|
От издательства
Среди рассматриваемых вопросов дистанционного управления моделями автор уделил наибольшее внимание радиоуправлению.
Собранный в книге материал знакомит читателя с принципами, системами и отдельными звеньями дистанционного управления.
Приведенные в книге теоретические обоснования и практические указания призваны дать начинающему моделисту минимум знаний, необходимых для технически правильного обслуживания покупной аппаратуры. Но не только в этом задача книги. Она послужит хорошим пособием и для моде-листов-конструкторов со стажем, поскольку содержит большое количество примеров схемных решений и рекомендаций по конструированию и изготовлению, а также и по регулировке аппаратуры дистанционного управления.
Автором рассмотрены вопросы стабилизации частоты, построения умножителей частоты и выходных каскадов передатчиков, а также аспекты антенной техники применительно к малогабаритной аппаратуре радиоуправления моделями.
Заслуживает внимания анализ методов модуляции. Уделено внимание и такой перспективной новинке, как использование узкополосных частотно-модулированных сигналов. В книге подробно описаны блоки кодирования и декодирования. Рассмотрены сервомеханизмы с их электроникой и даны рекомендации но настройке. Заинтересует моделистов пропорциональное управление ходовым электродвигателем.
Автор дает сведения о распространенных в ГДР источниках тока и правилах их эксплуатации, сопровождая их описанием схем стабилизации, автоматического заряда и защиты аккумуляторов. Рассмотрен вопрос восстановления емкости разряженных гальванических источников тока.
Отдельная глава книги посвящена описанию конструктивных особенностей промышленной аппаратуры. Особое внимание уделено указаниям по уходу и обслуживанию аппаратуры, а также по ее настройке и поиску неисправностей. Приведены схемы приборов, которые несложно изготовить для этой цели, а именно: приборы для проверки
сервомеханизмов, генератор, тахометр, испытатель транзисторов. Описано несколько оригинальных вариантов контрольных приемников.
В конце книги даны примеры схем наиболее распространенной промышленной аппаратуры дистанционного управления, в том числе и узкополосной аппаратуры с повышенной помехозащищенностью, где используются преимущества частотной модуляции.
Читатель увидит, как широко в настоящее время зарубежными фирмами применяются микросхемы, узнает о расширении возможностей серийной аппаратуры за счет приставок, обеспечивающих получение дополнительных каналов, передачу дискретных команд в аппаратуре пропорционального управления, переключение и регулировку ходового электродвигателя.
Книга издана в русском переводе с некоторыми несущественными сокращениями. Был исключен раздел о порядке оформления в ГДР разрешения на эксплуатацию аппаратуры радиоуправления моделями. В нашей стране моделисту перед самостоятельной постройкой или приобретением фабричной аппаратуры следует через Государственную инспекцию электросвязи оформить разрешение на право пользования передатчиком для управления моделями. В этом случае необходимо руководствоваться инструкцией Государственной инспекции электросвязи о порядке регистрации и эксплуатации любительских приемно-передающих радиостанций индивидуального и коллективного пользования, утвержденной Министерством связи СССР 25 февраля 1967 г.
Вот что гласят отдельные положения из этой инструкции:
— Постройка (приобретение) и эксплуатация любительских радиостанций могут производиться только после получения от Государственной инспекции электросвязи областного (краевого) управления Министерства связи или Министерства связи союзной республики извещения о разрешении постройки (приобретения) и эксплуатации радиостанций.
— Для получения разрешения на постройку (приобретение) и эксплуатацию передатчиков, используемых для радиоуправления моделями, радиолюбители через комитеты или радиоклубы ДОСААФ подают в Государственную инспекцию электросвязи областного (краевого) управления Министерства связи союзной республики следующие документы:
а) заявление-анкету с фотокарточками;
б) ходатайство местного комитета ДОСААФ.
Кроме того, к заявлению прилагается схема передатчика в 1 экземпляре.
— Разрешение на право работы с передающими устройствами владельцам индивидуальных радиостанций выдается только при условии достижения ими 16-летнсго возраста.
— Любительским передать чикам индивидуального и коллективного пользования дли радиоуправляемых моделей разрешается работать мощностыо не более 1 Вт, типом излучения А-2 (амплитудно-мо-дулированные колебания) с шириной полосы излучаемых частот не более 25 кГц, для передачи команд телеуправления в диапазонах 28,0 — 28,2 МГц и 144 — 146 МГц и на частоте 27,12 МГц±0,6%.
Использование таких передатчиков для проведения радиосвязи категорически запрещается.
