ЧЕТЫРЕ РЕЛЕ — ВОСЕМЬ КОМАНД

Игрушечный автофургон, оснащенный этой аппаратурой, выполняет команды: «I скорость вперед», «II скорость вперед», «Назад», «Поворот налево», «Поворот направо», «Фары», «Сигнал» и «Стоп». Причем последние пять можно подавать и во время движения игрушки на I или II скорости.

Команду «Стоп» модель выполняет после нажатия в любой последовательности кнопок «II скорость вперед» и «Назад». Но после остановки модель начинает движение только по команде «I скорость вперед».

Мощность передатчика — 5 мВт. Радиус действия приемно-передающей аппаратуры — около 10 м. Вот как она работает.

Восемь радиокоманд выполняет игрушечный автофургон, оснащенный самодельной аппаратурой телеуправления. Она разработана инженером А. Проскуриным.

1 — передатчик, 2 — рулевая машинка, 3 — плата приемника, 4 — динамик звукового сигнала.

Передатчик состоит из задающего генератора и модулятора — симметричного мультивибратора на транзисторах V1 и V2 (рис. 1). Нагрузкой V2 служит эквивалентное сопротивление задающего генератора. Элементы R2—R11, С1, С2 определяют частоту прямоугольных импульсов, вырабатываемых мультивибратором.

Задающий генератор собран по схеме индуктивной «трехточки» на транзисторе V3. Режим его работы подбирают с помощью делителя R12, R13.

Контур L2, С5 настроен на частоту 14,05 МГц, а L3, С7 — на 28,1 МГц (вторая гармоника).

В исходном состоянии напряжения на базах транзисторов V1—V3 близки к нулю. Но как только нажимают на одну из кнопок S1—S8, прямоугольные импульсы с мультивибратора поступают через П-образный фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсаторов С3, С4, на задающий генератор. В результате он начинает вырабатывать видеоимпульсы с частотой заполнения, равней 28,1 МГц, которые с обмотки L4 через согласующий контур L5, С8 попадают в антенну W1.

Приемник состоит из сверхрегенеративного каскада, усилителя-ограничителя и дешифраторов команд.

Сверхрегенератор собран на транзисторе V1 по схеме с общей базой (рис. 2). Чувствительность каскада — не менее 10—15 мкВ на частоте 28,1 МГц.

Электромагнитные ВЧ колебания, промодулированные с частотой командного сигнала передатчика, принимаются алтейной W1 и через конденсатор связи С1 поступают на коллектор V1. В его цепь включен колебательный контур L1, С4, настроенный на частоту передатчика 28,1 МГц.

С помощью резисторов R3, R4 задают рабочую точку транзистора V1, конденсатор С5 отфильтровывает высокочастотную составляющую сигнала. Элементы R1, С3 задают частоту гашения и одновременно служат нагрузкой сверхрегенеративного детектора. Цепочка R2, С7 выполняет функции фильтра частоты гашения детектора и высокочастотной составляющей сигнала.

Выделенный контуром L1, С4 электрический сигнал усиливается, детектируется с самогашением и подается затем на базу транзистора V2.

Усилитель-ограничитель — двухкаскадный, выполнен на транзисторах V2 и V3 с непосредственной связью между ними. В эмиттерных цепях обоих полупроводниковых триодов включены термостабилизирующие элементы С9, R7 и С10, R10. Усилитель охвачен отрицательной обратной связью через резистор R8.

Дешифратор команды «Фары» выполнен на транзисторах V4, V5 с непосредственной связью. Нагрузкой V4 служат лампы накаливания Н1 и Н2. Контур L3, С13 настроен на среднюю частоту 2500 Гц. Резистор R12 определяет полосу частот этого сигнала, равную 400 Гц.

В исходном состоянии, когда командный сигнал отсутствует, транзистор V4 закрыт, а V5 открыт не полностью. Если на вход дешифратора подать командный сигнал «Фары», через резистор R12 он поступит на базу V5 и контур L3, С13, а затем, усиленный, приходит через конденсатор С12 на диод V6. Выделенная на нем отрицательная полуволна переменного напряжения через катушку L3 попадает на базу V5 и полностью открывает его. В результате транзистор V4 начинает проводить электрический ток, и лампы Н1, Н2 светятся.

