Работа системы радиоуправления основана на передаче команды от оператора к объекту управления. Код команды, набранной оператором на пульте управления, преобразуется в последовательность электрических импульсов, а затем при помощи модуляции (фазовой, амплитудной, частотной и т.д.) в радиосигнал.
Для повышения надёжности радиоуправления применяют различные помехоустойчивые коды, а также контроль по методу обратного канала, когда от объекта к пульту управления передаются сигналы, подтверждающие приём и исполнение команды. В некоторых системах управление производится непрерывно, при помощи автоматически получаемого сигнала рассогласования между заданным и истинным положениями объекта управления.
Радиоуправление получило распространение в системах автоматики, в авиа и ракетостроении, робототехнике. А в настоящее время применяется для управления бытовой техникой и приборами («умный дом»).
При радиоуправления различными устройствами может быть использована аппаратура как дискретного так и пропорционального действия. Основное их отличие заключается в том, что аппаратура пропорционального действия позволяет по командам оператора плавно изменять скорость двигателя, отклонять руль модели на требуемый угол, в отличии от аппаратуры с дискретным действием. Схемотехническое исполнение аппаратуры может быть выполнено:
— аналоговая система, основанная на частотном кодировании сигнала и декодирующая принимаемый сигнал при помощи LC-контуров или активных RC-фильтров;
— цифровая система, основанная на передаче и приеме цифрового сигнала, организованного в виде последовательного цифрового кода.
В данной статье будет рассматриваться аналоговая система дискретного действия, так как она полностью справляется с возложенной на нее функцией. В этой статье описывается относительно несложная схема радиоуправления моделями и ее радиоканал с амплитудной манипуляцией.
Передатчик c приемником, который используется в радиоуправлении – это готовый RF-модуль на 433 МГц.
Сначала рассмотрим непосредственно передатчик.
Структурно он состоит из амплитудного манипулятора (С1, С2, R1-R3, IC1), передатчика (RF-модуль 433МГц), блока питания на гасящем конденсаторе (С3-С5, VD1-VD5, R4,R5).
Амплитудный манипулятор собран на основе таймера NE555 работающего в режиме генератора прямоугольных импульсов. Частоту генерации можно изменять при помощи подстроечного резистора R2. Примечание С1 — должен быть пленочным, так как изменение его емкости приведет к уходу частоты генерации.
Блок питания обеспечивает напряжение 9В и ток около 20мА. Примечание: данный блок питания не безопасен с точки зрения электробезопасности. Поэтому будьте ОСТОРОЖНЫ!
Пришло время рассмотреть приемник.
Он состоит из приемника (RF — модуль 433мГц), активного фильтра (R10-R14, C11, C12, DA1.1), компаратора (VD1, R15-R19, C13, DA1.2), электронного ключа (R20, R21, VT3, K1), блока питания на гасящем конденсаторе (C14, VD2, VD3, R1, C15).
Блок питания обеспечивает напряжение 12В и 5В с током около 20мА.
Принцип действия
С выхода RF-модуля «кодированный» сигнал поступает на вход активного фильтра, где из него выделяется частота равная частоте квазирезонанса 2,1-2,3кГц. При этом на выходе фильтра появляется сигнал данной частоты. Сигнал выпрямляется и поступает на вход компаратора. Это приводит к его опрокидыванию и включению реле. В случае если «кодированный» сигнал поступающий на вход активного фильтра, не содержит частоты равной частоте квазирезонанса 2,1-2,3кГц, тогда компаратор будет в «нулевом» состоянии и реле будет отключено.
Настройка радиоуправления
Приемник при правильно собранной схеме начинает работать сразу. Единственное необходимо проверить наличие напряжений 12В на реле и 5В на выходе стабилизатора напряжения. В передатчике необходимо проверить наличие напряжения 9В на электролитическом конденсаторе (С4). И произвести настройку генератора на частоту квазирезонанса активного фильтра приемника. Для этого необходимо к 5 ножке DA1 приемника подключить вольтметр постоянного тока и вращая движок подстроечного резистора на передатчике добиться максимального напряжения (оно будет максимальным при частоте 2,1-2,3кГц).
Фото устройства:
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Передатчик | |||||||
| VD1 | Стабилитрон | 1N4739A | 1 | ||||
| VD2-VD5 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 4 | ||||
| R1 | Резистор | 470 Ом | 1 | ||||
| R2 | Подстроечный резистор | 30 кОм | 1 | ||||
| R3 | Резистор | 10 кОм | 1 | ||||
| R4 | Резистор | 390 Ом | 1 | 2Вт | |||
| R5 | Резистор | 470 кОм | 1 | ||||
| С1 | Конденсатор | 0.015 мкФ | 1 | ||||
| С2, С3 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | ||||
| С4 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 1 | 16В | |||
| С5 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 1 | 400В | |||
| Приемник | |||||||
| DA1 | Компаратор | LM393 | 1 | ||||
| IC | Линейный регулятор | LM78L05 | 1 | ||||
| VT3 | Биполярный транзистор | BC547 | 1 | ||||
| VD1 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | ||||
| VD2 | Стабилитрон | 1N4742A | 1 | ||||
| VD3 | Диодный мост | MB6S | 1 | ||||
| R1 | Резистор | 160 кОм | 1 | ||||
| R11 | Резистор | 24 кОм | 1 | ||||
| R12 | Резистор | 20 кОм | 1 | ||||
| R13 | Резистор | 240 Ом | 1 | ||||
| R14 | Резистор | 1.5 МОм | 1 | ||||
| R15 | Резистор | 27 кОм | 1 | ||||
| R16 | Резистор | 39 кОм | 1 | ||||
| R17, R18 | Резистор | 3.3 кОм | 2 | ||||
| R19 | Резистор | 510 кОм | 1 | ||||
| R20 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | ||||
| R21 | Резистор | 1 кОм | 1 | ||||
| R1 | Резистор | 390 Ом | 1 | 2Вт | |||
| С11, С12 | Конденсатор | 3300 пФ | 2 | ||||
| С13 | Конденсатор | 100 мкФ | 1 | 16В | |||
| С14 | Конденсатор | 1000 мкФ | 1 | 25В | |||
| С15 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 1 | 400В | |||
| К1 | Реле | ZT12-12 | 1 | ||||