Существует множество способов дистанционного управления различными электронными устройствами. Например это может быть управление светом, звуком, длинным проводом, радиоволнами а также есть другие способы. Использование радиоволн примечательно тем что для их создания и поглощения используются кусочки проволоки определенных форм и размеров которые можно например скрутить руками самостоятельно (чтобы тоже самое сделать для света нужны очень маленькие руки но это отдельная большая и сложная тема). Эти кусочки проволоки называются антеннами. Чтобы антенна могла излучать и принимать радиоволны, и это приносило бы пользу, нужно дополнить её дополнительными деталями т.е. сделать передатчик и приемник. Сделать данные устройства можно на специальных микросхемах или если их нет то можно даже на распространенных высокочастотных транзисторах общего назначения например на КТ315. Граничная частота коэффициента передачи тока, в схеме с общим эмиттером, для данного транзистора составляет 250 МГц. Данная частота может использоваться для радиоуправления но желательно делать некоторый запас в меньшую сторону. На рисунке ниже приведена схема двухканального приемника системы радиоуправления:
Рисунок 1 - Приемник двухканальной системы радиоуправления
Приемник имеет всего два канала, это не очень много но зато такой приемник гораздо проще изготовить без использования микросхем на одних транзисторах чем приемник с большим количеством каналов. Если нужно например 4 канала то можно сделать например два таких приемника настроенными на разные радиочастоты чтобы они друг другу не мешали. Для радиоприема в схеме имеется сверхрегенеративный каскад на транзисторе кт315. Радиочастота каскада с данными деталями не очень высокая. Для эффективного приема нужна длинная антенна. Однако практика показывает что при хорошей настройке контура, приемник может работать и с антенной длинной около 40 См. Энергия от антенны в высокочастотный контур передается через трансформатор с катушками L1 и L2. Катушка L1 располагается внутри катушки L2 и имеет больше витков, в два раза. Так, на практике, получилось добиться большей чувствительности приемника чем в случаях с одинаковым числом витков и большим на вторичной обмотке. Возможно (и скорее всего да) это не оптимальный вариант и можно экспериментальным путем добиться лучших результатов. Каскад настраивается потенциометром R2 по пьезодинамику подключенному на выход усилителя низких частот как показано на рисунке:
Рисунок 2 - Настройка РЧ каскада
Резистор R1 нужен для защиты базы транзистора VT1 на случай установки потенциометра в крайнее положение при котором он мог бы соединить базу с плюсом питания. Данным потенциометром можно установить режим при котором в пьезодинамике слышен треск и режим при котором его не слышно. Потенциометром нужно установить уровень посередине между этими режимами со слабым треском или так чтобы он возникал при касании потенциометра тогда данная схема будет нормально работать. Если треск будет постоянным и большим то импульсы будут проходить через LC фильтр для сепарации полезных НЧ сигналов и запускать мотор в отсутствии полезного сигнала с приемника. Если приемник будет в глубоком режиме без треска то он будет слабо усиливать. Настраивать радиочастоту приемника можно растяжением и сжатием витков катушки L2 или же можно её оставить как есть и настраивать, таким же образов, контур передатчика на частоту приемника. Делать это можно также по звуку с пьезодинамика. Можно также использовать осциллограф для этого. Можно даже не собирать всю схему целиком для настройки приемника а после его настройки собрать низкочастотную часть после усилителя низких частот на транзисторах VT2, VT3. В усилителе низких частот на транзисторах VT2, VT3 возможно понадобиться подобрать сопротивления резисторов R5, R7 т.к. коэффициенты усиления по току у разных транзистором могут сильно различаться. Желательно добиться на коллекторах данных транзисторов напряжений близких к половине питания для того чтобы усиливаемые сигналы меньше ограничивались. После усилителя низких частот на транзисторах VT2, VT3 находится два низкочастотных LC фильтра. Фильтр на C3 L4 нужен для пропускания полезного высокочастотного сигнала и ослабления полезного низкочастотного сигнала. Фильтр на L5 C10 нужен для пропускания полезного низкочастотного сигнала и ослабления полезного высокочастотного сигнала. LC фильтры выбраны по тому что они проще активных и цифровых фильтров и сепарируют сигналы лучше чем пассивные RC фильтры. Можно сказать что LC фильтры имеют простоту RC фильтров и хорошую сепарацию как у активных фильтров. Недостаток LC фильтров в том что они имеют большой вес и габариты из за катушек которые должны иметь большую индуктивность и большое количество витков. По этой причине данные фильтры трудно изготовить т.к. нужно сделать много витков тонким проводом. Однако практика показала что можно использовать готовые катушки которые например использовались в старых часах или можно использовать например обмотки относительно высоковольтных ( напр. 24В со стороны обмотки) реле т.е. данные обмотки имеют большое количество витков.
На выходе каждого LC фильтра стоит усилитель-детектор который выпрямляет и усиливает полезный сигнал. Далее стоит накопитель на конденсаторе. А после ещё один усилитель и эмиттерный повторитель для управления двигателем. Транзисторы в эмиттерном повторителе д.б. желательно комплементарные и достаточно мощные для управления двигателем. Поэтому Вместо кт315 и кт361 (у которого ток коллектора всего 50мА) поставлены более мощные комплементарные 2SC815 и 2SC539 (с током коллектора 200мА) которые часто встречаются в старой импортной аппаратуре. Вместо них можно также использовать любые другие подходящие по параметрам транзисторы.