Аналогично работает дешифратор для команды «Сигнал» (V8, V9). Контур L4, С14 настроен на частоту 3200 Гц. Его полосу, равную 400 Гц, определяет резистор R13.

Если подать команду «Поворот налево», срабатывает реле К1 дешифратора на транзисторе V10 (контур L5, С17 настроен на частоту 4050 Гц при полосе 400 Гц, определяемой величиной R15). В результате его контактные пластины К1.1 подают питание на электродвигатель M1 от батарей G1, G2.

Выключатель S1 действует в том случае, когда передние колеса модели повернуты на угол 30°. Тогда S1 закорачивает цепь базы транзистора V10 на «общий» провод и реле K1 отключает двигатель М1.

Аналогично действует дешифратор на транзисторе V13 для команды «Поворот направо». Резонансная частота контура L6, С19 составляет 4700 Гц. Ширину его полосы, равную 400 Гц, устанавливают резистором R16.

Дешифратор на транзисторах V14, V16 и V19 имеет четыре устойчивых состояния. Контур L7, С22 для команды «Назад» настроен на частоту 9050 Гц, L10, С26 для команды «1 скорость вперед» — на 6500 Гц. Ширина полосы частот у обоих этих фильтров составляет 700 Гц (ее подбирают соответственно резисторами R17 и R20). У контура L11, С27 дешифратора команды «II скорость вперед» с резонансной частотой 5600 Гц ширину полосы частот, равную 600 Гц, vcтaнaвливaют с помощью резистора R22.

В исходном состоянии транзисторы V14, V16, V19 приоткрыты, поскольку напряжения на их базах близки к нулю. Такому положению соответствует команда «I скорость вперед». В этом случае через контакты реле К3, К4 напряжение от источника питания G1 поступает на двигатель М2.

Данное состояние легко нарушить, если в любой последовательности на вход дешифратора подать сигнал «II скорость вперед» или «Назад». При команде, например, «Назад» транзистор V14 открывается и срабатывает реле К3. Оно будет находиться в таком состоянии за счет поступления через резистор R18 дополнительного отрицательного напряжения на базу V14 с коллектора транзистора V16. В результате на двигатель М2 через контакты реле К3 и К4 поступит напряжение в противоположной полярности с батареи G2.

Если теперь подать команду «II скорость вперед», сработает реле К4 в цепи коллектора транзистора V19. Это состояние будет сохраняться за счет дополнительного отрицательного напряжения, поступающего с коллектора V16 через резистор R21 на базу V19. Электродвигатель М2 в этом случае оказывается обесточенным (контакты реле К3 и К4 переключены), что соответствует команде «Стоп».

Если вновь подать командный сигнал «I скорость вперед», сработает дешифратор на транзисторе V16, и потенциал на его коллекторе уменьшится. В результате дешифраторы V14 и V19 возвратятся в исходное состояние. Когда после этого включают сигнал «II скорость вперед», срабатывает реле К4, и на электродвигатель М2 через резистор R23 поступит напряжение от двух последовательно соединенных батарей G1 и G2.

Токи в цепях приемника обозначены на схеме дробным числом: в режиме покоя — числителем, и при приеме сигнала — знаменателем.

Для устранения помех, вызываемых искрением тягового электродвигателя М2, применены искрогасящие устройства на дросселях L8 и L9 совместно с конденсаторами С23 и С24.

Детали передатчика. Транзисторы КТ301Ж, имеющие В ≥ 50, можно заменить на КТ315 с любым буквенным обозначением, а полупроводниковый триод П401 с В ≥ 60 — на П402, П403, П416, П423.

Конденсаторы: С1—С4 К-10-7В, КЛС или МБМ, С5—С7 КТ, С8 КПМ-МП. Постоянные резисторы: УЛМ-0,125 или МЛТ-0,25.

L1 — дроссель Д-0,1 с индуктивностью 60 мкГ. Его можно изготовить самим, намотав внавал 120—140 витков провода ПЭВ-2 0,1 на корпусе резистора МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Катушки L2 — L5 намотаны на полистироловых каркасах Ø 8 мм, длиной 12 мм, имеющих подстроечные ферритовые сердечники марки СЦР-1. L2 содержит 12 витков провода ПЭВ 0,35 с отводом от 4-го витка, считая снизу. L3 имеет 14 витков ПЭВ 0,51 с отводом от середины. Обе обмотки уложены виток к витку. Поверх L3 расположена катушка L4 — по два витка провода ПЭВ 0,51—0,7, намотанных шагом 1 мм в каждой половине L3. Катушка L5 содержит 12 витков провода ПЭВ 0,51—0,7, уложенных виток к витку.

