Сергей Дмитриевич Клементьев
Модели управляемые по радио
*** 1951 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
ПРЕДИСЛОВИЕ Родиной радио является Россия, а его изобретателем знаменитый ученый Александр Степанович Попов. Немногим более 50 лет прошло с того дня, когда А. С. Попов передал в Петербурге первую в мире радиотелеграмму. Через 10—15 лет после смерти Попова (он умер в 1906 г.) радиоволны были применены для передачи не только телеграфных сигналов, но речи и музыки, а в настоящее время они применяются в самых разнообразных областях народного хозяйства. Одним из интереснейших применений радио является управление механизмами на расстоянии. Область техники, занимающаяся этим вопросом, называется радиотелемеханикой. В капиталистических странах радиотелемеханика находит применение в военном деле. У нас в СССР ученые и инженеры под руководством партии и великого Сталина работают в области телемеханики с благородной целью освобождения людей от тяжелого физического труда, для различных научных исследований, для изучения стратосферы, космических пространств и т. п. С развитием телемеханики для радиолюбителей открылась возможность испробовать свои творческие силы в создании моделей, управляемых по радио. Заманчиво и интересно своими руками построить движущуюся модель корабля, автомашины или самолета. Еще более интересно управлять движениями и действиями построенной модели на расстоянии, при помощи радио. В последние годы радиолюбители увлекаются постройкой радиоуправляемых моделей. Многие из них разработали интересные и оригинальные модели. В целеустремленном творческом труде, в настойчивом стремлении преодолевать трудности вырабатываются воля и характер будущего изобретателя и новатора техники, рождается жажда к техническим знаниям. Труд и искания радиолюбителей проникнуты духом горячего советского патриотизма и желания принести пользу своему народу, своей великой Родине. С. Клементьев СХЕМА ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ Наиболее простой и доступной для самостоятельного изготовления является аппаратура телеуправления, основанная на принципе число-импульсного распределения. Именно такого типа аппаратура обычно и строится радиолюбителями. Напомним читателю, каким образом происходят передача, прием и селекция (выбор) сигналов телеуправления по число-импульсной системе1. На передающем конце линии радиоупр явления (фиг. 1) установлен радиопередатчик сигналов А. Сигналы телеуправления передаются посредством телеграфного ключа, вращением диска номеронабирателя или путем нажатия кнопок на пульте управления. Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны и приемника сигналов телеуправления Б. Фиг. 1. Простейшая схема телеуправления. 1 Подробно о системах телеуправления см. книгу В. Н. Логинова „Радиотелеуправление", Госэнергоиздат, 1950. Включенное на выход радиоприемника (непосредственно или через усилитель В) чувствительное электромагнитное реле Г (называемое приемным, входным или первичным) притягивает свой якорь каждый раз, как только антенна приемника улоЕит радиосигнал передатчика. Контакты реле Г замыкают цепь электромагнита шагового распределителя Д, который включает те или иные исполнительные' цепи, в зависимости от числа переданнйх по радио импульсов. Шаговый распределитель Д состоит из электромагнита с якорем, на котором укреплена изогнутая пластинка, называемая собачкой. Собачка заходит своим концом в одну из впадин зубчатого колеса. Это колесо с косыми зубьями (храповик) укреплено на тонкой стальной оси, на которой сидит пружинящая бронзовая щетка (контактная щетка). Когда в катушку электромагнита включается ток, его сердечник намагничивается и притягивает якорь, который, преодолевая действие пружины, поворачивается вокруг своей оси. Вместе с якорем поворачивается и укрепленная на нем собачка. Собачка своим концом нажимает на зуб храповика. От каждого нажима собачки храповик поворачивается на один зубец. Вместе с храповиком передвигается и контактная щетка, замыкающая электрическую цепь. При каждом радиосигнале щетка переходит с одного контакта на другой, соседний, делая один шаг по контактному полю. По окончании импульса (сигнала) электромагнит перестанет притягивать якорь. Тогда последний под действием пружины немедленно возвратится на старое место и потянет при этом за собой собачку. Собачка западет во ©падину