Схема пульта управления игрушками
Обновлено: 16.05.2024
Для радиоуправления различными моделями и игрушками может быть использована аппаратура дискретного и пропорционального действия.
Постройка и налаживание аппаратуры пропорционального действия достаточно сложны и не всегда под силу начинающему радиолюбителю.
Хотя аппаратура дискретного действия и имеет ограниченные возможности, но, применяя специальные технические решения, можно их расширить. Поэтому далее рассмотрим однокомандную аппаратуру управления, пригодную для колесных, летающих и плавающих моделей.
Схема передатчика
Для управления моделями в радиусе 500 м, как показывает опыт, достаточно иметь передатчик с выходной мощностью окьло 100 мВт. Передатчики радиоуправляемых моделей, как правило, работают в диапазоне 10 м.
Однокомандное управление моделью осуществляется следующим образом. При подаче команды управления передатчик излучает высокочастотные электромагнитные колебания, другими словами, генерирует одну несущую частоту.
Приемник, который находится на модели принимает сигнал, посланный передатчиком, в результате чего срабатывает исполнительный механизм.
Рис. 1. Принципиальная схема передатчика радиоуправляемой модели.
В итоге модель, подчинясь команде, меняет направление движения или осуществляет одно какое-нибудь заранее заложенное в конструкцию модели указание. Используя однокомандную модель управления, можно заставить модель осуществлять достаточно сложные движения.
Схема однокомандного передатчика представлена на рис. 1. Передатчик включает задающий генератор колебаний высокой частоты и модулятор.
Задающий генератор собран на транзисторе VT1 по схеме емкостной трех-точки. Контур L2, С2 передатчика настроен на частоту 27,12 МГц, которая отведена Госсвязьнадзором электросвязи для радиоуправления моделями.
Режим работы генератора по постоянному току определяется подбором величины сопротивления резистора R1. Созданные генератором высокочастотные колебания излучаются в пространство антенной, подключенной к контуру через согласующую катушку индуктивности L1.
Модулятор выполнен на двух транзисторах VT1, VT2 и представляет собой симметричный мультивибратор. Модулируемое напряжение снимается с коллекторной нагрузки R4 транзистора VT2 и подается в общую цепь питания транзистора VT1 высокочастотного генератора, что обеспечивает 100% модуляцию.
Управляется передатчик кнопкой SB1, включенной в общую цепь питания. Задающий генератор работает не непрерывно, а только при нажатой кнопке SB1, когда появляются импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором.
Посылка в антенну высокочастотных колебаний, созданных задающим генератором, происходит отдельными порциями, частота следования которых соответствует частоте импульсов модулятора.
Детали передатчика
В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы Ь2іэ не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К10-7, КМ-6.
Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм.
Катушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке 010 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.
Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки 01. 2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду XI, расположенному на печатной плате.
Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенны корпуса.
Налаживание передатчика
При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика.
Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные наушники между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.
Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 2. Схема представляет собой простой детекторный приемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 1. 1,2 и содержит 10 витков с отводом от 3 витка.
Рис. 2. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика.
Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе 025 мм. В качестве индикатора используется вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В или микроамперметр на ток 50. 100мкА.
Волномер собирают на небольшой пластине из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50. 60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки.
Настраивая генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц, сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра.
Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1. 1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.
Схема приемника
Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10. 20 мкВ.
Схема сверхрегенеративного приемника для модели приведена на рис. 3. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.
Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогаше-нием, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60. 100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3.
Рис. 3. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели.
Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения.
При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.
Приемник имеет один входной контур L1, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная.
Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R4. Этот сигнал в 10. 30 раз меньше напряжения частоты гашения.
Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7.
При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5. 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала. Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе ѴТЗ и диодах VD1, VD2.
Усиленный транзистором ѴТЗ сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора ѴТЗ.
При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70. 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.
Детали и монтаж приемника
Монтаж приемника выполняют печатным способом на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 100x65 мм. В приемнике используются резисторы и конденсаторы тех же типов, что и в передатчике.
Катушка контура сверхрегенератора L1 имеет 8 витков провода ПЭЛШО 0,35, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе 06,5 мм, с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,7 мм и длиной 8 мм. Дроссели имеют индуктивность: L2 — 8 мкГн, a L3 — 0,07. 0,1 мкГн.
Электромагнитное реле К1 типа РЭС-6 с обмоткой сопротивлением 200 Ом.
