Texte et photos : Laurent Schmitz

Les systèmes 2,4GHz sont vendus sous deux formes: soit l'émetteur est équipé d'origine, soit on ajoute un module 2,4GHz pour convertir une radio FM. Le premier cas est le choix évident de ceux qui débutent dans l'aéromodélisme. De nos jours, il ne reste plus beaucoup d'arguments pour commencer en FM. Non seulement c'est une technologie obsolète, mais d'ici quelques années elle sera reléguée aux oubliettes, comme les radios AM et les moteurs à balais.
Le principal avantage d'un émetteur travaillant d'origine en 2,4GHz est que les indications propres à cette technologie s'affichent directement à l'écran: configuration du récepteur, puissance d'émission, etc. Il est aussi possible de lier une mémoire de modèle à un récepteur en particulier. Par exemple, si vous avez sélectionné 'Calmato' sur votre émetteur, seul le récepteur du Calmato réagira et il sera impossible de décoller avec un autre avion. Ceux qui ont connu la mésaventure de décoller avec une mauvaise mémoire de modèle apprécieront… Pour les systèmes plus évolués, comme chez Multiplex, l'écran indiquera même des données renvoyées par le récepteur: vitesse du modèle, altitude, variomètre, consommation, niveau de carburant ou d'accu, qualité de la liaison, etc. On annonce d'ores et déjà des développements encore plus avancés, avec un retour au sol de photos ou de vidéo embarquée, de la position géographique sur carte (via GPS), etc. Moi, ce que j'aimerais c'est une balise radio pour quand mon modèle tombe dans le colza ;-)
Si vous possédez déjà un émetteur 12 voies Grauptaba ZFX et dix récepteurs PCM de l'enfer de la mort, il va de soi que vous serez moins tenté de jeter tout à la poubelle pour acheter une radio 2,4GHz. Les fabricants l'ont bien compris puisqu'ils proposent des modules permettant de convertir une 'ancienne' radio FM. Soit le module 2,4GHz remplace le module d'émission FM d'origine, soit il se branche sur la prise d'écolage de l'émetteur. Dans ce dernier cas, il est parfaitement possible d'émettre simultanément en 2,4GHz et en FM. Par exemple, vous pouvez confier les commandes de vol au récepteur 2,4GHz (ailerons, profondeur, moteur, etc.) et les accessoires à un récepteur en 35 ou 40MHz (largage des bombes, feux de position, appareil photo, etc.). Cela peut être nécessaire sur des modèles très complexes si le module 2,4GHz est limité à 7 ou 8 voies.

Mon FHSS est plus FASST que ton DSSS !
Dans la frénésie de vente actuelle, les fabricants ne reculent devant rien pour vanter les mérites de leur matériel… au point de raconter tout et n'importe quoi. Pour s'y retrouver, voici quelques explications sur les différentes technologies employées.
Tout d'abord, il ne faut plus se soucier de brouiller les autres et le panneau de fréquences à pinces à linge peut être relégué aux oubliettes. Pour en arriver là, presque toutes les radios 2,4GHz utilisent le protocole d'étalement de spectre 'Direct Sequence Spread Spectrum' (DSSS). Cette technologie permet à de nombreux émetteurs-récepteurs de cohabiter sans soucis sur un même canal, comme plusieurs voitures peuvent partager la même autoroute. Il y a toutefois un danger si le canal choisi est complètement saturé par une source continue de brouillage, comme une puissante caméra vidéo 2,4GHz embarquée. Pour éviter ce risque, certaines firmes ajoutent au DSSS le saut de fréquence ('Frequency Hopping' ou ‘FH’). D’autres émettent en DSSS sur plusieurs canaux à la fois. Futaba FASST par exemple, émet en DSSS et sur tous les canaux successivement. De cette façon, si l'un d'eux est complètement saturé, il y a de bonnes chances pour que le suivant soit libre.
Quelle que soit la marque, lors du premier branchement le récepteur doit être lié à l'émetteur (procédure de 'binding'). Après cela, il ne reconnait plus que les ordres provenant de celui-ci.
Les fabricants utilisent généralement un microprocesseur commercial. C’est souvent le même que l'on retrouve dans les routeurs WIFI pour PC. Là-dessus, un logiciel embarqué 'traduit' les signaux à l'intention des servos. Malheureusement pour nous, chaque programme est spécifique à la marque et donc on ne peut pas mélanger un module émetteur de marque X avec un récepteur de marque Y, même s'ils utilisent une technologie identique. Le fabricant espère bien sûr que le client sera 'lié' à ses produits. Il peut par exemple attirer les débutants avec des émetteurs bas de gamme bon marchés, et les plumer plus tard avec des récepteurs très chers…
Pour justifier des prix jusqu’à dix fois plus élevés que d'autres marques, chacun y va de sa surenchère technologique. Ainsi apparaissent plusieurs antennes, voire des récepteurs 'satellites', eux-mêmes affublés de plusieurs brins à installer soigneusement. Le but de cette débauche d'antennes est de réaliser la fonction 'diversity'. Le 2,4GHz est sensible à l'orientation des antennes d'émission et de réception. Plus que jamais, il faut éviter de pointer l'avion avec son antenne car c'est dans cette direction que le signal est le moins fort. Si par hasard l'antenne de réception est pile dans le même axe, la portée diminue considérablement. Pour éviter ce phénomène, la majorité des marques installe plusieurs antennes. De cette façon, il y en a toujours bien une qui reçoit correctement. Spektrum quant à lui double carrément les récepteurs. Chez ACT, on a choisi de doubler les antennes d'émission (comme dans un routeur WIFI). Chaque antenne émet dans un autre angle. Avec en plus la possibilité de raccorder entre-eux plusieurs récepteurs en 2,4GHz et/ou en FM !
Tous ces raffinements relèvent plus de l'argument de vente que de la nécessité technique. Le baratin et les pratiques commerciales douteuses de certaines marques ont en outre créé un climat de méfiance envers des produits par ailleurs très corrects. D’autres ont cru bien faire mais leur initiative maladroite n’a fait que brouiller un peu plus les cartes. Ainsi, la firme asiatique Assan a développé un ensemble 2,4GHz à très bas prix qui marche fort bien avec un seul canal et une seule antenne. Mais comme le marché préfère les récepteurs à plusieurs antennes, les ingénieurs chinois ont simplement ajouté un second brin… soudé à la masse. Ce bout de fil sert à améliorer non pas le signal, mais la confiance des clients !