Схема передатчика приведена на рисунке:
Рисунок 3 - Схема передатчика двухканальной системы радиоуправления
Передатчик будет эффективнее с двухтактным генератором чем с однотактным за счет большей мощности, для создания полезного сигнала которым будет модулироваться ВЧ сигнал, используется простой релаксационный генератор на двух транзисторах. При нажатии на кнопку S2 генератор полезного сигнала будет работать с конденсатором C5 на высокой частоте и этой частотой модулирует основной ВЧ генератор. При нажатии на кнопку S1 к конденсатору C5 параллельно подключается конденсатор C4 с большой ёмкостью и генератор полезного сигнала работает на низкой частоте. Т.о. при нажатии на одну кнопку мотор будет крутиться в одну сторону, при нажатии на другую кнопку мотор будет крутиться в другую сторону. Если нажать сразу на две кнопки то генератор полезного сигнала будет работать на низкой частоте и мотор будет крутиться в соответствующую, этой частоте, сторону. Антенна передатчика д.б. таких же размеров как и антенна приемника. Катушки L1 и L2 являются одной катушкой с отводом от середины. Передатчик настраивается на частоту приемника путем растяжения и сжатия витков данной катушки.
Запитать передатчик можно например от 4х никель метал гидридных аккумуляторов. Напряжение от них будет близко к 5В. Слишком высоким напряжением запитывать передатчик не надо т.к. ВЧ генератор легко может сгореть. Приемник можно запитать от двух литий полимерных аккумуляторов с общим напряжением около 7.4В. Для нормальной работы сверхрегенеративного каскада приемника желательно стабильное напряжение питания и аккумулятор можно дополнить стабилизатором но если аккумулятор достаточно мощный а мотор нет то возможно что аккумулятор будет хорошо держать напряжение и стабилизатор не понадобиться. По крайней мере с таким аккумулятором собранный радиоуправляемый автомобиль работал. Тест собранного радиоуправляемого автомобиля можно увидеть на видео:
vvvvvvvvvv
Можно заметить что иногда радиоуправляемый автомобиль дергается при движении в одну сторону. Возможно что это вызвано тем что антенна, при движении, качается а так как радиосигнал поляризованный то сигнал принимается слабее при наклоне антенны. Для лучшего приема с такими антеннами желательно чтобы они обе располагались вертикально относительно поверхности земли. Также было замечено что пъезодинамик приемника начинает звучать на гораздо большем расстоянии от передатчика чем мотор начинает крутиться. Мотор крутиться когда пульт находиться близко к приемнику. Это свидетельствует о том что ВЧ каскад и каскады усиления звуковой частоты работают хорошо но сигналы после частотной сепарации усиливаются недостаточно хорошо. Схему можно пробовать дорабатывать, возможно получиться увеличить усиление путем подбора номиналов или внесения изменений в схему, например добавлением транзисторов. Однако даже без этого получилась неплохая игрушка на транзисторах.
Тема радиоуправления является весьма интересной и востребованной однако существует множество других интересных и востребованных тем связанных с электроникой, затронутых в данном блоге. Это например: машинное зрение, бесколлекторные моторы и их контроллеры, сварочные аппараты, аппарат наплавления, 3д сканер, 3д принтер и д.р. ЧПУ станки, всевозможные роботы (напр. BEAM роботы или роботы на ардуине, распберри и т.д.), уроки по микроконтроллерам, металлоискатель, гаусган, бесплатная энергия, всевозможные варианты дистанционного управления по средствам звука, света и т.д. и многое другое. Принять участие в выборе приоритетной темы предлагается посредством криптодонатинга. Для этого нужно прислать некоторое количество сатошей по адресу:
bc1qlhrmmkh77x2lzhqe4lt9qwkglswj64tsqt2l5g
После чего прислать название темы + номер транзакции или номер отправителя например в сообщении к данной статье, в комментарии на ютуб канале или на почту: freedms@yandex.ru. Можно также, для этого, воспользоваться группой вконтакте или сообщением. Те темы которые будут набирать больше сатошей будут более приоритетными. Темы естественно д.б. по тематике блога и реально реализуемыми т.е. например космический корабль вряд ли будет реализован, в рамках данного блога, максимум что можно сделать по теме космического корабля - это словесно описать то как его можно было бы реализовать при наличии достаточного количества ресурсов и др. возможностей по его созданию. Проверка самодельного космического корабля на практике естественно не будет осуществлена, если конечно для этого не будет прислано достаточно сатошей в донате. Сатоши могут быть добыты различными способами. Например обменяны на другие валюты или товары, намайнены или добыты с биткоин кранов. Хотя последний вариант наименее прибыльный из всех, всё же он может сработать если желающих делать донаты будет мало или не будет совсем т.к. даже одна сатоша больше чем ноль сатош. При использовании биткоина важно соблюдать меры предосторожности. По возможности использовать холодные кошелки и ни в коем случае не забывать пароль от кошелька (лучше записать его на некотором количестве разных мест) т.к. надежность криптоалгоритмов биткоина очень высока.
Комментариев нет:
Отправить комментарий