|
ДВУХКОМАНДНАЯ АППАРАТУРА «ОРБИТА» ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАЮЩИМИ МОДЕЛЯМИ
Обычно небольшие по размерам модели начинающих авиамоделистов слишком чувствительны к поворотам руля и при однокомандном управлении кренятся и «рыскают». Избежать этого можно, применяя двухкомандную аппаратуру, которая позволяет устанавливать нейтральное положение руля. Но все преимущества двухкомандного управления «съедаются», как правило, усложнением приемника и, главное, увеличением его массы. Поэтому при разработке описываемой здесь аппаратуры «Орбита» основное внимание было уделено созданию простого, легкого приемного устройства и рулевой машинки, обеспечивающей нейтральное положение и плавную перекладку руля. Удалось создать приемник с массой всего 28 г и рулевую машинку с массой 44 г.
Аппаратура состоит из передатчика, приемника с дешифратором и рулевой машинки. Работа аппаратуры основана на принципах частотно-импульсной и широтно-импульсной модуляции для передачи командных сигналов.
Эта система обеспечивает развороты модели направо и налево, полет прямо, а также позволяет управлять скоростью перекладки руля. Для управления используются три вида сигналов: немодулированная несущая ВЧ (при полете модели прямо), которая обеспечивает повышение помехозащищенности приемника, несущая ВЧ, модулированная импульсами с частотой около 1 кГц (при повороте направо), несущая ВЧ, модулированная пачками тех же импульсов с частотой повторения около 10 Гц и переменной скважностью (при повороте налево). Изменяя скважность пачек импульсов, можно также управлять скоростью поворота руля.
Приемник, дешифратор и сервоусилитель. Для уменьшения массы приемной аппаратуры дешифратор и исполнительный механизм не содержат электромагнитных реле и резонансных фильтров LC.
Приемник (рис. 8) выполнен по схеме сверхрегенератора с са-могашением. Его чувствительность 5 — 10 мкВ. Для повышения устойчивости работы сверхрегенеративного каскада, собранного на транзисторе Т1, его рабочая точка стабилизирована кремниевым диодом Дь Продетектированный сигнал поступает с выхода сверхрегенеративного каскада через фильтр высоких частот Д3СбДргД4 на вход двухкаскадного усилителя низкой частоты. Этот фильтр отфильтровывает частоту самогашения сверхрегенеративного детектора и значительно ослабляет действие импульсных помех.
Усилитель низкой частоты выполнен на транзисторах Г2 и Тз с гальванической связью. Стабилизация его режима осуществляется за счет отрицательной обратной связи по постоянному току. Напряжение обратной связи подается на базу транзистора Г2 через резистор Д6- Сопротивление этого резистора определяет режим усилителя по постоянному току. Его подбирают таким, чтобы ток
В коллекторной цепи транзистора Г3 был равен 1 мА. Использование такого усилителя позволило сократить число деталей и обеспечило достаточно высокую стабильность его работы.
С резистора R&, являющегося коллекторной нагрузкой выходного транзистора усилителя НЧ, сигнал через разделительный конденсатор С9 поступает на вход дешифратора, выполненного на транзисторах Т4 и Т5 и диодах Д2, Дг- Выход дешифратора гальванически соединен со входом сервоусилителя рулевой машинки. Применение кремниевых приборов в дешифраторе повышает помехозащищенность и стабильность режима работы сервоусилителя.
Рис. 8. Принципиальная схема приемника.
При подаче на вход дешифратора (базу транзистора Т±) НЧ импульсов с частотой 1 кГц положительная полуволна открывает транзистор, и конденсатор Сц заряжается почти до напряжения источника питания. Напряжение пульсаций на конденсаторе Сц меньше порога открывания (0,5 — 0,6 В) транзистора Г5, поэтому транзистор Т5 будет закрыт и не сможет влиять на работу сервоусилителя. На вход сервоусилителя через резисторы Ru и R12 будет подано управляющее напряжение отрицательного знака, что соответствует команде «Поворот направо».