храпового колеса и при следующем импульсе вновь повернет его на один зубец. Сколько будет импульсов, столько раз и притянется якорь распределителя. При этом с каждым сигналом щетка переходит на следующий, соседний, контакт. При одном импульсе тока (при одном нажатии ключа передатчика) щетка передвинется с нулевого на первый контакт и включит одну цепь исполнения, например небольшой электродвигатель Е. При двух сигналах она перейдет на второй контакт и включит другую цепь исполнения — электрический звонок Ж, при трех — сигнальную электрическую лампу 3 и т. д. Обойдя последовательно все электрические контакты, щетка вернется на нулевой контакт. Таким образом, применив шаговый распределитель, мы получили возможность включать исполнительные цепи по очереди, одну за другой. Но рассмотренная нами схема еще не дает возможности включать ту или иную исполнительную цепь в любой последовательности. Предположим, что нам нужно включить только сигнальную лампу, а электрический звонок и электродвигатель включать ненужно. Лампа присоединена к третьему контакту исполнительной цепи распределителя. Даем по радио три сигнала, нажимая на ключ передатчика три раза. При первом сигнале щетка распределителя перейдет на контакт, соединенный с электродвигателем, при втором — на контакт, соединенный с электрическим звонком, включит по очереди все эти устройства и, только перейдя на третий контакт, зажжет сигнальную лампу. Как же избавиться от включения в момент передачи сигналов ненужных нам исполнительных цепей? Для этого в схему надо добавить особый прибор, называемый реле времени. Идея устройства этого прибора очень проста. При получении радиосигнала реле времени И быстро разрывает цепь питания исполнительных механизмов, но обратно включает ее лишь через некоторое, сравнительно длительное, время (время отпускания якоря реле). Поэтому, хотя распределитель Д и срабатывает и его щетка скользит по контактам, но пока она (щетка) не дойдет до контакта, соответствующего передаваемому распоряжению, и не остановится на нем, т. е. до тех пор, пока не будет закончен выбор требуемой команды, цепи исполнительных механизмов не будут включены. Предположим, что мы даем три коротких радиосигнала, троекратно нажимая на ключ передатчика. При этом три раза срабатывает первичное реле Г и замыкает свои контакты, включая ток в электромагнит шагового распределителя Див параллельно соединенное с ним реле времени И (см. провода, обозначенные на фиг. 1 пунктиром). Соответственно числу импульсов тока три раза срабатывает и электромагнит распределителя, притягивая, а затем -отпуская свой якорь. Контактная щетка распределителя перейдет при этом с нулевого на третий контакт. При каждом радиосигнале, одновременно с электромагнитом распределителя, срабатывает и реле времени, разрывающее цепь питания исполнительных механизмов. Так как реле времени после выключения тока медленно отпускает свой якорь, то исполнительная цепь замыкается не сразу. Она продолжает оставаться разомкнутой в течение всего времени выбора требуемой команды и лишь через некоторое время (время отпускания якоря реле времени) после прекращения передачи радиосигналов вновь замыкается. Если мы быстро, один за другим, передадим несколько сигналов, и щетка сделает полный оборот, обойдя по очереди все электрические контакты, то ни одна цепь не будет замкнута и ни один исполнительный механизм не сработает. Реле времени будет держать главную электрическую цепь питания разомкнутой, пока передаются все восемь сигналов. Итак, для радиоуправления моделью посредством числоимпульсного распределения необходимы: 1) радиолиния, состоящая из передатчика сигналов телеуправления, приемного устройства и первичного реле; 2) шаговый распределитель; 3) реле времени, позволяющее осуществлять включение исполнительной цепи только после передачи команды; 4) различные исполнительные механизмы. Кроме того, каждая телеуправляемая модель должна иметь источники энергии (сухие батареи илч аккумуляторы), электрический двигатель, приводящий модель в движение, органы управления, например устройство рулевого управления. Аппаратуру радиоуправления можно монтировать на любой движущейся модели—«а корабле, дрезине, электровозе, комбайне, трамвае, автомобиле, броневике, глиссере, дирижабле, подводной лодке, катере или самолете. Приемник сигналов телеуправления, распределитель и реле