Настройка приемника
Настройку приемника начинают с сверхрегенеративного каскада. Подключают высокоомные наушники параллельно конденсатору С7 и включают питание. Появившийся в наушниках шум свидетельствует об исправной работе сверхрегенеративного детектора.
Изменением сопротивления резистора R1 добиваются максимального шума в наушниках. Каскад усиления напряжения на транзисторе VT2 и электронное реле особой наладки не требуют.
Подбором сопротивления резистора R7 добиваются чувствительности приемника порядка 20 мкВ. Окончательная настройка приемника производится совместно с передатчиком.
Если в приемнике параллельно обмотке реле К1 подключить наушники и включить передатчик, то в наушниках должен прослушиваться громкий шум. Настройка приемника на частоту передатчика приводит к пропаданию шума в наушниках и срабатыванию реле.
Система радиоуправления позволяет дистанционно управлять игрушкой на расстоянии до 10 метров.
Рабочая частота передатчика 27,12 мГц.
Мощность передатчика в пределах 4-10 мВт.
Потребление тока передатчиком не более 20 мА.
Вес передатчика с антенной и питанием не более 150 г.
Чувствительность приемника в рабочей полосе частот не хуже 100 мкВ.
Потребление тока приемником не более 20 мА.
Вес приемника не более 70 г.
Командоаппарат обеспечивает выполнение четырех различных команд, которые повторяются периодически.
Вес командоаппарата не более 70 г.
Питание приемника и передатчика производится от батарей "Крона-ВЦ".
Принцип работы
Передатчик состоит из модулятора и генератора высокой частоты (рис.1). Модулятором передатчика служит симметричный мультивибратор, собранный на низкочастотных транзисторах VT2 и VT3 типа МП40.
Генератор высокой частоты собран на транзисторе VT1 типа П416 по схеме с емкостной обратной связью. При открытом транзисторе модулятора VT2 цепь генератора замыкается на плюс батареи, генератор возбуждается на рабочей частоте, сигнал высокой частоты излучается антенной.
Приемник состоит из высокочастотного каскада, усилителя низкой частоты и электронного реле.
Высокочастотный каскад приемника представляет собой сверхрегенератор. Сверхрегенератор собран на высокочастотном транзисторе VT1 типа П416 (рис.2).
При отсутствии сигнала на эмиттерной цепочке С5 R3 наблюдаются колебания частоты гашения. Частота гашения определяет чувствительность сверхрегенератора на его рабочей частоте и подбирается элементами С5, R3.
Командный сигнал передатчика выделяется контуром L1-С4, усиливается и детектируется сверхрегенератором. Фильтр R4-С8 пропускает сигнал команды низкой частоты на вход усилителя VT2, отделяя при этом частоту гашения более высокого порядка.
Электронное реле собрано на транзисторах VT3-VT4 типа МП40, п коллектор транзистора VT4 включено исполнительное реле КР типа РСМ-1.
Напряжение низкой частоты командного сигнала усиливается транзисторами VT3-VT4 и подается через конденсатор С13 на вы-прямительную ячейку УД1, УДЗ.
Выпрямленное напряжение через резистор R9 поступает на базу транзистора VT3. При этом эмиттерный ток транзистора VT3 резко увеличивается, транзистор VT4 открывается. Реле срабатывает, замыкая цепь питания двигателя командоаппарата.
Командоаппарат состоит из электродвигателя, храпового механизма, программного диска и распределительных скользящих контактов. Программный диск, боковая сторона которого представляет собой систему перемычек, коммутирует через распределительные скользящие контакты питание двигателей привода и других электрических элементов игрушки.
Описание электрической схемы радиоуправляемой игрушки
На схеме (рис.3) показан один из вариантов электрооборудования радиоуправляемой игрушки.
В игрушке имеются два приводных двигателя, которые обеспечивают движение вперед и повороты налево и направо. Лампочки задних фонарей игрушки служат сигналами поворота. Две фары создают эффект освещения пути движения игрушки.
Для приема сигналов команды от передатчика в игрушку вмонтированы приемник и Командоаппарат. Двигатель привода и командоаппарата, а также лампочки питаются от двух последовательно соединенных батарей типа 3336Л(У) (GB1). Для питания приемника служит батарея "Крона-ВЦ" (GB2). Для выключения батареи служит двухполюсный выключатель S. При поступлении сигнала команды от передатчика срабатывает реле КР, приемника и своими контактами включает электродвигатель командоаппарата (рис.4)МЗ.