При подаче пачек импульсов с частотой повторения порядка 10 Гц на конденсаторе Си после детектирования импульсов транзистором Г4 появится импульсное напряжение с частотой 10 Гц и амплитудой, достаточной для открывания транзистора Т5. Транзистор Г5 продетектирует эти импульсы, напряжение на конденсаторе С13 упадет почти до нуля (он разрядится через транзистор Т5), и на вход сервоусилителя будет подано положительное (относительно средней точки источника питания) напряжение, которое заставит вращаться электродвигатель рулевой машинки. Будет выполнена команда «Поворот налево». При изменении скважности импульсов управляющее напряжение на входе сервоусилителя будет менять свою величину. Частота вращения электродвигателя при этом также будет изменяться, что дает возможность управлять временем перекладки руля.
При отсутствии низкочастотных импульсов на входе дешифратора транзисторы Г4 и Т5 будут закрыты. Управляющее напряжение на входе сервоусилителя отсутствует. Руль модели возвратной пру-
ЖиипП устанавливается в нейтральное положение, и модель летит прими. Передатчик в это время излучает немодулированную несущую, которая, воздействуя на сверхрегенератор, уменьшает его собственные шумы и ослабляет влияние помех на его работу.
Сервоусилитель выполнен на транзисторах Т6 — Ts. Начальное (пулевое относительно эмиттеров) смещение на базы транзисторов ft и Т7 подается от средней точки источника питания через резисторы R|о, Rа и Ri,2- При отсутствии командных сигналов транзисторы закрыты.
Нагрузка сервоусилителя (электродвигатель рулевой машинки) пключена между общей точкой коллекторов выходных транзисторов 7н, Т9 и средней точкой источника питания. Конденсатор Си уменьшает помехи, возникающие при работе коллекторного электродвигателя рулевой машинки.
Рис. 9. Монтажная плата приемника.
Приемник с дешифратором и сервоусилителем смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 22X82 мм. Монтажная схема приемного устройства приведена на рис. 9. В приемнике использованы резисторы типа МЛТ-0,125 или УЛМ; электролитические . конденсаторы — К50-6; конденсаторы С3 — С5 — КД-la; остальные — КМ или КЮ-7в. Контурная катушка L1 намотана на полистироловом каркасе диаметром 5 мм с карбонильным подстроенным сердечником диаметром 4 мм (от броневого сердечника СБ-12). Она содержит восемь витков провода ПЭВ-2 0,6, намотанных виток к витку. Дроссель Др1 типа Д-0,1 с индуктивностью 8 мкГ, дроссель Др2 — самодельный. Он намотан на феррито-вом кольце с наружным диаметром 7 — 10 мм из феррита 1000НН. Обмотка состоит из 350 витков провода ПЭВ-2 0,12. Транзисторы, используемые в приемнике, должны иметь статический коэффициент передачи тока /г2]э =30-5 — 100. Диоды могут быть заменены любыми другими маломощными кремниевыми диодами или стабилитронами. В качестве антенны используется кусок монтажного провода длиной 30 — 50 см.
Налаживают сверхрегенеративный каскад приемника так же, как и каскад приемника, выполненного по схеме рис. 2. Оптимальный режим работы транзистора Т1 по постоянному току устанавливают подбором сопротивления резистора Т?2.
Подбором сопротивления резистора R$ добиваются, ЧТОбн КОД лекторный ток транзистора Гз был ранен 0,8 — 1 мА,
Дешифратор и сервоусилитель при исправных деталях, как правило, налаживания не требуют.
Передатчик. Выходная мощность передатчика — около 150 мВт.
Задающий генератор выполнен на транзисторе Т5 (рис. 10) по схеме с кварцевой стабилизацией. Кварцевый резонатор включен между коллектором и базой транзистора. В коллекторную цепь транзистора Т5 включен резонансный контур L1C6, настроенный на частоту, близкую к резонансной частоте кварца. В усилителе мощности — выходном каскаде передатчика использован транзистор Т6, включенный по схеме с общим эмиттером. Сигнал от задающего генератора подается на вход усилителя мощности через катушку связи L2, включенную между эмиттером и базой транзистора Т6. Нагрузка выходного каскада — резонансный контур L3C7 — включена между эмиттером транзистора Т6 и выходом модулятора. Такое несколько необычное включение нагрузки позволило использовать в качестве радиатора металлический корпус передатчика.
Рис. 10. Принципиальная схема передатчика.
Для увеличения электрической длины антенны передатчика использована катушка Ь4.
