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

Способа кодирования, иллюстрированного рис. 1.3, было бы достаточно в случае однополярного командного сигнала. Реальный сигнал должен нести информацию не только о величине отклонения ручки управления на пульте, но и направлении этого отклонения. Поэтому окончательно командный сигнал представляет собой последовательность импульсов, называемых канальными, опорная длительность которых, соответствующая нейтральному положению ручки управления, выбирается равной

τ 0= 1,5 мс,

а отклонение ручки либо в одну, либо в другую сторону учитывается соответственно увеличением или уменьшением длительности в пределах Δ τ = ±0,5 мс. Результирующая длительность канального импульса ( τ к), очевидно, может лежать в пределах

τ к= 1–2 мс.

В этом случае не длительность, а ее отклонение (от опорного значения — Δ τ ) пропорционально команде.

Период обновления команды для одного канала был выбран равным 20 мс. Нетрудно подсчитать, что за один период можно передать, в принципе, командные сигналы десяти каналов. На практике последние четыре миллисекунды каждого периода используются для передачи специального синхронизирующего импульса , индицирующего границу между соседними периодами. Таким образом, максимальное число каналов уменьшается до восьми.

Приведенные значения являются стандартными для промышленной и любительской аппаратуры, однако совсем не обязательны: придерживаться их имеет смысл в том случае, когда требуется обеспечить совместимость самодельных и покупных узлов. Принципиальными же ограничениями на параметры командных импульсов являются, с одной стороны, желаемая плавность изменения регулируемой величины, а с другой — допустимая ширина канала связи.

Сформированные вышеописанным способом канальные импульсы далее управляют работой передатчиков.

В конечном счете, последовательность импульсов каждого из каналов на выходе приемника бортовой части аппаратуры выглядит так же, как и передаваемые канальные импульсы (рис. 1.3, б ).

Рассмотрим процедуры их дальнейшей обработки для управления регуляторами хода и рулевыми машинками.

Канал регулятора хода

На рис. 1.4, а изображены два соседних периода канальных импульсов. Поскольку скорость изменения передаваемой команды невелика по сравнению с частотой следования импульсов, их длительность в соседних периодах отличается незначительно.

Пусть для определенности длительность канального импульса больше опорной ( τ к> τ 0). Так как информация о длительности передаваемой команды содержится в разности Δ τ = τ к — τ 0, в первую очередь ее и необходимо восстановить.

Для этой цели передним фронтом принятого канального импульса запускают местный опорный генератор , работающий в ждущем режиме. Длительность вырабатываемых им импульсов должна быть равной τ 0= 1,5 мс (рис. 1.4, б ). Далее производится вычитание этих импульсов с получением разностных (рис. 1.4, в ).

Рис. 1.4. Принцип восстановления командного сигнала:

а— канальные импульсы; б— опорные импульсы; в— разностные импульсы; г— напряжение, подаваемое на двигатель

Очевидно, что при отклонении ручки управления от нейтрального положения до крайнего, длительность разностных импульсов будет меняться в пределах Δ τ = 0–0,5 мс. Период их следования ( Т п) по-прежнему равен 20 мс. Непосредственно эти импульсы подавать на двигатель регулятора хода нельзя. Дело в том, что электродвигатель, инерционность ротора которого велика, при питании импульсами напряжения, следующими с частотой 50 Гц, будет играть роль механического фильтра нижних частот. Скорость вращения его ротора будет определяться средним значением напряжения за период следования импульсов, которое можно определить по формуле

U ср= U п· τ/ T п(1.1)

Легко подсчитать, что при амплитуде импульсов, равной напряжению питания (например U п= 12 В), среднее значение напряжения окажется равным U ср= 1225·0,5/20 = 0,3 В даже при максимальном отклонении ручки управления.

По этой причине разностные импульсы в канале регулятора хода необходимо удлинять до величины т у, причем с сохранением пропорциональности удлиненных импульсов углу отклонения ручки управления. Другими словами, необходимо обеспечить равенство

τ у= К у·Δ τ

Если коэффициент удлинения К увыбрать равным 40, то изменение разностного импульса в пределах Δ τ = 0–0,5 мс вызовет изменение удлиненных импульсов в диапазоне τ у= 0 — 20 мс (рис. 1.4, г ). Соответственно среднее значение напряжения, подаваемого на двигатель, определяемое теперь формулой

U ср= U п· τ у/ T п(1.2)

будет меняться от нуля до, примерно, U п= 12 В. Так работают каналы практически всех регуляторов хода.

Помимо удлинения импульсов, в регуляторе хода еще должна быть решена задача распознавания знака передаваемой команды, определяющего направление вращения исполнительного двигателя.

Канал рулевой машинки

Рассмотрим логику работы рулевой машинки . Пусть ручка управления передними колесами модели и сами передние колеса находятся в нейтральном положении. Длительность канального импульса при этом равна τ к= τ 0= 1,5 мс.

Длительность Δ τ = 0 (см. рис. 1.4, а, б, в ). Двигатель рулевой машинки не вращается.

При отклонении ручки управления от нейтрального положения, длительность канального импульса становится больше τ 0(например τ к= 1,7 мс). Удлиненный разностный импульс приводит двигатель во вращение. Механизм поворота, помимо колес, вращает и регулятор длительности опорного импульса, вырабатываемого бортовым генератором. Двигатель остановится в тот момент, когда Δ τ станет равным нулю. В новом установившемся положении длительность опорного импульса опять будет равна длительности командного (в нашем примере τ к= τ 0 = 1,7 мс.)

Вывод.Канал рулевой машинки отличается от канала регулятора хода наличием связи между текущим положением рулевого механизма и длительностью опорных импульсов.

Полезно отметить, что длительность разностного импульса теперь зависит от скорости отклонения ручки управления и, в свою очередь, определяет скорость вращения двигателя рулевой машинки на этапе отработки команды. На эту скорость также влияет коэффициент удлинения импульсов К у, определяющий, в конечном счете, величину напряжения, питающего двигатель рулевой машинки. Аналогично предыдущему случаю, канал должен содержать устройство распознавания знака разностного импульса, несущего информацию о требуемом направлении вращения исполнительного двигателя.