Радиоуправляемая модель на восемь команд

Это игрушечный автофургон, который выполняет команды: Малая скорость вперед, Большая скорость вперед, Стоп, Назад, Влево, Вправо, Фары, Сигнал. Модель выполняет команды в любой последовательности. Исключение: перейти на движение назад можно только через команду Малая скорость вперед. Ошибочное нажатие на кнопку Назад, когда модель движется на большой скорости вперед, могло бы вызвать поломку редуктора тягового двигателя. Поэтому схема дешифратора выполнена так, что такой переход невозможен — модель лишь останавливается. Последние четыре команды можно подавать как во время движения игрушки, так и тогда, когда она стоит. Команду Стоп модель выполняет после нажатия в любой последовательности на кнопки Большая скорость вперед и Назад. После остановки модель начинает движение только по команде Малая скорость вперед.

Мощность передатчика 5 мВт. Радиус действия приемопередающей аппаратуры около 10 м.

Передатчик состоит из задающего генератора и модулятора — симметричного мультивибратора на транзисторах VT1 и VT2 (рис. 13). Нагрузкой транзистора VT2 служит задающий генератор, выполненный на транзисторе VT3. Кнопки SB1... SB7 соответствуют командам: Фары, Сигнал, Влево, Вправо, Большая скорость вперед, Малая скорость вперед, Назад.

Задающий генератор собран по схеме индуктивной трех-точки. Режим работы его транзистора устанавливают подборкой элементов делителя R11R12. Контур L2C5 настроен на частоту 14,05 МГц, a L3C7 — на 28,1 МГц (на вторую гармонику).

В исходном состоянии напряжение на базе транзисторов VT1...VT3 близко к нулю. Но стоит нажать на одну из кнопок SB1...SB7, как прямоугольные импульсы с коллектора транзистора VT2 через П-образный фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсаторов СЗ, С 4, начинают поступать на задающий генератор. Он начинает вырабатывать модулированные этими импульсами колебания с частотой 28,1 МГц, которые с катушки L4 через согласующий контур L5C8 попадают в антенну WA1. Антенна передатчика излучает импульсно-модулированный радиочастотный сигнал.

Приемник (рис. 14) состоит из сверхрегенеративного детектора, усилителя 3Ч и дешифратора команд. Детектор собран на транзисторе VT1, включенном по схеме с общей базой. Чувствительность приемника не менее 10... 15 мкВ на частоте 28,1 МГц. В колебательном контуре L1C4 выделяется сигнал с частотой передатчика.

После усиления и детектирования на резисторе R1 выделяется 3Ч составляющая командного сигнала. Сигнал с частотой гашения подавляет фильтр R2C7, а командный сигнал поступает через конденсатор С8 на вход -у силителя 3Ч. В процессе управления игрушкой расстояние между моделью и передатчиком все время меняется. Это приводит к непостоянству амплитуды командного сигнала на входе усилителя 3Ч. Для четкой работы дешифратора необходимо, чтобы командный сигнал имел амплитуду в пределах З...3,5 В.

Эту задачу выполняет усилитель 3Ч, работающий в режиме ограничения сигнала и собранный на транзисторах VT2, VT3. В эмиттерную цепь обоих транзисторов включены термостабили-зирующие ячейки С9R7 и C10R10. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью через резистор R8.

Задачей дешифратора является выделение переданной команды и подключение соответствующих исполнительных элементов к источнику питания. Рассмотрим работу ячейки дешифратора, выполненной на транзисторах VT4, VT5 и выделяющей команду Фары. Нагрузкой транзистора VT4 служат лампы накаливания HL1 и HL2. Контур L3C13 настроен на среднюю частоту команды Фары. Сопротивление резистора R12 влияет на частотную характеристику контура L3C13.

В исходном состоянии, когда командный сигнал отсутствует, транзисторы VT4, VT5 закрыты. Если через резистор R12 на базу транзистора VT5 поступит командный сигнал Фары, то напряжение на контуре L3C13 увеличится, оба транзистора откроются и включатся лампы HL1 и HL2. По окончании действия командного сигнала транзисторы закроются и лампы погаснут. Аналогично работает ячейка дешифратора на транзисторах VT6, VT7, выделяющая команду Сигнал.

Ячейка дешифратора команды Влево выполнена на транзисторе VT8. В исходном состоянии реле К 1 обесточено. Электродвигатель Ml выключен. При поступлении через резистор R15 сигнала команды Влево транзистор VT8 открывается, реле К 1 срабатывает и двигатель Ml через редуктор поворачивает передние колеса влево. Как только колеса повернутся на угол 30° относительно продольной оси модели, конечный выключатель SF1 подключит цепь базы транзистора VT8 к плюсовому проводу питания, транзистор VT8 закроется, а реле отпустит якорь.