Модулируется выходной каскад передатчика по цепи коллекторного питания импульсным напряжением несимметричного мультивибратора, собранного на транзисторах Т3 и Т4. Этот мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы с частотой около 1 кГц. База транзистора Т3 через диод Д1 соединена с выходом другого симметричного мультивибратора, собранного на транзисторах Т1 и Т2. В исходном состоянии (кнопки Ки1 и Кн2 не нажаты) транзистор Т2 закрыт. В этом случае отрицательное напряжение от общего минуса источника питания через резистор R4 и диод Д1 будет подано на базу транзистора Т3 — он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор Т4. Передатчик будет излучать немодулированные колебания, что соответствует команде «Прямо».
При замыкании кнопки Кн2 к базе транзистора Т2 через резц= стор R2 подается открывающее напряжение. Транзистор Т2 открывается, напряжение на его коллекторе уменьшается практически до нуля, а диод Д1 закрывается. Мультивибратор на транзистора ЗГ4 начинает генерировать импульсы с частотой около 1 кГц и Модулировать ими ВЧ колебания передатчика. Такой режим работы соответствует команде «Направо».
Замыкание кнопки Кнх создает условия для возникновения колебаний в симметричном мультивибраторе на транзисторах Гь Г2, который с помощью диода Дх будет периодически с частотой около 10 Гц включать и выключать модулятор — мультивибратор на транзисторах Т3, Г4. Передатчик в таком режиме будет излучать пачки модулированных колебаний ВЧ, что соответствует команде «Налево».
Переменным резистором R3 можно регулировать скважность пачек.
Детали передатчика смонтированы на двух печатных платах. На одной из них размещены мультивибраторы, а на другой — задающий и выходной ВЧ каскады. Каждая из плат помещена в отдельный экранированный отсек. Кнопки Кн1 и Кн2 и переменный резистор R3 расположены в одном отсеке с платой мультивибраторов. Органы управления передатчиком выведены на верхнюю, часть передней крышки корпуса передатчика.
Корпус передатчика желательно изготовить из листовой латуни, пропаяв углы и стыки перегородок между отсеками.
Во избежание перегрузки выходного транзистора передатчик не должен включаться без развернутой антенны. Для этого в конструкции предусмотрен выключатель В1, который включает цепь питания только при выдвижении антенны.
В передатчике использованы постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный — СПО-0,15; конденсаторы С6, С7 типа КД-la, остальные — КМ и КЮ-7. Диоды — Д1 или Д9 с любым буквенным индексом. Транзисторы должны иметь статический коэффициент передачи тока /г21Э=30-нЮ0. В качестве кнопок Кнх и Кн2 и выключателя питания Вх использованы малогабаритные микровыключатели.
Антенна передатчика — телескопическая, длиной 1 м (от радиоприемника «Банга»), В качестве источника питания использованы шесть гальванических элементов типа 316 с общим напряжением 9 В. Катушки намотаны на полистироловых каркасах диаметром 7 мм с подстроенными сердечниками из феррита 100НН. Намотка всех катушек — рядовая, виток к витку. Катушка Ь2 расположена рядом с катушкой Д (на общем каркасе) со стороны подстроенного сердечника. Катушка Lx содержит восемь витков провода ПЭЛШО 0,35; Ь2 — два витка ПЭЛШО 0,12; L3 — десять витков ПЭЛШО 0,35 и Li — 18 витков ПЭЛШО 0,35.
Налаживание передатчика начинают с модулятора, для чего вынимают кварцевый резонатор и временно между коллектором транзистора Г4 и плюсом источника питания включают резистор сопротивлением 150 Ом. С помощью осциллографа проверяют работу мультивибраторов при различных положениях кнопок Кнх и Кн2 и движка переменного резистора R3. Частота повторения импульсов мультивибратора на транзисторах Ти Т2 зависит от сопротивления резисторов R3 и R2 и емкости конденсаторов Сх и С?. При среднем положении движка резистора R3 и нажатой кнопке Кщ он должен генерировать симметричные прямоугольные импульсы с частотой рколо 10 Гц. Необходимую частоту генерации устанавливают под бором сопротивления резистора R2 и емкости конденсаторов Сь С2.
KOHEЦ ФPAГMEHTA
|