Электродвигатель МЗ с помощью храпового механизма поворачивает программный диск на 30°, что соответствует переключению одной команды.
Программный диск через распределительные скользящие контакты включает электродвигатели привода и лампочки игрушки следующим образом:
В положении "вперед" замкнуты контакты 1, 2, 3, 4, при этом включены двигатели М1 и М2, а также лампочки Н1, Н2, НЗ, Н4.
В положении "направо" замкнуты контакты 1, 2, при этом включены двигатель М1 и лампочка НЗ.
В положении "стоп" все контакты разомкнуты.
В положении "налево" замкнуты контакты 1, 3, при этом включены двигатель М2 и лампочка Н4.
Команды меняются периодически. На схеме показана последовательность команд за один цикл.
Указания по монтажу и наладке системы
Размещение приемника в игрушке желательно производить на максимальном удалении от эл. двигателей и электромагнитов. Для защиты приемника от помех, создаваемых электродвигателями, рекомендуется включать параллельно электродвигателям электролитические конденсаторы 10-20 мкф рабочим напряжением 10-12 вольт, соблюдая полярность включения. К приемнику необходимо подключить антенну. В качестве антенны может быть использован штырь или провод диаметром 1,0-2,0 мм, длиной не менее 20 см. Антенну необходимо изолировать от корпуса игрушки. В качестве изоляторов можно использовать детали из керамики, фторопласта, оргстекла или полистирола. С увеличением длины антенны дальность управления увеличивается. Приемник необходимо закрыть крышкой из изоляционного материала для защиты от пыли и влаги. Расстояние от печатной платы до основания, на котором укреплен приемник, должно быть не менее 5 мм.
Расположение элементов на печатной плате показано на рис.5.
После монтажа электрической схемы и проверки работоспособности (порядок включения указан далее) необходимо подстроить приемник на максимальную чувствительность. Подстройка производится с помощью конденсатора С4 (см. принципиальную схему и чертеж приемника). Поворачивая ротор конденсатора изоляционной отверткой, необходимо найти положение, при котором срабатывание реле происходит при максимальном удалении игрушки ог передатчика.
Для передачи команд используется число-импульсный код. Шифратор передатчика построен на двух микросхемах серии К561 (рис.1). Генератор передатчика собран по простейшей схеме с кварцевой стабилизацией частоты на транзисторе VT2. Колебательный контур L1C3 настроен на частоту кварцевого резонатора, равную 27,12 МГц.
В передатчике не предусмотрено специальных мер для согласования колебательного контура передатчика с антенной, поэтому излучаемая мощность передатчика невелика, и радиус действия системы радиоуправления составляет 5. 10 м. Для повышения дальности можно повысить напряжение питания передатчика до 9 В и применить согласующий CLC-контур и удлиняющую катушку.
зависимостью уровня выходного сигнала от уровня входного, простотой, однако ему свойственны и недостатки - малая избирательность, излучение сигнала, в результате которого он работает как маломощный передатчик и может мешать другим приемникам. Работа сверхрегенеративного детектора описана во многих книгах по радиоуправлению и здесь не рассматривается.
На нагрузочном резисторе R3 входного каскада выделяются кроме полезного сигнала пилообразные импульсы гашения с частотой 40. 60 кГц, для их фильтрации используется цепь R4 С9, для этой же цели служит конденсатор С10. Эти же элементы подавляют кратковременные импульсные помехи (например, от электродвигателей модели) и частично шумы сверхрегенеративного детектора.
Примерная форма полезного сигнала на коллекторе транзистора VT2, работающего в режиме линейного усиления, показана на первой диаграмме рис.3. Этот сигнал еще далек от пачек импульсов, необходимых для работы дешифратора. Для получения хорошей прямоугольной формы импульсов служит усилитель-формирователь на транзисторе VT3. При отсутствии полезного сигнала, когда на коллекторе транзистора VT2 существует шумовой сигнал сверхрегенератора небольшой амплитуды, транзистор VT3 находится в состоянии неглубокого насыщения, напряжение между его коллектором и эмиттером составляет 250. 300 мВ и он не усиливает входной сигнал. Такая рабочая точка транзистора VT3 устанавливается подстроеч-ным резистором R6.
