В. Днищенко - 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Принцип укорачивания импульсов иллюстрирует рис. 2.16, на котором приведены результаты моделирования узла с помощью программы Micro-Cap 8.

Рис. 2.16. Эпюры напряжений в характерных точках тактового генератора:

a— импульсы на выходе мультивибратора (вывод 4 DD3.3); б— импульсы на выходе дифференцирующей цепи (вывод 1 DD5.1); в— выходные импульсы формирователя

Величина, обозначенная как U ср, представляет собой напряжение срабатывания логического элемента DD5.1 и для микросхем КМОП соответствует примерно половине напряжения питания (2,5 В). Постоянная времени дифференцирующей цепи выбрана так, чтобы длительность выходных импульсов ( τ в) была равна 0,5 мс.

Двоичное число, представляющее код команды, формируется на выходах А1—А4 шифратора DD1 при нажатии одной из командных кнопок SA1—SA9. Это число подается на входы параллельной записи D1—D4 регистра DD2. Запись числа в регистр производится при наличии высокого потенциала на переключающем входе «Р/S» микросхемы. При подаче на этот вход низкого потенциала производится последовательный вывод разрядов двоичного числа (через выход «Q3» регистра) по передним фронтам тактовых импульсов, подаваемых на вход «С» микросхемы. Для полного вывода числа, очевидно, требуется четыре тактовых импульса.

Управление переключением режимов параллельной записи и последовательного вывода производится с помощью служебных импульсов, вырабатываемых счетчиком DD4 из тактовой последовательности, подаваемой на его вход «С». Счетчик в течение четырех тактов обеспечивает на своем выходе 12 высокий потенциал, необходимый для режима записи, а в течение следующих четырех — низкий переключающий регистр в режим последовательного вывода.

Элементы DD3.1, DD5.2, DD5.3 и DD3.4 обеспечивают формирование модифицированной кодовой посылки в форме, изображенной на рис. 1.2, в . Читатели, желающие разобраться с процедурой формирования подробней, могут получить графики сигналов в характерных точках, моделируя работу шифратора в упомянутой выше программе.

Интегрирующая цепь R12-C6, совместно с элементом DD5.4 устраняет короткие всплески («иголки») в начале и конце формируемых импульсов, возникающие из-за неточного временного совпадения импульсов на входах логических элементов. При отсутствии такой цепи на приемной стороне возникали бы ошибки при дешифрации команд.

Детали и конструкция

Указанные на схеме цифровые элементы могут быть заменены импортными аналогами:

♦ КР1564ИВЗ — 74НС147;

♦ К561ИР9 — CD4035B;

♦ К561ИЕ9 — CD4022;

♦ К561ЛЕ5 — CD4001;

♦ К561ЛП2 — CD4030.

Конденсаторы С1 и С2 должны быть пленочными или металлобумажными, например К73-17.

Печатная плата устройства приведена на рис. 2.17.

Рис. 2.17. Печатная плата шифратора

Настройка

Настройка устройства заключается в установке периода следования импульсов на выводе 4 элемента DD3.3 равным 5 мс (контролируется на экране осциллографа). Для этого подбирается величина резистора R10. Далее щуп осциллографа переносят на вывод 3 DD5.1, и подбором величины резистора R11 устанавливают длительность тактовых импульсов равной 0,5 мс.

При исправных деталях и аккуратном монтаже на выходе шифратора должна наблюдаться картина, аналогичная изображенной на рис. 1.2, в . Двоичное число (младший разряд справа) соответствует номеру нажатой командной кнопки. Кодовая посылка будет повторяться с периодом 40 мс все время, пока будет нажата командная кнопка. Если ни одна из кнопок не нажата, при включенном питании шифратор все время вырабатывает кодовую комбинацию 0000.

2.2.7. Шифратор на специализированной микросхеме

Принципиальная схема

Фирма «Pericon Technology inc.» выпускает комплект микросхем РТ8А977В и РТ8А978В, представляющих собой пару «кодер — декодер» для дискретного дистанционного управления.

Комплект позволяет поочередно или параллельно передавать до пяти различных команд, чего вполне достаточно для управления большинством моделей. На рис. 2.18 приведена типовая схема включения кодера в качестве дискретного шифратора.

Рис. 2.18. Принципиальна» схема шифратора на РТ8А977ВР

Микросхема содержит тактовый генератор, частота которого определяется величиной резистора R1 (в рассматриваемой схеме равна 128 кГц). При отжатых кнопках схема находится в дежурном режиме и потребляет очень малый ток (около 5 мкА). При передаче команды (кнопки SB1—SB5) ток возрастает до 100 мкА, и на выходе «SО» формируется кодово-импульсная посылка, готовая для подачи на вход модулятора.

При использовании ИК-передатчика (передатчика, работающего в инфракрасном диапазоне) используется выход «SC», на котором кодовые импульсы заполняются поднесущей частотой, что необходимо для нормальной работы ИК-приемника. Частота заполнения равна половине тактовой. При желании ее можно довести до 30 кГц подбором резистора R1. На выходе «РС» на все время передачи команды появляется единичный уровень напряжения, что можно использовать для включения питания передатчика.

Детали и конструкция

Печатная плата достаточно проста и поэтому здесь не приводится.

2.3.1. Простой шифратор на транзисторах

Принципиальная схема

В разделе 1.2.2 отмечались недостатки двухканального шифратора, выполненного на базе автоколебательного мультивибратора. Однако в целом ряде случаев (например для простейших моделей-игрушек) взаимной связью между каналами можно пренебречь. Если модель находится в поле зрения оператора, то несложно отработать поправку на эту связь в процессе управления. Положительным же качеством такого шифратора является его простота.

Принципиальная схема шифратора приведена на рис. 2.19.

Рис. 2.19. Принципиальная схема шифратора

Он реализован на транзисторах VT1,VT2 по схеме автоколебательного мультивибратора с коллекторно-базовыми связями.

Транзистор VT3 играет роль электронного ключа, с помощью которого можно управлять работой передатчика (ПРД). В открытом состоянии транзистора сопротивление между точкой 1 и корпусом не превышает 30–50 Ом.

Если используется передатчик с частотной модуляцией, то между точкой «1» и плюсом источника необходимо включить резистор сопротивлением 3–5 кОм. Импульсы с выхода VT3 в этом случае необходимо подавать на варикап задающего генератора ПРД. Транзистор VT3 помимо функции электронного ключа выполняет еще и роль развязывающего устройства, исключающего влияние подключаемого к его коллекторной цепи каскада на параметры вырабатываемых импульсов.