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

Моделирование — само по себе очень увлекательное занятие, но наибольший интерес представляет изготовление подвижных, особенно управляемых на расстоянии моделей.

Для оперативного (в режиме реального времени) изменения кинетических параметров, например направления и скорости движения, не обойтись без специальной аппаратуры. Самостоятельному изготовлению такой аппаратуры и посвящена данная книга: разумеется, приобретение готового комплекта (модели и системы управления), при всей его дороговизне, не подарит столько положительных эмоций…

В книге рассмотрены характеристики систем дискретного (передача разовых команд) и пропорционального управления, возможные каналы передачи команд (индукционный, инфракрасный, лазерный и радиочастотный).

В качестве основного канала передачи команд управления выбран радиочастотный как наиболее универсальный. Рассмотрены особенности построения, достоинства и недостатки передатчиков, приемников амплитудно- и частотно-модулированных сигналов. Для сверхрегенеративных приемников, традиционно входящих в состав систем дистанционного управления, приведено детальное описание самого принципа сверхрегенеративного приема (что должно облегчить настройку аппаратуры и поиск неисправностей) и разработанные автором конструкции сверхрегенераторов с внешней суперизацией.

Предложен и альтернативный вариант — приемник прямого преобразования, сочетающий простоту устройства с высокими характеристиками. Приведены принципиальные схемы таких приемников.

Особое внимание уделено специфическим узлам аппаратуры дистанционного управления: шифраторам и дешифраторам команд, сервоусилителям рулевых машинок и регуляторам хода.

Функциональные блоки унифицированы, что позволяет заменить любой из них аналогичным по назначению, без каких-либо дополнительных согласований по входу и выходу. Иными словами, из этих блоков, как из кубиков, можно конструировать различные варианты систем управления.

Все рассмотренные схемы выполнены на современной элементной базе и сопровождаются подробным описанием принципа работы, рисунками печатных плат, рекомендациями по настройке.

Специально для данной книги разработана конструкция радиоуправляемой модели автомобиля: следуя авторским рекомендациям, читатели могут приобрести опыт изготовления не только аппаратуры дистанционного управления, но и кинематических узлов (привода ходовой части и рулевого механизма), подарить детям оригинальную игрушку, а себе — замечательное хобби!

В данной главе рассматриваются общие принципы построения систем дистанционного управления моделями. Автор знакомит читателя со способами кодирования и передачи команд, их восстановления «на борту», исполнительными устройствами.

Необходимость использования систем дистанционного управления объектами возникает в различных областях техники — соответствующие устройства постоянно совершенствуются.

Различают автономные, неавтономные и комбинированные системы, особенности каждой из них подробно рассмотрены, например в [1]. Применяемая моделистами всего мира аппаратура относится к классу неавтономных систем командного управления. Рассмотрим общие принципы функционирования таких систем с помощью структурной схемы (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структурная схема командной линии управления

Моделист получает информацию о параметрах движения модели, как правило, за счет визуального наблюдения. На основе анализа этой информации принимается решение о требуемом наборе команд, подлежащих передаче. Ввод команд осуществляется с помощью соответствующих датчиков , входящих в состав пульта управления.

При дистанционном управлении моделями возникает необходимость в передаче на их борт команд двух типов. Во-первых, это разовые команды, предназначенные для включения или выключения различных исполнительных устройств (ИУ). Такие команды называют дискретными ; соответствующая им аппаратура используются в простейших моделях или как составная часть в более сложных.

Датчиком обычно служит кнопка , нажатие которой инициирует передачу команды. Разделение каналов передачи дискретных команд реализуется посредством выбора для каждого из них различных модулирующих частот либо применением импульсно-цифрового кодирования.

Второй тип команд предполагает возможность плавного изменения какого-либо параметра движения модели пропорционально углу отклонения соответствующего органа управления на пульте передатчика, обеспечивая большую степень подобия управляемой модели ее реальному прототипу. Для передачи таких команд служит аппаратура пропорционального управления .

Набор команд, подлежащих передаче на борт модели, зависит от типа модели и от конкретной текущей ситуации в процессе управления, при этом необходимо обеспечить однозначную идентификацию команд на приемной стороне.

Очевидно, каждая команда должна иметь какой-либо признак, отличающий ее от остальных. Кроме того, команды, вводимые с помощью датчиков, должны представлять собой электрические сигналы. Для решения этих двух задач служит шифратор (кодирующее устройство). Получаемая на его выходе электрическая величина (ток или напряжение) называется командным сигналом. При одновременной передаче нескольких команд шифратор должен обеспечивать еще и уплотнение передаваемой информации. Подробнее эта процедура будет рассмотрена в разделе 1.2.2 настоящей книги.

Последнее устройство, входящее в состав пульта управления, называется передатчиком команд. Он предназначен для преобразования командного сигнала в вид, удобный для его дистанционной передачи на управляемую модель. Передатчик, среду распространения сигнала и приемник, находящийся на борту управляемой модели, принято называть каналом связи. В зависимости от среды распространения и используемых сигналов, каналы связи подразделяются на группы:

♦ проводные;

♦ индукционные;

♦ инфракрасные;

♦ оптические;

♦ радиочастотные.