При появлении пачек радиочастотных импульсов сверхрегенеративный детектор подает на базу транзистора VT2 пачки импульсов положительной полярности, на коллекторе VT2 и базе VT3 появляются сигналы в соответствии с первой диаграммой рис.3. Отрицательная полуволна сигнала закрывает транзистор VT3, и на его коллекторе формируются импульсы положительной полярности, открывающие ключевой каскад на транзисторе VT4. На его коллекторе формируются пачки импульсов отрицательной полярности с амплитудой, равной напряжению источника питания, они подаются на вход дешифратора команд.
Схема дешифратора команд приведена на рис.4. Пачки входных импульсов отрицательной полярности поступают на часть дешифратора на микросхемах DD1 и DD2. После приема очередной пачки импульсов счетчик DD2 устанавливается в состояние, соответствующее числу импульсов в пачке. В качестве примера на рис.3 проиллюстрирована работа счетчика в случае приема пачек из пяти импульсов. К моменту окончания пачки на выходах 1 и 4 счетчика появляются лог. 1, на выходе 2-лог.0 (диаграммы DD2:3, DD2:4, DD2:5 на рис.3). Фронтом импульса с детектора паузы DD1.2 происходит перепись состояния счетчика в сдвигающие регистры DD3.1, DD4, DD3.2, в результате чего на их выходах 1 появляются соответственно лог. 1, лог.0, лог.1.
После окончания второй пачки из пяти импульсов импульс с выхода детектора паузы DD1.2 сдвигает ранее записанную информацию из разрядов 1 сдвигающих регистров в разряды 2, а в разряды 1 записывает результат подсчета числа импульсов очередной пачки и т. д. В результате при непрерывном приеме пачек из пяти импульсов на всех выходах сдвигающих регистров DD3.1 и DD3.2 будут лог.1, на всех выходах DD4 - лог.0. Эти сигналы поступают на входы мажоритарных клапанов микросхемы DD5, на их выходах появляются сигналы, соответствующие входным, они приходят на входы дешифратора DD6. На выходе 5 дешифратора появляется лог.1, которая и является признаком приема команды с числом импульсов, равным пяти.
Так происходит прием сигналов при отсутствии помех. Если же силен уровень помех, число импульсов в пачке может отличаться от необходимого. В этом случае сигналы на выходах каждого из сдвигающих регистров будут отличаться от правильных. Предположим, что при приеме одной из пачек вместо пяти счетчик насчитает шесть импульсов. После приема двух пачек из пяти импульсов и одной из шести состояния выходов регистров DD3.1, DD4 и DD3.2 будут соответственно следующими: 011,100, 111.
На входы элемента DD5.1 поступят две лог.1 и один лог.0. Поскольку выходной сигнал мажоритарного клапана соответствует большинству сигналов на его входах, он выдаст на вход 1 дешифратора DD6 лог.1. Аналогично элемент DD5.2 выдаст лог.0, элемент DD5.3 - лог.1. На выходе 5 дешифратора будет лог.1, так же как и в случае приема сигналов без помех.
Таким образом, если в последовательности пачек импульсов, поступающих на вход дешифратора команд, в любых трех подряд идущих пачках две имеют правильное число импульсов, на нужном выходе микросхемы DD6 будет постоянно поддерживаться лог. 1.
Если не нажата ни одна из кнопок передатчика, на выходах 1,2,4 счетчика после окончания пачки из восьми импульсов лог.0 и на всех используемых выходах дешифратора DD6 также лог.0. В табл.1 приведены соответствие команд числу импульсов пачек и выходные сигналы дешифратора системы. Пачка из пяти импульсов - это команда "Стоп", при ее приеме, как уже указывалось выше, лог.1 появляется на выходе 5 DD6. Эта лог.1 поступает на входы R триггеров DD7.1 и DD7.2 и устанавливает их в 0. Мы пока не будем рассматривать роль микросхемы DD8 и будем считать, что сигнал при прохождении ее элементов не меняется. В результате приема команды "Стоп" на выходах ПВ, ЛВ и Н (назад) будут лог.0, двигатели, подключенные к указанным выходам через усилители, будут остановлены.