— Передатчики для радиоуправляемых моделей разрешается использовать только на территории области (края, республики), где выдано разрешение.
- При выезде на соревнования в другую область (край, республику) владелец передатчика обязан оформить в местной Государственной инспекции электросвязи временное разрешение на право вывоза передатчика, с указанием места назначения и срока пребывания на соревнованиях. Копия выданного временного разрешения должна быть выслана в Государственную инспекцию электросвязи по месту проведения соревнований.
Следует оговорить еще положение о том, что при применении для целей радиоуправления передатчиков мощностью 10 мВт, приобретаемых в торговой сети, не требуется получать разрешение, о котором шла речь выше.
К числу таких передатчиков, например, относится передатчик командного радиокомплекса «Импульс».
Чтобы исключить разночтение схем, опубликованных в книге, и их подлинников, при переводе сохранены обозначения и нумерация транзисторов, диодов, микросхем и ряда других элементов, примененных автором в немецком издании книги.
Предисловие
Управляемые на расстоянии летательные аппараты, такие как автоматические межпланетные станции «Марс», «Венера» или самоходный аппарат «Луноход», вызвали очень большой интерес. По достоинству были оценены достигнутые в этих экспериментах высокие технические показатели, которые стали возможными, не в последнюю очередь, благодаря стремительному развитию современной электроники.
Как и специалистам в области космической техники, моделистам приходится решать задачи обеспечения точности и надежности дистанционного управления своими моделями. Наибольший интерес у зрителей вызывает управление су-до- или авиамоделью на расстоянии. Большое количество вопросов, задаваемых зрителями, отражает их стремление побольше узнать об этой интересной области техники.
В этой книге рассмотрены очень сложные проблемы дистанционного управления моделями с помощью электронной аппаратуры. Книга признана восполнить недостаток технической литературы для моделистов в этой области. Автор попытался в систематической форме представить современный уровень развития элек-
тронной аппаратуры, предназначенной для дистанционного управления моделями. Рассмотрение отдельных проблем сопровождается вариантами схем, оправдавших себя в промышленности или моделизме. Большинство схем выполнено на элементах, производимых в ГДР. В отдельных случаях использованы импортные элементы (такие как кремниевые типа р-п-р и германиевые типа п-р-п транзисторы, четырехслойные диоды и специальные интегральные схемы).
Объем книги обусловил выбор из множества вариантов схем различного назначения лишь тех, которые хорошо зарекомендовали себя и представляют интерес для моделистов. В описание не были включены технически устаревшие схемы (ламповые схемы, акустическая аппаратура, аппаратура с резонансными реле).
Кроме больших теоретических разделов, посвященных проблемам электроники,в книге даны практические указания по применению аппаратуры дистанционного управления, установке ее узлов на моделях, правильному уходу за этой аппаратурой, а также правильному и более экономичному ее изготовлению. Это относится как к простым вопросам (например, целесообразность установки антенны на модели или удобное крепление передатчика), так и более сложным (например, правильность зарядки никелево-кадмиевых аккумуляторов). Однако тем, кто, прочитав эту книгу решится на самостоятельную постройку аппаратуры дистанционного управления, следует посоветовать сначала приобрести необходимый опыт при эк спериментировании с простыми схемами.
Читателю, наверное, бросится в глаза отличающееся от обычного распределение материала в книге. С целью более четкого и последовательного освещения очень обширной и многообразной темы дистанционного управления были рассмотрены раздельно вопросы кодирования и передачи сигналов, электропитания, а также практические указания, описание вспомогательных приборов и рекомендации по выбору аппаратуры дистанционного управления промышленного изготовления. При изготовлении аппаратуры и пользовании ею следует принимать во внимание законодательные определения.
В заключение автор благодарит всех моделистов-спортсменов, особенно М. Эккардта, Д. Хартцша и Л. Шрамма, а также кустарно-промышленное товарищество Radio — Fern-sehen, Freiberg и фирмы Graup-ner, HISTRI — ELECTRIC и Multiplex, предоставившие ему интересные и весьма полезные материалы.
Эрфурт, январь 1975 г. Д-р Гюнтер Миль
Предисловие ко второму изданию
Наше время характеризуется бурным развитием электроники, затрагивающим также и довольно узкую область дистанционного управления моделями. Это, а также положительный прием книги читателями, заставило автора и издательство уже через два года выпустить ее исправленное и дополненное издание. Правда, по условиям печати в разделе 8.1 удалось описать лишь несколько избранных образцов новой аппаратуры.