Для поворота колес в противоположную сторону с передатчика подают команду Вправо. Это приводит к тому, что через резистор R16 на базу транзистора VT9 приходит командный сигнал с резонансной частотой контура L6C19. Как только передние колеса повернутся вправо до упора, конечный выключатель SF2 замкнет цепь базы транзистора VT9 на плюсовой провод питания. При этом транзистор VT9 закроется, а реле К 2 отпустит якорь.

Если подать укороченную команду Влево (или Вправо), то передние колеса повернутся на угол, меньший 30°. В этом случае транзистор VT8 (или соответственно VT9) закроется по окончании командной посылки, а не от срабатывания конечного выключателя SF1 (SF2).

Ячейка дешифратора, собранная на транзисторах VT10...VT12, может находиться в одном из четырех состояний. При включении питания все транзисторы закрыты. При этом контакты КЗ. 1 реле КЗ и К 4.1 реле К4 находятся в положении, показанном на схеме. Электродвигатель М 2 подключен к батарее GB1, и модель выполняет команду Малая скорость вперед.

При подаче команды Назад через резистор R17 на базу транзистора VT10 поступает командный сигнал. Под действием этого сигнала транзистор VT10 открывается. Срабатывает реле КЗ и подключает двигатель М 2 к батарее GB2. Модель выполняет команду Назад. По окончании командного сигнала транзистор VT10 останется открытым и модель будет продолжать выполнять команду Назад.

Переключение происходит с поступлением через резистор R22 на базу транзистора VT12 командного сигнала Большая скорость вперед. В этом случае сработает реле К 4. Группа контактов К 4.1 выключит электродвигатель М2, и модель остановится, выполняя команду Стоп.

Для того чтобы модель начала движение, подают команду Малая скорость вперед. Тогда командный сигнал через резистор R20 поступит на базу транзистора VT11, он откроется и напряжение на его коллекторе повысится (останется отрицательным, но уменьшится по абсолютному значению). В результате этого транзисторы VT10 и VT12 закроются и обесточатся реле КЗ и К 4. Модель будет выполнять команду Малая скорость вперед.

Теперь можно подать сразу команду Большая скорость вперед. Откроется транзистор VT12, сработает реле К 4 и двигатель М2 через резистор R23 подключится к минусовому выводу батареи GB2. На электродвигатель М 2 будет подано напряжение около 6 В. Модель будет выполнять команду Большая скорость вперед. Чем меньше сопротивление резистора R23, тем быстрее будет двигаться модель.

Для уменьшения уровня помех, возникающих при работе двигателя Ml, служит конденсатор С18. В цепь двигателя М 2 включен фильтр L8C23C24L9.

Транзисторы КТ301Ж в передатчике можно заменить на КТ315 с любым буквенным индексом; вместо П416Б подойдут любые транзисторы из серии КТ351, КТ352, КТ361. Статический коэффициент передачи тока транзисторов VT1, VT2 не менее 50, a VT3 —60...100. Конденсаторы С 1...С 4 — К10-7В или КЛС, МБМ; С5...С 7 — КТ-1, С8 — КПМ-МП. Резисторы — МЛТ-0,125 или ВС-0,125 (можно МЛТ-0,25).

Дроссель L1 — Д-0,1. Его можно изготовить самостоятельно, намотав внавал 80...90 витков провода ПЭВ-2 0,1 на резистор МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Катушки L2...L5 намотаны на полистироловых каркасах диаметром 8 мм длиной 12 мм с подстроечниками СЦР-1. Катушка L2 содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0,35 с отводом от 4-го витка, считая от нижнего по схеме вывода. Катушка L3 состоит из 14 витков провода ПЭВ-2 0,51 с отводом от середины. Обе половины намотаны виток к витку. Поверх L3 расположена катушка L4 — по два витка провода ПЭВ-2 0,51,намотанных с шагом 1 мм на каждой половине катушки L3. Катушка L5 содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0,51, уложенных виток к витку.

Антенной служит телескопическая указка-ручка или отрезок медной проволоки диаметром 2...3 мм длиной 500...600 мм.

Источник питания GB1 — батарея Крона. Печатная плата, чертеж которой показан на рис. 15,6, изготовлена из фольгированного ге-тинакса толщиной 2 мм. Толстыми линиями на рисунке показаны прорези между токопроводящими площадками. Детали смонтированы со стороны печатных проводников. На плате предусмотрены семь отверстий под командные кнопки и пять для винтов, которыми устанавливают зазор между платой и фальшпанелью. Корпус передатчика использован готовый, от приемника Мальчиш.