Указанные команды хранятся в триггерах микросхемы DD7 и после отпускания кнопок SB5-SB7. Предположим, что при движении модели вперед будет нажата кнопка SB2 "Вправо". В этом случае лог.1 появится на выходе 2 DD6, она поступит на вывод 2 элемента DD1.4 и изменит лог.1 на его выходе на лог.0. В результате сигнал ПВ станет равным нулю, и правый двигатель остановится. Модель будет разворачиваться вправо за счет левой гусеницы (вторая строка табл.1). При движении назад нажатие кнопки SB2 также заставит измениться сигнал на выходе элемента DD1.4 на противоположный, но теперь уже с лог.0 на лог.1, правый двигатель также затормозится и модель также будет разворачиваться вправо. Аналогично ведет себя модель и при нажатии кнопки SB4 "Влево".
Команды "Вправо" и "Влево" не запоминаются, они действуют лишь во время нажатия соответствующей кнопки. Аналогично не запоминаются и команды "Фары" и "Сигнал" (SB1 и SB3). При нажатии на эти кнопки включаются соответственно транзисторы VT2 и VT1. Их базы подключены к выходам дешифратора DD6 без ограничительных резисторов, что допустимо при напряжении питания микросхем серии К561 в пределах 3. 6 В.
Микросхема DD8 служит для сопряжения дешифратора системы радиоуправления с платой планетохода, обеспечивающей маневр при объезде препятствий. Использование микросхемы Исключающее ИЛИ обеспечивает управляемость модели и в те моменты времени, когда она выполняет автоматический маневр. Полная схема соединения узлов планетохода приведена на рис.5. Здесь А1 - приемник по схеме рис.2, А2 - плата с микросхемами DD1-DD4 рис.211, A3 - дешифратор системы по схеме рис.4, А4 - усилители двигателей. На схеме рис.5 показано также подключение лампы фары HL1. Автором не была использована команда "Сигнал", источник звукового сигнала может быть включен в коллекторную цепь транзистора VT1 аналогично включению HL1 в цепь коллектора VT2.'
Питание электродвигателей и узлов А1-АЗ разделено для исключения влияния помех от двигателей на электронную часть планетохода. Общие провода обеих цепей питания объединяются лишь в узле А4, на это надо обратить внимание при монтаже. Для исключения влияния помех от двигателей в их цепи питания включены дроссели L1-L4 и конденсаторы С1-С4, металлические корпуса двигателей соединены с общим проводом.
При отсутствии узла А2 на входы П, Л, С узла A3 можно подать напряжения в соответствии с указаниями на рис.5, можно также исключить микросхему DD8 на рис.4, соединив непосредственно выход триггера DD7.1 с выходом Н6, а выход триггера DD7.2 со входами DD 1.3 и DD 1.4.
Все узлы системы радиоуправления собраны на печатных платах: передатчик - на односторонней с размерами 60х40 мм (рисунок 6), приемник - на односторонней с размерами 105х40 мм (рисунок 7), дешифратор - на двухсторонней с теми же размерами (рисунок 8). На указанных рисунках односторонние платы показаны со стороны, противоположной стороне установки деталей, плата дешифратора - с двух сторон.
В системе радиоуправления использованы резисторы МЛТ, керамические конденсаторы КТМ (С1 на рис.2), КМ-5 и КМ-6, электролитические конденсаторы К50-6 (С4, С8, C11, C12 на рис.2), К50-16 (С13 на рис.2). Подстроенный резистор R6 на рис.2 типа СПЗ-16, его выводы отогнуты под прямым углом. В системе использованы стандартные дроссели ДМ-0,2 30 мкГн (L2 на рис.2) и ДМ-3 12 мкГн (L1-L4 на рис.5), можно использовать и самодельные с близкими параметрами. Кварцевый резонатор в передатчике - в стеклянном корпусе диаметром 10 мм на частоту 27,12 или 28. 28,2 МГц. При отсутствии кварцевого резонатора передатчик можно собрать по любой из опубликованных схем, сохранив схему формирователя пачек и модулятора по рис.1. Катушка L1 колебательного контура передатчика намотана на каркасе диаметром 5 мм и подстраивается сердечником из карбонильного железа диаметром 4 мм и длиной 6 мм. Она содержит 12 витков провода ПЭЛШО-0,38. Катушка L1 приемника намотана на каркасе диаметром 8 мм тем же проводом и содержит 9 витков, она подстраивается сердечником из карбонильного железа диаметром б мм. В передатчике можно использовать такую же катушку, как и в приемнике.