'Hold' et 'Fail safe'
La majorité des récepteurs 2,4GHz sont très exigeants quant à leur alimentation en courant. Une source fiable et constante est nécessaire à leur fonctionnement car ils perdent les pédales à la moindre ‘micro-coupure’. D’autres refusent obstinément de reconnaitre leur émetteur si du matériel 2,4GHz fonctionne à proximité. On a même vu des modèles se suicider collectivement car ils se brouillaient l’un l’autre ! Il n’existe pas d’ensemble 2,4GHz pour lequel on n’a jamais signalé de crash sur perte de contrôle. Contrairement à ce que dit la légende (et le marketing), le 2,4GHz n’est pas une assurance totale contre les problèmes radio. Les ‘maladies de jeunesse’ sont courantes, une bonne raison pour ne pas se précipiter sur les dernières nouveautés… Par contre, il est vrai que ce matériel est très résistant face aux ‘tops’ radio qui affligent de nombreux modèles électriques et à essence (allumage électronique). C’est pourquoi la majorité des propriétaires de radios 2,4GHz vous diront qu’ils ne veulent plus rien d’autre. Mais que se passe-t-il quand les conditions se dégradent ? Quand le signal s'estompe, le récepteur maintient les servos en place jusqu'à ce que la liaison reprenne (mode 'Hold'). Ces pertes de signal sont normalement très brèves et ne se ressentent pas trop en vol. Un ensemble 2,4GHz typique transmet des centaines d'ordres par seconde, on peut donc se permettre d'en perdre quelques-uns. Quand trop de signaux sont perdus, l'avion commence à réagir mollement, avec un petit retard de réaction. Cela indique que vous atteignez la portée maximale du système. La qualité de la liaison se détériore progressivement, puis le mode 'Fail safe' entre en action si la connexion est coupée trop longtemps. Les servos se placent alors dans une position prédéterminée. En général, les commandes sont au neutre et le moteur coupé. La faculté de reprendre rapidement le contrôle après une perte de signal est à mon avis plus importante que le type de technologie utilisée ou le nombre d'antennes. Tous les systèmes marchent, ils sont faits pour ça. Mais comment se comportent-ils quand ils ne marchent plus ?

Portée élastique
Quelle est donc la portée d'une radio 2,4GHz ? Là aussi, on lit n'importe quoi ! Certains affichent 500m, d'autres 5km ! Tout d’abord, il faut savoir que peu de pilotes volent à plus de 300m, limite visuelle pour les modèles jusqu’à 2m d’envergure. En Belgique, il est d'ailleurs interdit de voler à plus de 400m du centre du terrain. L’argument n’a donc aucun sens pour la majorité des modélistes. Et dans la pratique, il est impossible de dire qu'une radio 2,4GHz porte à telle ou telle distance. Tout d'abord par ce que l'orientation des antennes d'émission et de réception est très importante. Ensuite, parce que chaque source de brouillage à proximité (autres émetteurs RC, wifi, radars, GSM, etc.) réduit la portée utile. Et enfin parce que le 2,4GHz est fort sensible à l'environnement dans lequel il est utilisé. Sa fréquence est proche de celle des fours à micro-ondes (2,45GHz). Et effectivement, l'onde émise est absorbée par les molécules diélectriques, comme l'eau présente dans l'air. Mais il n'y a pas que l'eau qui absorbe les ondes. Le moindre obstacle entre l'émetteur et le récepteur atténue le signal (arbres, clôture, autres pilotes,…). Les matériaux conducteurs agissent en outre comme un écran, ce qui réduit davantage la portée. Si un peu de plastique ne change pas grand-chose, du carbone ou du métal peuvent bloquer le signal. Et si l'antenne de réception est masquée par l'accu ou le moteur, il ne reste plus grand-chose des kilomètres promis. C'est la raison pour laquelle il vaut toujours mieux mettre les antennes à l'extérieur. Même si le fuselage de votre planeur ne semble pas bien épais, pensez que sous certains angles il peut y avoir un mètre de matière entre l'émetteur et le récepteur.
En réalité, la portée utile varie sans cesse au cours du vol. Pire encore, selon la technologie retenue, un avion qui vole parfaitement dans l'environnement protégé de votre club (au milieu des champs, avec moins de dix émetteurs branchés simultanément) pourrait bien se comporter autrement sur un site moins favorable. Passer au 2,4GHz ne signifie donc pas que l'on peut abandonner toute prudence ;o)

Contact : laurent.schmitz@jivaro-models.org