Hobbyist bouwt ExpressLRS-ontvangers voor extreem bereik met drones
Ontwikkelaar Stan, die een drone-elektronicastack helemaal zelf ontwerpt, heeft vier ontvangers gebouwd voor het open-source protocol ExpressLRS (ELRS). Dat protocol kan met een zender van hooguit één watt een drone tot meer dan 100 kilometer afstand aansturen. De truc zit niet alleen in de frequentie, want waar lagere frequenties normaal beter door obstakels heen komen, draaien Stans ontvangers vooral op 2,4 GHz.
De winst zit in de modulatie. ELRS gebruikt Chirp Spread Spectrum, waarbij elk databit wordt verstuurd als een lineair oplopende radiotoon en de informatie in de startfrequentie van die chirp zit.
De ontvanger vermenigvuldigt het signaal met een omgekeerde chirp en past daarna een snelle Fourier-transformatie toe om die startfrequentie terug te vinden. Dat levert een effectieve versterking van 24 dB op, genoeg om signalen te decoderen die onder de ruisvloer van de ontvanger liggen.
De hardware blijft eenvoudig: een ESP32-microcontroller, een SX1281-radiochip en wat randcomponenten. Twee van de vier ontvangers kregen naast de 2,4 GHz ook een 900 MHz-antenne.
Bij een van de ontwerpen loopt de antenneverbinding tegen de gangbare RF-conventies in via een doorkontact, maar dankzij voldoende vias in het grondvlak bleef de prestatie nagenoeg onaangetast. In een test hielden alle vier de ontvangers verbinding op meer dan vijf kilometer afstand, ondanks een bos dat het signaalpad blokkeerde.
Meer details staan op de pagina van Hackaday.