Батарея питания передатчика - 3336, на модели для питания двигателей использованы четыре элемента А343, электронная часть работает от четырех элементов A316. Антенной приемника служит велосипедная спица длиной 300 мм, антенна передатчика телескопическая, состоит из четырех колен общей длиной 480 мм. Передатчик собран в пластмассовом корпусе с размерами 75х1500x30 мм, в нем установлен специальный пульт управления, описанный далее.
Сборку системы радиоуправления и ее настройку нужно проводить в следующей последовательности. На плате передатчика необходимо собрать цифровую часть, установить все резисторы, кроме R5, и транзисторы, но не устанавливать кварцевый резонатор, катушку L1 и конденсаторы СЗ-С5. Подбором резисторов R1 и R2 установить частоту импульсов на выходе DD1.2 180. 220 Гц со скважностью, близкой к 2, затем проверить правильность генерации пачек так, как это описано выше.
Затем можно собрать дешифратор команд и, установив в передатчик резистор R5, соединить коллектор транзистора VT1 передатчика со входом дешифратора. Напряжение питания обеих плат можно использовать общее 4,5 В. Нагрузкой транзистора VT1 передатчика будут последовательно соединенные резисторы R4, R6 и переход база- эмиттер транзистора VT2. Дешифратор следует проверить, как это описано выше.
Дальнейшую проверку можно производить, предварительно соединив входы Л и П с плюсом источника питания, вход С - с общим проводом. В этом случае сигналы на выходах Н, ЛВ, ПВ при нажатии кнопок передатчика должны соответствовать указанным в табл.1. После этого можно соединить узлы A3 и А4 и двигатели модели по схеме рис.222. Дроссели L1-L4 и конденсаторы С1-С4 следует подпаять непосредственно к выводам двигателей.
Далее следует проверить четкость управления моделью по паре проводов, соединяющих платы передатчика и дешифратора. Если все работает нормально, следует полиостью собрать передатчик и приемник. После сборки приемника нужно предварительно подстроить резистор R6. Для этого следует "сорвать" сверхрегенеративный режим транзистора VT1, замкнув накоротко колебательный контур L1 С2, подключить между коллектором и эмиттером VT3 вольтметр, установить движок R6 в положение минимального сопротивления и, плавно увеличивая его сопротивление, установить по вольтметру напряжение 250. 300 мВ, при этом, возможно, придется подобрать резистор R5. Сиять перемычку с контура L1 С2.
Включив передатчик и приемник и постепенно увеличивая расстояние между ними, следует подстроить их контура по максимуму амплитуды сигнала, наблюдаемого при помощи осциллографа или вольтметра переменного напряжения в контрольной точке КТ1. Далее следует подстроить резистор R6 для получения правильной формы импульсов в контрольной точке КТ2 в соответствии с рис.220. Собрав целиком модель по схеме рис.5 и убедившись в нормальной работе системы управления на расстояниях 2. 3 м, необходимо добиться максимальной дальности действия подстройкой резистора R6.
В передатчике и приемнике можно использовать практически любые высокочастотные п-р-п кремниевые транзисторы (КТ316, КТ312, КТ3102, КТ315 с любыми буквенными индексами). Микросхему К561ЛП13 можно заменить на К561ЙК1, при их отсутствии в ущерб помехоустойчивости можно исключить сравнение последовательно приходящих команд, заменив микросхемы D03-DD5 дешифратора команд на одну микросхему К561ИР9.
В качестве контактной системы пульта использованы четыре микропереключателя. На рис.9 показана его конструкция, размеры указаны применительно к микропереключателям ПМ2-1, существует много типов микропереключателей с такими же размерами.
Микропереключатели 3 приклеены к основанию 2, изготовленному из текстолита толщиной 2. 3 мм. Снизу к основанию 2 четырьмя винтами 7 или заклепками прикреплена пластина 1, изготовленная из латуни или жести толщиной 0,2. 0,3 мм. В центре к этой пластине винтом М2 б с шайбой прикреплен рычаг 5 из органического стекла.
При покачивании рычага 5 он давит на штоки микропереключателей 3 и переключает их. Если на рычаг надавить по диагонали, включатся два соседних микропереключателя.
Сборку пульта целесообразно произвести в следующем порядке. Соединить между собой пластины 1 и 2, винтом с шайбой закрепить на пластине 1 рычаг 5. Приклеить эпоксидным клеем микропереключатели 3 к пластине 2 так, чтобы штоки микропереключателей касались рычага 5.
После полимеризации клея приклеить получившийся блок к крышке пульта 4 или для обеспечения ремонтопригодности закрепить его каким-либо другим способом, центрируя при этом блок по квадратному отверстию в крышке пульта.
