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

Транзисторы VT2 и VT4 имеют канал n -типа, и поэтому подключение их затворов к корпусу обеспечивает им запертое состояние. Двигатель обесточен.

Подача положительного напряжения, например на вход «вправо», закрывает транзистор VT3 и отпирает VT4. Через двигатель протекает ток снизу вверх. При подаче положительного напряжения на вход «влево» открытыми окажутся транзисторы VT2, VT3, и двигатель будет вращаться в обратную сторону. Диоды VD1—VD4 обеспечивают протекание тока самоиндукции, который возникает в обмотках двигателя при отключении входных сигналов.

Полевые транзисторы должны быть обязательно с индуцированными каналами. У таких транзисторов выходной ток начинает протекать при достижении напряжения на затворе некоторой определенной величины. Чтобы в транзисторах не возникали сквозные токи, напряжение отпирания должно быть больше половины напряжения питания.

На рис. 7.4, б приведена реальная схема, реализованная на двух микросборках DA1, DA2, содержащих комплементарные пары полевых транзисторов с изолированными затворами.

Транзисторы имеют следующие характеристики:

♦ максимальный ток стока — 2 А;

♦ максимальное напряжение «исток-сток» — 25 В;

♦ сопротивление канала в открытом состоянии — не более 0,15 Ом;

♦ отпирающее напряжение на затворе — 3 В.

Очень удобно для реверсивного управления двигателями использовать специализированные микросхемы драйверов . В этом случае полностью отсутствуют навесные детали, за исключением элементов искрогашения двигателя. Номенклатура таких микросхем весьма широка. Основные типы и характеристики можно посмотреть, например в [17]. На рис. 7.5 приведена схема исполнительного устройства на микросхеме ВА6229.

Рис. 7.5. Исполнительное устройство на специализированной микросхеме

Драйвер имеет широкий диапазон питающих напряжений 8—23 В, максимальный выходной ток — 1,2 А, встроенную защиту от перегрузок. Вход микросхемы совместим с уровнями ТТЛ. Можно использовать микросхемы, совместимые с уровнями КМОП, например ВА6209 и многие другие. В каждом случае драйвер нужно включать по рекомендованной схеме, приводимой в справочниках.

Логика работы всех микросхем одинакова. При нулевых потенциалах на обоих входах напряжение на двигатель не подается (режим холостого хода). При подаче единичного уровня на один из входов двигатель вращается в соответствующую сторону. Очень полезен режим электрического торможения двигателя путем короткого замыкания его роторной обмотки. Включается этот режим подачей единичных уровней на оба входа драйвера.

Детали и конструкция

Печатные платы рассмотренных устройств не приводятся ввиду простоты их самостоятельного изготовления.

7.2.1. Первый вариант регулятора хода

Основные положения

Логика работы регуляторов хода любого типа одинакова и была рассмотрена по структурной схеме в разделе 1.2.2 . Ниже будут рассматриваться только конкретные схемотехнические решения, рассчитанные на входные сигналы со стандартными параметрами, а именно:

♦ амплитуда канальных импульсов — 5 В;

♦ исходная длительность импульса — 1,5 мс;

♦ диапазон изменения длительности командного импульса — 1–2 мс.

Принципиальная схема

На рис. 7.6 приведен вариант схемы регулятора хода, реализованного в основном на транзисторах.

Рис. 7.6. Регулятор хода. Вариант № 1

Устройство предназначено для использования на моделях с низковольтным питанием (5–7 В). Выходные каскады рассчитаны на применение двигателя мощностью до 15–20 Вт.

Канальный импульс положительной полярности, информация о величине команды в котором содержится в длительности Δ τ , подается на один из входов временного дискриминатора, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, и на вход инвертора DD1.2. Отрицательный импульс с вывода 4 инвертора также подается на дискриминатор и на дифференцирующую цепь C5R4. Короткий отрицательный импульс, соответствующий переднему фронту канального, через развязывающий диод VD2 запускает ждущий мультивибратор, в состав которого входят транзистор VT1, инвертор DD1.1 и времязадающий конденсатор С4.

В исходном состоянии транзистор открыт за счет подачи на его базу положительного потенциала (примерно 0,6 В) через резистор R3 (рис. 7.7, в ). На коллекторе, а значит и на входах инвертора DD1.1 низкий потенциал (логический 0), а на выходе — 1. Конденсатор С4 заряжен до напряжения U c, определяемого положением движка потенциометра R1.

Рис. 7.7. Формирование опорного импульса

Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи (рис. 7.7, б ), соответствующий переднему фронту канального импульса, запирает транзистор. Потенциал коллектора скачком возрастает до уровня питающего напряжения (рис. 7.7, г ), инвертор DD1.1 опрокидывается, на его выходе устанавливается нулевой потенциал, и левая обкладка конденсатора С4 через диод VD1 оказывается подключенной к корпусу. Отрицательное напряжение с правой обкладки прикладывается к базе транзистора, удерживая его в запертом состоянии (рис. 7.7, в ).

Конденсатор С4 начинает перезаряжаться по экспоненциальному закону по цепи: плюс источника питания — подстроечный резистор R3 — конденсатор С4. Когда напряжение на нем достигнет напряжения отпирания транзистора (примерно 0,6 В), произойдет обратное опрокидывание схемы, и на коллекторе транзистора будет сформирован положительный импульс, длительность которого τ 0определяется как исходным напряжением на конденсаторе С4, так и постоянной времени заряда цепи С4-R3. Этот импульс и его инвертированная копия с вывода 3 DD1.1 подаются на оставшиеся входы временного дискриминатора.

Читателю будет легко самостоятельно убедиться, что импульс разностной длительности Δ τ появится на выводе 10 дискриминатора — если длительность пришедшего канального импульса τ кменьше длительности ждущего мультивибратора τ 0, и на выводе 11 — в противном случае. Полярность разностных импульсов в обоих случаях положительна.

На транзисторах VT2, VT3 собраны удлинители импульсов с коэффициентом удлинения 40. Необходимость удлинения импульсов пояснялась в разделе 1.2.2 . Механизм удлинения рассмотрим на примере верхнего канала. Короткий разностный импульс с вывода 10 через резистор R8 заряжает конденсатор С7 до некоторого напряжения U c, пропорционального длительности разностного импульса, а в конечном счете — величине передаваемой команды.