Несколько слов о конструкции кнопок. Они изготовлены на базе магнитов от магнитных шашек или шахмат. В каждой кнопке использовано два магнита (рис. 15,а). Один из них — 5 — вклеен в плату 4. Поверх него в плату впаяны две скобы 6 из медной луженой проволоки диаметром 0,8 мм. Между магнитом и скобами вложен кружок из лакоткани или полиэтиленовой пленки. Второй магнит 2 с приклеенным к его торцу медным луженым диском 3 вложен в отверстие фальшпанели /. Магниты обращены один к другому одноименными полюсами. При нажатии на кнопку (ею служит сам магнит 2) диск 3 замыкает скобы 6, являющиеся контактами выключателя.

В приемнике вместо транзистора МП39Б можно применить любые из серий МП39...МП42 (VT2, VT3, VT5, VT6, VT8...VT12). Статический коэффициент передачи тока транзистора VT1 — не менее 80, остальных — от 40 до 100. Конденсаторы CI, C4 — КТ-1 или КД-1, С 2 —КПК-МП; СЗ, С5...С 7, С12...С28 — КЮ-7В или КЛС, МБМ, С8...С11 — К50-6. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125; R23 — проволочный, он представляет собой отрезок нихромового провода диаметром 1 мм. Динамическая головка ВА 1 — 0,25ГД-10.

Катушка L 1 содержит 15 витков провода ПЭВ-2 0,51...0,7, намотанных виток к витку у основания каркаса. Каркас с под-строечником СЦР-1 полистироловый диаметром 8 мм длиной 12 мм. Дроссель L 2 — Д-0,1 или самодельный, состоящий из 30...35 витков провода ПЭВ-2 0,1, намотанных внавал на резисторе МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Катушки L3...L7, L10, L11 намотаны каждая на магнитопроводе из трех склеенных колец типоразмера К7Х4Х2 из феррита 1000НН. Обмотка каждой катушки содержит по 300...400 витков провода ПЭВ-2 0,08... 0,1. Можно использовать кольца других размеров примерно того же сечения из феррита с магнитной проницаемостью 1000...2000. На рис. 16 показан способ крепления выводов тороидальных катушек, обеспечивающий жесткую установку их на монтажную плату.

Реле К 1...К 4 — РЭС10, паспорт РС4.524.302. Перед сборкой приемника необходимо отрегулировать все реле так, чтобы они срабатывали при напряжении 5,5 В.

Лампы HL1, HL2 — СМ6-0,2. Источники питания GB1, GB2 — батареи 3336, GB3 — Крона. Выключатель SA3 — имеющийся в игрушке. Для поворота колес использована рулевая машинка от аппаратуры радиоуправления РУМ-2. Модель привадит в движение электродвигатель ДП-10, установленный в игрушке.

Антенной служит отрезок медной проволоки длиной 250... 300 мм диаметром 2...3 мм. Чертеж печатной платы приемника изображен на рис. 17.

Приемник предварительно собирают на макетной плате. Вместо каждого резистора, отмеченного на схеме звездочкой, впаивают два: постоянный сопротивлением вдвое меньше указанного на схеме и включенный последовательно с ним переменный (используют средний и любой крайний выводы) с сопротивлением, указанным на схеме. В цепь эмиттера транзистора VT2 вместо постоянного резистора R7 включают переменный сопротивлением 1 кОм, а вместо R10— постоянный резистор сопротивлением 10 кОм. Налаживание начинают с усилителя 34 при напряжении питания 6,5В — это минимальное напряжение, при котором приемник еще способен работать.

Все переменные резисторы устанавливают на максимум сопротивления и убеждаются, что контакты конечных выключателей SF1, SF2 разомкнуты. К контрольной точке К.Т 1 подключают осциллограф, а к минусовому выводу конденсатора С8 — звуковой генератор, настроенный на частоту 1000 Гц. Амплитуда сигнала с выхода генератора — около 10 мВ. Регулируя резисторы R6, R7, R8, R10, поочередно добиваются двустороннего ограничения синусоиды на экране осциллографа таким образом, чтобы длительность импульсов равнялась длительности паузы.

Затем проверяют работоспособность устройства при напряжении на выходе генератора, равном 3 мВ. Если теперь синусоида не будет ограничена сверху или снизу, усилитель налажен правильно. После замены временных резисторов на постоянные еще раз проверяют качество работы усилителя 34.

Ячейки дешифратора настраивают на частоты, указанные в табл. 1.

Ячейку дешифратора на транзисторах VT4, VT5 налаживают следующим образом. К коллектору транзистора VT5 подключают осциллограф, устанавливают напряжение выходного сигнала звукового генератора, равное 3 мВ, и, перестраивая генератор от 1000 до 10 000 Гц, определяют резонансную частоту контура L3C13 по резкому возрастанию размаха синусоидального колебания на экране. Этот контур устанавливают на расчетную резонансную частоту подборкой конденсатора С13. Лампы HL1, HL2 должны светить при входном сигнале с частотой 2300..! 2700 Гц. Ширину частотной полосы устанавливают подборкой резистора R12. Аналогично налаживают остальные ячейки дешифратора (о ячейке на транзисторах VT10...VT12 расскажем отдельно).