В качестве SB1 и SB5 использованы кнопки КМ1-1.
Более простой дешифратор можно использовать из статьи "Дешифратор простой системы телеуправления"
Литература: С.А.Бирюков. Цифровые устройства на МОП- интегральных микросхемах. М. Радио и связь. 1996 г.
Для радиоуправления различными моделями и игрушками может быть использована аппаратура дискретного и пропорционального действия.
Постройка и налаживание аппаратуры пропорционального действия достаточно сложны и не всегда под силу начинающему радиолюбителю.
Хотя аппаратура дискретного действия и имеет ограниченные возможности, но, применяя специальные технические решения, можно их расширить. Поэтому далее рассмотрим однокомандную аппаратуру управления, пригодную для колесных, летающих и плавающих моделей.
Схема передатчика
Для управления моделями в радиусе 500 м, как показывает опыт, достаточно иметь передатчик с выходной мощностью окьло 100 мВт. Передатчики радиоуправляемых моделей, как правило, работают в диапазоне 10 м.
Однокомандное управление моделью осуществляется следующим образом. При подаче команды управления передатчик излучает высокочастотные электромагнитные колебания, другими словами, генерирует одну несущую частоту.
Приемник, который находится на модели принимает сигнал, посланный передатчиком, в результате чего срабатывает исполнительный механизм.
Рис. 1. Принципиальная схема передатчика радиоуправляемой модели.
В итоге модель, подчинясь команде, меняет направление движения или осуществляет одно какое-нибудь заранее заложенное в конструкцию модели указание. Используя однокомандную модель управления, можно заставить модель осуществлять достаточно сложные движения.
Схема однокомандного передатчика представлена на рис. 1. Передатчик включает задающий генератор колебаний высокой частоты и модулятор.
Задающий генератор собран на транзисторе VT1 по схеме емкостной трех-точки. Контур L2, С2 передатчика настроен на частоту 27,12 МГц, которая отведена Госсвязьнадзором электросвязи для радиоуправления моделями.
Режим работы генератора по постоянному току определяется подбором величины сопротивления резистора R1. Созданные генератором высокочастотные колебания излучаются в пространство антенной, подключенной к контуру через согласующую катушку индуктивности L1.
Модулятор выполнен на двух транзисторах VT1, VT2 и представляет собой симметричный мультивибратор. Модулируемое напряжение снимается с коллекторной нагрузки R4 транзистора VT2 и подается в общую цепь питания транзистора VT1 высокочастотного генератора, что обеспечивает 100% модуляцию.
Управляется передатчик кнопкой SB1, включенной в общую цепь питания. Задающий генератор работает не непрерывно, а только при нажатой кнопке SB1, когда появляются импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором.
Посылка в антенну высокочастотных колебаний, созданных задающим генератором, происходит отдельными порциями, частота следования которых соответствует частоте импульсов модулятора.
Детали передатчика
В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы h21э не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К10-7, КМ-6.
Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм.
Катушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке диаметром 10 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.
Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки диаметром 1. 2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду X1, расположенному на печатной плате.
Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенны корпуса.
Налаживание передатчика
При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика.
Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные наушники между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.
Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 2. Схема представляет собой простой детекторный приемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 диаметром 1. 1,2мм и содержит 10 витков с отводом от 3 витка.
Рис. 2. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика.
Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе диаметром 25 мм. В качестве индикатора используется вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В или микроамперметр на ток 50. 100мкА.
Волномер собирают на небольшой пластине из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50. 60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки.
Настраивая генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц, сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра.
Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1. 1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.
Схема приемника
Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10. 20 мкВ.
Схема сверхрегенеративного приемника для модели приведена на рис. 3. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.
Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогаше-нием, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60. 100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3.
Рис. 3. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели.
Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения.
При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.
Приемник имеет один входной контур L1, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная.
Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R4. Этот сигнал в 10. 30 раз меньше напряжения частоты гашения.
Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7.
При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5. 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала. Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе ѴТЗ и диодах VD1, VD2.
Усиленный транзистором ѴТЗ сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора ѴТЗ.
При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70. 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.
Детали и монтаж приемника
Монтаж приемника выполняют печатным способом на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 100x65 мм. В приемнике используются резисторы и конденсаторы тех же типов, что и в передатчике.
