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

Принципиальная схема

Принципиальная схема первого варианта (рис. 7.29) мало чем отличается от схемы регулятора хода, изображенной на рис. 7.6.

Рис. 7.29. Схема сервоусилителя рулевой машинки. Вариант № 1

Полностью аналогичен и принцип действия, за одним исключением: в процессе отработки двигателя, по мере поворота рулевого устройства, меняется длительность опорных импульсов до обращения в нуль длительности разностного импульса.

Для обеспечения угла поворота рулевого устройства в требуемых пределах последовательно с потенциометром R1, который теперь имеет величину 4,7 кОм, включены два постоянных резистора, точное значение которых подбирается при регулировке. Выходные транзисторы мостового каскада заменены на менее мощные. Напряжение питания должно быть 7–9 В.

Печатная плата используется такая же, как та, что изображена на рис. 7.8. Потенциометр R1 теперь устанавливается в рулевом устройстве и с платой соединяется тремя проводниками. Дополнительные резисторы R1' и R1" припаиваются непосредственно к выводам R1. Этот потенциометр должен иметь высокую износостойкость и малое трение оси во втулке. Наиболее подходящими являются резисторы типа СП3-4, СП4-1 (25000 циклов) или РП1-46д (100000 циклов). Настройка устройства аналогична рассмотренной в следующем разделе.

7.3.2. Второй вариант рулевой машинки

Принципиальная схема

В этом варианте удлинитель реализован на операционном усилителе DA2, что повлекло за собой необходимость замены микросхемы DD1 на другой тип. Принципиальная сема второго варианта приведена на рис. 7.30.

Рис. 7.30. Сервоусилитель рулевой машинки. Вариант № 2

Канальный импульс положительной полярности подается на один из входов временного дискриминатора, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, и на вход инвертора DD1.2. Отрицательный импульс с вывода 10 инвертора также подается на дискриминатор и на дифференцирующую цепь C3R3.

Короткий отрицательный импульс, соответствующий переднему фронту канального, через развязывающий диод VD1 запускает ждущий мультивибратор, в состав которого входят транзистор VT1, инвертор DD1.1 и времязадающий конденсатор С2. Принцип действия этого устройства описан в разделе 7.2.1 . Из-за замены микросхемы DD1 разностные импульсы на выходе временного дискриминатора теперь имеют отрицательную полярность.

Далее разностные импульсы необходимо подвергнуть удлинению. Рассмотрим эту процедуру для ситуации, когда τ к> τ 0. Удлинитель для этого случая реализован на интегрирующей цепи R7R8C6 и верхней части операционного усилителя DA2, работающего в режиме компаратора напряжений. В исходном состоянии конденсатор С6 заряжен до некоторого напряжения U c (рис. 731, б ), которое прикладывается к инверсному входу ОУ.

Рис. 7.31. Графики работы удлинителя

Опорное напряжение на прямом входе (вывод 2 ) компаратора выбрано с помощью потенциометра R15 несколько ниже ( U оп). В результате потенциал на выходе ОУ (вывод 10 ) практически равен нулю, транзистор VT2 заперт, заперты и управляемые им выходные транзисторы мостовой схемы VT4 и VT7. По аналогичной причине закрыта и другая пара выходных транзисторов. Напряжение питания на двигатель не поступает.

Отрицательный разностный импульс с выхода временного дискриминатора (рис. 7.31, а ) разряжает конденсатор С6 через резистор R8. Постоянная времени разряда выбрана таким образом, чтобы даже при максимальной величине Δ τ разряд был практически линеен. В этом случае уменьшение напряжения на конденсаторе пропорционально величине передаваемой команды.

В момент пересечения уровня опорного напряжения, практически совпадающего с передним фронтом разностного импульса, на выходе компаратора устанавливается высокий потенциал (рис. 7.31, в ), что приводит к отпиранию транзисторов VT4, VT7. По окончании разностного импульса начинается медленный заряд конденсатора через большое сопротивление резисторов R7 и R8. В момент обратного пересечения порогового уровня напряжение на выходе компаратора возвращается к исходному значению, формируя удлиненный импульс (рис. 7.31, в ).

Удлиненные импульсы следуют с периодом повторения равным 20 мс, обеспечивая вращение исполнительного двигателя со скоростью, пропорциональной постоянной составляющей этих импульсов. Двигатель поворачивает рулевое устройство и ось потенциометра обратной связи R1 до обращения в нуль разностного импульса. При этом рулевое устройство занимает новое устойчивое положение, пропорциональное углу отклонения ручки управления в передатчике команд.

Стабилизатор напряжения DA1 обеспечивает стабильность временных процессов в одновибраторе и удлинителе импульсов. Конденсаторы С9, С10 снижают уровень помех от коллекторного узла двигателя и предотвращают перегрузки выходных транзисторов от ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке двигателя вследствие питания его импульсным напряжением.

Детали и конструкция

Печатная плата устройства приведена на рис. 7.32. На ней предусмотрены места для конденсаторов С0 и С26, отсутствующих на принципиальной схеме. Необходимость в них может возникнуть при использовании двигателей с сильно искрящим коллектором. Оба конденсатора по 0,1 мкФ. Выходные транзисторы устанавливаются вертикально и радиаторов для охлаждения не требуют.

Рис. 7.32. Печатная плата

Транзисторы КТ814 и КТ815 могут быть заменены КТ816 и КТ817 соответственно. Операционный усилитель К140УДЗ заменяем К140УД2 без ухудшения качества работы. Потенциометр обратной связи должен быть как можно более износоустойчивым. Наилучший тип из отечественных — РП1-46Д, имеющий гарантированную износостойкость 100000 циклов.

Можно обойтись и СПЗ-4М либо СП4-1, имеющими надежность 25000 циклов. Важной характеристикой потенциометра является также величина усилия, требуемого для поворота оси. Чем оно меньше, тем меньшей мощности можно использовать двигатель в рулевой машинке. Выше получается и точность отработки команд.

Времязадающие конденсаторы С2, С5 и С6 должны быть обязательно пленочными, например типа К73-17, остальные — любого типа. Постоянные резисторы — типа MЛT или С2 мощностью 0,125 Вт (R20 и R21 — 0,5 Вт).