Антенной служит шариковая ручка-указка или медная проволока Ø2 — 3 мм, длиной 500—600 мм.

Командные кнопки S1 — S8 самодельные (рис. 3). Два цилиндрических магнита Ø 7 мм от игры «Магнитные шашки (или шахматы)» обращены друг к другу одноименными полюсами, взаимно отталкиваясь. Один из магнитов вклеен в плату, а другой служит «пуговкой» кнопки, к ней приклеена тонкая металлическая пластина Ø 9 мм. При нажатии на кнопку пластина замыкает пару проводников, расположенных поверх неподвижного магнита.

G1 — батарея «Крона».

Детали приемника. Транзистор П401 (V1), имеющий В ≥ 60, допустимо заменить на П402, П403, П416 или ГТ308; ГТ108В (V2, V3) с В ≥ 50 — на МП14 — МП16; МП39 — МП42; V4 КТ315В (В≥40) — на КТ315 или другой той же структуры с учетом того, что ток, потребляемый лампами Н1 и H2, должен составлять 0,7 от максимально допустимой величины тока коллектора выбранного транзистора (нужного значения Iк можно достичь путем параллельного соединения менее мощных полупроводниковых триодов); МП39 с В ≥ 40 — на любые низкочастотные p-n-p структуры при условии, что величина максимально допустимого тока коллектора должна быть не менее 50 мА, и, наконец, транзистор V9 ГТ404А (В ≥ 40) — на такой же прибор, учитывая, что величина тока, потребляемого динамической головкой, должна составлять 0,7 Iк заменяемого транзистора. Причем ток покоя коллектора (Iко ) у всех полупроводниковых триодов не должен превышать 10 мкА.

Конденсаторы: Cl, С4 — КТ или КД, С2 — КПК-МП, С3, С5 — С7, С12 -С28 К10-7В, КЛС или МБМ, С8 — С11 К50-6 или ЭМ с рабочим напряжением не менее 10 В. Постоянные резисторы — УЛМ-0,125 или МЛТ-0,25, R23 — отрезок нихромового провода Ø1 мм.

Катушка L1 с ферритовым сердечником СЦР-1 содержит 15 витков провода ПЭВ-2 0,51—0,7, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе Ø 8 мм, длиной 12 мм. Дроссели: L2 — Д-0,1, L8, L9 — Д-0,6 или 40—60 витков ПЭВ-2 0,1, намотанных внавал на корпусе резистора МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Катушки L3— L7, L10, L11 намотаны каждая на сердечнике из трех склеенных колец К7X4Х2 феррита марки 1000НН и имеют по 300—400 витков ПЭВ-2 0,08. Возможно использовать кольца других размеров при условии, что их магнитная проницаемость находится в пределах 1000—2000.

На рисунке 4 показан способ крепления выводов тороидальных катушек, обеспечивающий жесткую установку их на монтажной плате.

Реле—РЭС-10 (паспорт РС4.524.302) или любые другие малогабаритные с сопротивлением обмотки 500—700 Ом, имеющие переключающую контактную систему.

Перед сборкой приемника необходимо отрегулировать все реле так, чтобы они срабатывали при напряжении 6 В. Для этого с реле снимают корпус и подключают обмотку к источнику постоянного напряжения 6 В. Отгибая поочередно возвратные пружины, добейтесь замыкания контактных пластин. Выключите источник тока (контакты реле должны разомкнуться) и вновь включите. Если пластины замкнутся, реле готово к работе. В противном случае операцию по отгибанию возвратных пружин надо продолжить.

Hl, Н2 — лампы типа СМЗ-0,2. G1, G2 — батареи 3336Л, G3 — батарея «Крона». M1 — электродвигатель рулевой машинки РУМ-2, М2 — ДП-10.

Антенной служит шариковая ручка-указка или медная проволока Ø 2— 3 мм, длиной 250—350 мм.

Приемник предварительно собирают на наладочной плате. Вместо одного резистора, отмеченного звездочкой (см. рис. 2, «М-К» № 6), впаивают два (за исключением R18 и R21): постоянный, сопротивлением вдвое меньше указанного на схеме, и переменный, примерно равный ему по величине.