Катушка контура сверхрегенератора L1 имеет 8 витков провода ПЭЛШО 0,35, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе диаметром 6,5 мм, с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,7 мм и длиной 8 мм. Дроссели имеют индуктивность: L2 — 8 мкГн, a L3 — 0,07. 0,1 мкГн.
Электромагнитное реле К1 типа РЭС-6 с обмоткой сопротивлением 200 Ом.
Настройка приемника
Настройку приемника начинают с сверхрегенеративного каскада. Подключают высокоомные наушники параллельно конденсатору С7 и включают питание. Появившийся в наушниках шум свидетельствует об исправной работе сверхрегенеративного детектора.
Изменением сопротивления резистора R1 добиваются максимального шума в наушниках. Каскад усиления напряжения на транзисторе VT2 и электронное реле особой наладки не требуют.
Подбором сопротивления резистора R7 добиваются чувствительности приемника порядка 20 мкВ. Окончательная настройка приемника производится совместно с передатчиком.
Если в приемнике параллельно обмотке реле К1 подключить наушники и включить передатчик, то в наушниках должен прослушиваться громкий шум. Настройка приемника на частоту передатчика приводит к пропаданию шума в наушниках и срабатыванию реле.
Описана схема самодельного индукционного приемника команд для аппаратуры дистанционного управления. К входу приемника подключена магнитная антенна L1, которая совместно с конденсатором С1 образует колебательный контур, настраиваемый на частоту поднесущей передатчика — 30 кГц. Это обеспечивает дополнительную помехозащищенность .
Схемы приемников-сверхрегенераторов на полевом транзисторе
Чувствительность сверхрегенеративных приемников в значительной степени определяется собственными шумами используемого транзистора. В этом смысле целесообразно применение полевых транзисторов, как менее шумящих. Наиболее интересные.
Приемник-сверхрегенератор на транзисторе в барьерном режиме
Принципиальная схема приемника. Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1. Особенностью каскада является работа транзистора в барьерном режиме. Его база по постоянному току соединена с коллектором через катушку L1. Такой режим, как известно, очень экономичен. Ток, потребляемый.
Приемник для аппаратуры радиоуправления (сверхрегенератор с УРЧ)
Поскольку сверхрегенератор представляет собой каскад, работающий в режиме прерывистой генерации, часть мощности колебаний, возникающих в контуре, через конденсатор связи попадает в антенну и излучается. Величина излучаемой мощности может достигать нескольких.
Схема приемника для радиоуправления (классический сверхрегенератор, 27 МГц)
Схема несложного самодельного транзисторного приемника для работы в комплексе аппаратуры радиоуправления. Диапазон частот 27МГц. Подстроечный резистор R2 обеспечивает установку желаемой рабочей точки при настройке приемника. Ограничительный резистор R1 препятствует выходу из строя транзистора VT1 .
Схема простого лазерного передатчика
Особенности лазерного канала. Трудно сказать, использует ли кто-нибудь лазерную указку по прямому назначению, но радиолюбители на ее базе разработали большое количество различных конструкций. Очевидно, что для управления объектом с помощью узкого луча.
Схема инфракрасного передатчика для управления игрушками
Принципиальная схема передатчика инфракрасного излучения для управления игрушками. Как и предыдущий вариант, этот передатчик обеспечивает небольшую дальность действия (до 10 м). Кроме того, светодиоды, используемые в качестве излучателей, обладают направленностью, что позволяет управлять моделью лишь в пределах зоны облучения.
Схема индукционного передатчика на микросхемах
Принципиальная схема индукционного передатчика. Если предполагается управлять моделью в домашних условиях, то вполне приемлемым можно считать использование индукционного передатчика. Он практически не создает помех окружающим электронным приборам в силу малой мощности передатчика и.
ЧМ передатчик повышеной мощности (радиоуправление)
Принципиальная схема передатчика с ЧМ повышенной мощности для радиоуправления игрушками и устройствами. Максимальная мощность передатчиков любительской аппаратуры радиоуправления, как отмечалось ранее, может достигать 1 Вт. Вариант такого передатчика, собранного из доступных деталей, приведен .
Комбинированный многоканальный шифратор команд радиоуправления
Принципиальная схема двухканального варианта шифратора приведена ниже. За основу взята схема, рассмотренная в [1], которая дополнена логическими элементами, улучшающими форму вырабатываемых канальных импульсов. Изменена также и схема .
Читайте также: