Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

В магазинах культтоваров есть модели танков с дистанционным управлением. Внутри танка — два микроэлектродвигателя — раздельно на каждую гусеницу, и питающая их батарея. Управление происходит путем нажатия кнопок на пульте, соединенном с моделью проводами, включающими электродвигатели. Вот такую модель я и предлагаю тебе сделать светоуправляемой.

Принципиальная схема электронной «начинки» такого танка и схема размещения в нем узлов телеуправления показаны на рис. 341.

Рис. 341. Принципиальная схема ( а) и схема размещения узлов аппаратуры светоуправления ( б) на модели танка

Приемная и исполнительная части аппаратуры, устанавливаемые на модели, состоят из двух фотореле с двухкаскадными усилителями фототока. Связь между транзисторами непосредственная. В коллекторные цепи выходных транзисторов обоих блоков включены микроэлектродвигатели M1 и М2, являющиеся исполнительными механизмами модели. Роль передатчика команд такой системы телеуправления выполняет круглый электрический фонарь с фокусирующимся лучом света.

Для питания аппаратуры используются две батареи 3336Л. Батарея GB1 питает фотореле и транзисторы V3-V6 первых каскадов усилителей, батарея GB2 — транзисторы выходных транзисторов V7 и V8 с электродвигателями в их коллекторных цепях. Выключатель S1 — общий для цепей питания.

Каждый фотодиод и относящийся к нему усилитель фототека (на рис. 341, б — УФ 1 и УФ2) управляет только своим электродвигателем. А именно: фотодиод V1 — электродвигателем M1, фотодиод V2 — электродвигателем М2. Между фотодиодами установлена светонепроницаемая перегородка, позволяющая освещать фотодиоды раздельно.

Пока фотодиоды не освещены, выходные транзисторы V7 и V8 закрыты, электродвигатели обесточены и модель, следовательно, стоит на месте. При освещении обоих фотодиодов, когда свет падает на модель спереди, транзисторы V7 и V8 открываются, начинают работать оба электродвигателя и модель движется вперед, на свет. Если теперь источник света сместить в сторону, чтобы освещался лишь один из фотодиодов, работать будет один электродвигатель и модель, остановившись, станет поворачиваться в сторону света. Чтобы повернуть ее в другую сторону, надо в ту же сторону переместить источник света.

Транзисторы каждого блока фотореле целесообразно смонтировать на отдельных платах — для удобства размещения в корпусе модели. Транзисторы V3-V6 могут быть любыми маломощными низкочастотными или высокочастотными, a V7 и V8 — любыми транзисторами средней мощности. Чем больше их коэффициент h 21Э , тем чувствительнее будет фотореле. Фотодиоды ФД-1 или ФД-2. Роль фотодиода может выполнять один из р-n переходов маломощного транзистора структуры р-n-р со спиленной «шляпкой» корпуса (как у самодельного фототранзистора). Вывод базы фотодиода соединяют с плюсовым проводником цепи питания, а вывод эмиттера или коллектора (определи опытным путем, добиваясь наилучшей чувствительности) — с базой транзистора фотореле.

Блоки фотореле налаживай раздельно. Вначале фотодиод V1 (в другом блоке — V2) замкни накоротко проволочной перемычкой, чтобы закрыть транзистор V3, а резистор R3 замени двумя, соединенными последовательно, постоянным резистором на 15–20 и переменным на 30–50 кОм. Плавно уменьшая общее сопротивление этой цепочки резисторов, улови момент, когда дальнейшее уменьшение их сопротивления перестает сказываться на частоте вращения ротора электродвигателя. Номинал резистора R3 должен быть примерно на 10 % меньше измеренного сопротивления временной цепочки резисторов.

Затем удали перемычку, замыкающую фотодиод, и подбором сопротивления резистора R1 добейся, чтобы электродвигатель работал при рассеянном свете, падающем на фотодиод. В базовую цепь транзистора V3 надо включить резистор, номинал которого на 10 % больше сопротивления, при котором электродвигатель только-только начинает работать.

Точно так налаживай другой блок фотореле светоуправляемой модели.

Приемник светоуправляемой модели, о котором я сейчас рассказал, не обладает избирательными свойствами. Он реагирует только на один командный сигнал: свет! Принял этот сигнал — модель движется, нет его — модель стоит на месте.

Иное дело приемники звуко- и радиоуправляемых моделей, о которых сейчас пойдет разговор. Они должны реагировать на несколько разных по частоте сигналов и четко различать их. Эту функцию в дешифраторах приемников будут выполнять селективные, т. е. избирательные, электронные реле.

Что представляют собой селективные электронные реле, которые я буду называть сокращенно СЭР? Как они работают?

Рассмотри внимательно схему, показанную на рис. 342. Она должна напомнить тебе электронное реле, знакомое по приборам-автоматам.

Рис. 342. Селективное электронное реле

Селективное электронное реле — это то же электронное реле, но избирательное. Оно, подобно приемнику с фиксированной настройкой, выделяет сигнал только той частоты, на которую он настроен. Избирательные свойства СЭР определяются входным резистором R вх и колебательным контуром L кС к , настроенным на сигнал одной из исполнительных команд. Эти элементы СЭР, взятые вместе, напоминают перевернутую букву Г, где резистор R вх — поперечная черточка, а контур L кС к - вертикальная часть буквы. Поэтому эту группу деталей называют обычно Г-образным фильтром RCL.

Контур L кС к , как и любой колебательный контур, на всех частотах, кроме резонансной, на которую он настроен, представляет собой малое сопротивление. Для колебаний резонансной частоты его сопротивление велико. Поэтому если частота командного сигнала на входе Г-образного фильтра не равна резонансной частоте контура L кС к , то на выходе этого фильтра, являющемся входом транзистора V1 (нижняя точка контура через диод V2 соединена с эмиттером транзистора), напряжение практически отсутствует. В этом случае все напряжение командного сигнала падает на резисторе R вх . В это время коллекторный ток транзистора мал, так как на базу через резистор R б подается малое напряжение смещения и транзистор почти закрыт. Когда же частота командного сигнала становится равной резонансной частоте контура L кС к , на нем создается сравнительно большое переменное напряжение звуковой частоты, которое практически без потерь подается на базу транзистора. Усиленное транзистором, оно выпрямляется диодом V2 и через катушку L к подается на его базу в отрицательной полярности. При этом транзистор открывается, его коллекторный ток резко возрастает, отчего реле К срабатывает, а его контакты замыкают цепь питания исполнительного механизма.