à modulation négatif et nécessite peut-être un inverseur de signal comme décrit dans fig. 2-03 pour être compatible Graupner/Sanwa. Il est possible de faire la même chose avec d'autres types/marques de récepteurs, mais je n'en ai pas d'infos. Il suffirait de trouver le signal PPM dans ce récepteur à l'aide de l'oscillo téléchargeable. Ces infos-ci viennent de www.flyheli.de/flugsim/simrx.htm. L'idée de transformer ce système d'interface sans fil pour simu PC en système d'écolage à été donné par un participant allemand à un groupe de discussion allemand.

L'élève doit donc émettre dans une fréquence différente que le prof, et peu même émettre dans une bande différente (p.e. l'un en 35Mhz, l'autre en 40Mhz). Mais hélas, le plus grand problème de compatibilité n'est pas résolu avec ce système : >>l'incompatibilité possible due à l'affectation différente des voies existe toujours.

7) Encore un système sans fil, mais du commerce : ACT-T3S (35 ou 40/41 Mhz)
ACT-Europe, une société basé en Allemagne, fabrique un système du même principe que le système sans fil fait-maison, mais en employant un recepteur-scanner spécifique. Regardez ici : www.acteurope.de/html/t3s-system.html.
Donc pas besoin de cristal, le scanner sera bloqué sur la fréquence de l'élève. Le prix est au alentours de 65 Euro + 15 Euro pour le câble qui relie le scanner à l'émetteur prof. C'est probablement un outil idéal pour un club. Mais…
Mais hélas, le plus grand problème de compatibilité n'est pas résolu avec ce système : l'incompatibilité possible due à l'affectation différente des voies existe toujours.
Je cite une partie du site de ACT : "il faut s'assurer qu'aussi bien l'émetteur élève que celui du prof fonctionnent avec la même affectation des voies (aileron aussi bien dans l'émetteur élève que prof sur canal 1, etc.)"
Je cite le texte d'origine : "es muss nur sichergestellt werden, dass beide Sender die gleiche Steuergeber-Reihenfolge haben (querruder sowohl im Lehrer- als auch im Schüler-Sender auf Kanal 1, usw.)". fin de citation.

8) Et pour ceux qui n'aiment pas la double commande :
inscrivez-vous au club des "ANTI-DOUBLE-COMMANDE"