времени во всех этих моделях остаются без изменения. Исполнительные же механизмы, в зависимости от выбранной модели, будут различными. В модели корабля двигатель приводит во вращение гребной винт, в модели автомобиля — ведущие колеса, в модели самолета — воздушный винт (пропеллер). Различны, в зависимости от примененной модели, будут и другие механизмы: рулевое управление на корабле, поворотное устройство на автомобиле и т. д. В модели корабля хорошо установить механизм подъема и спуска якоря или флага. В модели самолета можно применить механизм, вводящий самолет в пике1 или автоматически заставляющий его итти на бреющем полете. Сигнальные электрические лампочки на мачтах корабля и бортовые огни самолета очень красиво будут выглядеть в сумерки или в темноте. У автомобиля можно включать и выключать фары. На корабле можно устроить еще ряд интересных ме-8 ханизмов, например механизм, который по радиосигналу с берега будет создавать дымовую завесу. Как самому сделать некоторые из этих исполнительных механизмов, будет рассказано ниже. Ряд исполнительных механизмов можно придумать и самому (автоматический запуск фейерверка, сирена, гудки и т. д.). ДИАПАЗОНЫ ВОЛН Управление на расстоянии по радио принципиально может осуществляться на волнах любого диапазона. Однако практически наиболее пригодным для управления движущимися механизмами, а особенно моделями, является аппаратура коротковолнового и ультракоротковолнового диапазонов. Министерством связи СССР разрешено использование двух любительских диапазонов для передатчиков телеуправления моделями. В коротковолновом диапазоне радиолюбителям отведены волны длиной от 174,9 до 150 jk (частоты от 1 715 до 2 000 кгц). В ультракоротковолновом диапазоне радиолюбителям разрешается пользоваться волнами длиной от 3,53 до 3,45 м (частоты от 85 до 87 мггц). Только на эти волны и следует изготовлять и настраивать радиолинии самодельных установок телеуправления. При этом не рекомендуется строить искровые передатчики, так как они во время работы создают значительные помехи радиоприему в широком диапазоне частот. Радиолюбитель может по своему усмотрению выбрать любую радиолинию, обеспечивающую надежную связь на волнах разрешенного диапазона. Однако прежде чем приступить к изготовлению передатчика сигналов телеуправления, нужно обратиться в местный радиоклуб с просьбой ходатайствовать перед областным управлением Министерства связи о выдаче разрешения на постройку передатчика. Приступить к постройке передатчика можно только после того, как будет получено соответствующее разрешение от Министерства связи. Какой же диапазон волн лучше выбрать для моделей, управляемых по радио, — коротковолновый или ультракоротковолновый? Решение этого вопроса зависит от дальности передачи сигналов телеуправления, на которую рассчитывается модель. Известно, что короткие радиоволны (диапазон от 1 715 до 2 000 кгц) распространяются на большое расстояние, и поэтому управление моделями на этих волнах возможно за -пределами прямой видимости. Ультракороткие волны распространяются прямолинейно, подобно лучам света, поэтому и управление на этих волнах возможно лишь в пределах прямой видимости. Радиолюбители чаще всего интересуются моделями, управляемыми на расстоянии именно в пределах прямой видимости (т. е. до 10 км), и поэтому им следует рекомендовать ультракоротковолновый диапазон (от 85 до 87 мггц). Длина волны, генерируемая передатчиком, зависит от индуктивности и емкости колебательного контура и определяется формулой В этой формуле длина волны Я выражена в метрах (м), индуктивность L в микрогенри (мкгн) и емкость С в микромикрофарадах (мкмкф). Из формулы видно, что чем короче волна, тем меньше должны быть индуктивность и емкость колебательного контура. При этом могут быть уменьшены размеры колебательного контура, что для движущихся, управляемых на расстоянии моделей имеет большое значение. Радиоуправляемая модель обычно бывает сильно перегружена громоздкими источниками питания и исполнительными механизмами (анодные батареи типа БАС, аккумуляторы, электродвигатели, реле, электромагниты и т. п.). Поэтому нужно добиваться всемерного уменьшения веса и размеров приемников сигналов телеуправления, устанавливаемых на моделях. В этом отношении использование ультракоротких волн является по сравнению с коротковолновым диапазоном более удобным. KOHEЦ ФPAГMEHTA
|