Моделисты получили в распоряжение совершенные устройства, особенно исполнительные механизмы. Новым направлением моделизма стала постройка летающих моделей с электроприводом и моделей вертолетов. Окончательно завоевало признание использование интегральных схем и частотно-модулированных узкополосных сигналов в аппаратуре дистанционного управления моделями. Другие новинки, например, высокочастотные модульные устройства, профессиональные передатчики, акустические датчики отметок времени или встроенный в передатчик электронный таймер, пока еще проверяются па практике.
Эрфурт. январь 1975 г.
Д-р Гюнтер Миль
Введение
1. Введение
Электронная аппаратура дистанционного управления моделями в последние годы быстро совершенствуется. Стремление моделистов обеспечить высокое качество управления моделями привело к созданию современной аппаратуры пропорционального управления. С ее помощью авиамоделист может на расстоянии управлять моделью, воспроизводя полет, полностью соответствующий полету настоящего самолета.
Развитие в этой области идет по пути удовлетворения таких требований к аппаратуре, как надежность, экономичность и простота обслуживания. В большинстве случаев зрители лишь удивляются, как уверенно и элегантно выполняет все фигуры пилотажа модель, построенная в полном соответствии с копируемым самолетом, даже при полете со скоростью до 150 км/ч. Но они и не подозревают, насколько разнообразные технические задачи приходится решать в ходе упорной длительной работы над моделью. Эти задачи касаются как технологии изготовления модели, так и разработки электронной аппаратуры и электропитания. После появления таких новых материалов, как эпоксидная и полиэфирная смолы, стала возможной совершенно новая технология изготовления модели, а благодаря новым электронным элементам, таким как мощные кремниевые транзисторы и интегральные схемы, появилась возможность разработки современной цифровой аппаратуры пропорционального управления.
Особенно привлекательным здесь для людей любого возраста является разнообразие технических задач. Дистанционное управление моделями — серьезное увлечение, которое предоставляет возможность осуществления собственных идей и является приятным дополнением к профессиональной деятельности.
Усовершенствование электронной аппаратуры дистанци опного управления моделями в последние годы объясняется также энергичной изобретательской деятельностью любителей. Их поиски технически совершенных решений с использованием элементов, предназначенных для электронных устройств обработки данных и для других областей техники, увенчались разработкой аппаратуры дистанционного пропорционального управления. Учитывая большой интерес и увеличение свободного времени у населения, промышленность стала выпускать аппаратуру, которую вначале моделисты делали сами. Сегодня промышленность производит не только принадлежности, электродвигатели и аккумуляторы, предназначенные специально для моделирования, но даже и специальные интегральные схемы.
При разработке аппаратуры дистанционного управления моделями приходится решать самые разнообразные задачи, включающие преобразование команд управления в электрические сигналы, кодирование, выбор числа каналов передачи, декодирование и передачу команд на исполнительные механизмы, а также задачи, связанные с выполнением механических узлов, электронных схем и электропитания. Систематизация материала книги и разбивка его па разделы произведены с учетом всех этих задач.
Разделы, в которых изложены практические указания по использованию аппаратуры дистанционного управления, методы поиска неисправностей и дано описание вспомогательных приборов, дополняют теоретическую часть книги.
2.1. Системы дистанционного управления моделями
Цели дистанционного управления моделями могут быть самыми различными. В соответствии с этим можно по-разному рассматривать и всю область телемеханики, частью которой оно является. Поэтому представленная на рис. 4 классификация телемеханическихсистем, являющаяся одной из множества возможных классификации, разработана лишь с учетом задач дистанционного управления моделями.
Дистанционное управление моделями относится к спсци альиым разделам телемеханики. Под дистанционным управлением понимают выполнение определенных процессов в одной точке пространства в результате подачи команд из другой точки пространства. В данном случае эго может быть включение сирены или светового сигнала на модели, а также переключение ходового двигателя или рулевой машинки. В большинстве случаев па расстоянии управляют движением модели. При этом необходимо:
изменит!» скорость модели; изменить курс модели с целью направления ее к цели по желаемой траектории.
Для решения этих задач модель должна быть дистанционно управляема. Если требуется изменить только курс модели, то речь идет о дистанционном наведении. Следовательно, дистанционное наведение представляет собой требуемое изменение курса модели посредством передачи соответствующих команд с целью направления ее в нужную точку по желаемой траектории.