Чтобы подобрать резистор R19, осциллограф подключают к коллектору транзистора VT11 и устанавливают на генераторе среднюю частоту контура L10C26. Переменный резистор, временно включенный последовательно с резистором R19, переводят в положение минимального сопротивления. Затем, вращая движок резистора в сторону увеличения сопротивления и наблюдая одновременно за экраном осциллографа, подбирают резистор R19 так, чтобы дальнейшее увеличение сопротивления переменного резистора не приводило к увеличению размаха колебаний на экране осциллографа.

Ячейку дешифратора на транзисторах VT10...VT12 налаживают так. Вместо резисторов R18 и R21 припаивают переменные резисторы по 100 кОм каждый и устанавливают их движки в положение максимума сопротивления. На звуковом генераторе устанавливают среднюю частоту контура L7C22 и впаивают тумблер между выходом ЗГ и конденсатором С 9. Уменьшают немного сопротивление резистора R18, а затем на короткий промежуток времени замыкают и снова размыкают контакты тумблера. Если реле налаживаемой ячейки сработает и останется в этом состоянии, то ее работу считают удовлетворительной. Если же нет, то еще уменьшают сопротивление резистора R18 и снова на короткое время включают тумблер. Заставить реле КЗ отпустить якорь можно выключением питания (батареи GB3) или подачей на вход ячейки дешифратора кратковременного сигнала с частотой контура L10C26. Надежного открывания транзистора VT12 добиваются аналогично подборкой резистора R21.

После этого приступают к налаживанию сверхрегенеративного детектора. Осциллограф подключают к точке КТ 1. Устанавливают на ВЧ генераторе несущую частоту 28,1 МГц, частоту модуляции 1000 Гц, выходное напряжение 500 мВ. Наматывают на вывод антенны приемника два витка провода в ПВХ изоляции. Один конец провода оставляют свободным, а другой вставляют в выходное гнездо генератора.

Подбирая резистор R3, конденсатор С 4 и положение подстроеч-ника катушки L1, добиваются появления на экране осциллографа

модулированных колебаний. Уменьшают выходное напряжение генератора так, чтобы колебания на экране осциллографа были чуть заметны, и подборкой элементов R3, С 4 и положения под-строечника катушки L1 добиваются максимума размаха колебаний на экране.

Чувствительность сверхрегенеративного детектора зависит от статического коэффициента передачи тока транзистора VT1, а также точности настройки контура L1C4 на несущую частоту. Учтите, что с изменением емкости конденсатора С 2 и сопротивления резистора R3 частота настройки контура L1C4 смещается от своего первоначального значения.

В заключение все переменные резисторы заменяют на соответствующие постоянные, переносят детали на печатную плату и проверяют работу приемника в целом. Ротор конденсатора С 2 фиксируют каплей нитрокраски, а подстроечник катушки L1 — парафином.

На монтажную плату передатчика детали устанавливают со стороны печатных проводников. Вместо резисторов R2...R9 припаивают переменный резистор сопротивлением 22 кОм. Устанавливают подстроечники катушек в среднее положение, закрепляют монтажную плату в корпусе и подключают антенну. Замыкают цепь одной из кнопок SB1...SB7, включают источник питания и к коллектору транзистора VT2 подключают осциллограф. Перемещая движок переменного резистора из одного крайнего положения в другое, убеждаются в работе мультивибратора. Если в одном из крайних положений генерация срывается, необходимо подобрать конденсаторы CI, C2 другой емкости или транзисторы с большим статическим коэффициентом передачи тока.

Подключают осциллограф к точке КТ 1 приемника, переменный резистор в передатчике устанавливают в среднее положение и, вращая подстроечники катушек L2...L5 и ротор конденсатора С8, а также подбирая резистор R12, добиваются, чтобы на экране осциллографа были видны колебания мультивибратора. Удаляют передатчик от приемника на расстояние, при котором размах колебаний мультивибратора на экране осциллографа будет минимальным, и повторяют операцию настройки катушек снова.

Точные значения сопротивления резисторов R2...R9 для передатчика подбирают методом сравнения частоты мультивибратора и звукового генератора. Для этого вход У подключают к точке КТ 1 приемника, а X к выходу звукового генератора. На генераторе устанавливают поочередно среднюю частоту командных сигналов и подбирают соответствующий резистор таким, чтобы на экране осциллографа была неподвижной окружность или эллипс (фигура Лиссажу ). Удобно сначала впаивать переменный резистор, определять необходимое сопротивление, измерять его и окончательно впаивать постоянный резистор с таким же сопротивлением..