Для реализации дистанционного наведения модель должна быть оборудована соответствующей аппаратурой. Наведение моделей, движущихся по земле или по воде, осуществляется поворотом их вокруг вертикальной оси. Управление подводными и летательными моделями, а также космическими аппаратами (если последние удастся построить) с целью их наведения должно производиться относительно трех осей — вертикальной, поперечной и продольной. В дальнейшем будут использоваться оба понятия: дистанционное управление, при котором команды формируются, передаются и реализуются для выполнения любых функций, и дистанционное наведение, при котором на расстоянии управляют только рулевыми механизмами модели. Дистанционное наведение является частным случаем дистанционного управления.
Дистанционное управление моделью производится всегда при визуальном наблюдении за нею, т. е. на дальности примерно до 1000 м. Следовательно, задачи, связанные с понятиями определения координат, навигации и системы отсчета, имеют здесь лишь подчиненное значение и в данной книге нс рассмотрены. В соответствии с этим дистанционное наведение моделей является командным. Моделист выдает сигнал наведения в форме команды. Эта команда электрически шифруется (кодируется) и излуча ется в пространство с помощью передатчика (рис. 5). Приемник принимает сигнал (коман ду), усиливает его и подает па декодирующее устройство. Выход этого устройства подключен к исполнительному механизму, который электрическое значение команды (импульс) преобразует в усилие управления, механически воздействующее на орган управления (руль).
На понятии «команда» следует остановиться более подробно. Пояснение его можно дать с помощью некоторых часто используемых в области дистанционного управления моделями понятий. Прежде всего необходимо назвать точность отработки команды. Если, например, для управления исполнительным механизмом моделист может выбирать между двумя его состояниями, «Включено» и «Выключено», то команда «Включено» соответствует жестко заданному отклонению исполнительного механизма, а команда «Выключено» — его нейтральному положению- Команды такого типа далее будут называться дискретными. Типичным случаем их применения является аппаратура дискретного дистанционного управления. Такая аппаратура реализует команды, обладающие лишь минимальной точностью отработки, но которая, однако, может оказаться достаточной для подачи команд определенных типов.
Если моделист может разбить команду на управление так, чтобы можно было получить отклонение исполнительного механизма на любой угол, промежуточный между его крайними положениями, то это говорит о высокой точности отработки команды. Примером аппаратуры, способной реализовать такие команды, является современная аппаратура пропорционального дистанционного управления. Она позволяет в любой момент времени сохранять пропорциональность между отклонением исполнительного механизма на модели п положением ручки управления на передатчике. В аппаратуре пропорционального дистанционного управления точность установки и отклонения исполнительного механизма (точность отработки команды) может составлять менее 1%.
Вели аппаратура дистанционного управления должна передавать несколько команд, то для этого она должна иметь несколько каналов. Аппаратура дискретного управления имеет обычно до десяти каналов. пропорционального — до восьми (рис. в). Но при этом следует учитывать, что для передачи, например, команд «Вправо», «Прямо» и «Влево» первая должна иметь два канала, в то время как вторая — только один. Другими словами, один пропорциональный канал соответствует двум дискретным
Если модель требует управления, максимально приближенного к управлению прототипом, то для нее необходимы не только несколько каналов для включения разных исполнительных механизмов, но и возможность одновременной их работы. Аппаратура, обеспечивающая одновременное и независимое друг от друга управление разными исполнительными механизмами, называется аппаратурой дистанционного управления с одновременной передачей нескольких команд. Такую аппаратуру можно реализовать, предусмотрев для каждой команды специальный канал. Но это решение технически нерационально (рис. 7). Более выгодным является временное разделение команд. Отдельные команды передаются при этом в быстрой временной последовательности, в виде пакета команд. В этом случае исполнительные механизмы, установленные на модели, должны обладать такой инерционностью, которая перекрывает паузы, возникающие при передаче команд по другим каналам.
Существуют образцы аппаратуры дискретного дистанционного управления, с помощью которой можно передавать одновременно до трех команд. Современная аппаратура пропорционального дистанционного управления рассчитана на одновременную передачу всех формируемых ею команд. Например, шестнкапальная аппаратура пропорционального управления непрерывно излучает пакеты из шести разнесенных по времени импульсных сигналов. При этом одновременная передача команд позволяет производить их логическое объединение в передатчике и в приемнике. Как видно из рис. 8, комбинация трех передаваемых одновременно команд позволяет получить семь отдельных команд. При четырех командах, передаваемых одновременно, число отдельных команд, как это можно видеть из таблицы объединений на рис. 8, возрастает до пятнадцати. При использовании же аппаратуры дискретного дистанционного управления комбинирование команд такого типа целесообразно только в отдельных случаях (для многофункциональных моделей), так как оно исключает возможность одновременной передачи всех команд.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