Настраивать приемник начинают с усилителя-ограничителя. Оси всех переменных резисторов поверните в сторону максимального сопротивления и убедитесь, что контакты S1, S2 разомкнуты. К положительному выводу конденсатора С11 подключите осциллограф, а к базе транзистора V2 подсоедините через конденсатор С9 звуковой генератор, настроенный на частоту 1000 Гц. (Амплитуда сигнала составляет 2 мВ.) Изменяя величины резисторов R6, R9, а затем R7, R10, добейтесь двустороннего ограничения синусоиды таким образом, чтобы длительность импульсов равнялась длительности пауз.

Затем проверьте работоспособность устройства. Уменьшите величину выходного напряжения генератора до 1 мВ. Если синусоидальные колебания не будут ограничены сверху или снизу, усилитель настроен правильно.

После замены временных резисторов на постоянные еще раз проверьте качество работы ограничителя с помощью осциллографа.

Дешифратор на транзисторах V4, V5 настраивают следующим образом. К коллектору V5 подключают осциллограф, устанавливают величину выходного сигнала от ЗГ равной 2 мВ и, перестраивая генератор в диапазоне 1000—10 000 Гц, определяют резонансную частоту контура L2, С13 по резкому возрастанию размаха синусоидальных колебаний на экране осциллографа. Настройку этого контура на расчетную резонансную частоту производят подбором величины конденсатора С13. Лампы Н1 и Н2 должны светиться на частотах 2300—2700 Гц. Аналогично настраивают и дешифраторы на транзисторах V8 — V10, V13, V14, V16 и V19. При этом следует помнить, что после настройки каждого дешифратора на резонансную частоту необходимо установить соответствующие полосы пропускания контуров.

Чтобы подобрать величину резистора R19, осциллограф подключите к коллектору транзистора VI6 и установите на генераторе среднюю частоту контура L10, С26. Переменный резистор, временно включенный последовательно с R19, переведите в положение минимального сопротивления. Затем, вращая движок реостата в сторону увеличения сопротивления и наблюдая одновременно за экраном осциллографа, подберите такую величину R19, при которой дальнейшее ее возрастание не будет существенно влиять на увеличение размаха колебаний.

Дешифраторы на транзисторах V14, VI6 настраивают так. Установите на генераторе среднюю частоту контура L7, C22 и подсоедините между выходом прибора и конденсатором С9 выключатель. Уменьшите на небольшую величину сопротивление резистора R18, а затем на короткий промежуток времени включите и снова выключите временно установленный тумблер. Если состояние реле КЗ, изображенное на схеме, изменится, настройка дешифраторов на транзисторах VI4, V16 закончена. В противном случае операцию с постепенным уменьшением величины R18 и с манипуляцией выключателем следует продолжить. Перекоммутировать контактные пластины К3.1 можно, если отключить источник питания G3 или подать на вход дешифратора кратковременный сигнал с частотой контура L10, С26.

Дешифраторы на транзисторах V16, V19 настраивают с помощью резистора R21 по методу, аналогичному предыдущему.

Теперь приступают к настройке сверхрегенеративного каскада. Отрицательный вывод конденсатора С8 припаяйте на прежнее место, а к положительному выводу С11 подключите осциллограф. Установите на генераторе сигналов типа Г4-17 частоту 28,1 МГц, промодулировав ее по амплитуде частотой 1000 Гц (выходное напряжение равно 500 мВ). Намотайте на вывод антенны W1 2 витка провода в хлорвиниловой изоляции. Один конец его оставьте свободным, а другой вставьте в выходное гнездо генератора. Изменяя величины резистора R3, конденсатора С2 и положение сердечника катушки L1, добейтесь появления на экране осциллографа модулированных колебаний частотой 1000 Гц. Далее уменьшите выходное напряжение генератора до такой величины, чтобы колебания частотой 1000 Гц на экране осциллографа были чуть заметны. После чего процесс настройки повторите.

Чувствительность сверхрегенеративного каскада зависит от величины В транзистора V1, а также точности настройки. Учтите, что с изменением емкости С2 и сопротивления R3 частота настройки контура L1, С4 отклоняется от своего первоначального значения.

В заключение все переменные резисторы замените на постоянные, перенесите детали на печатную плату (рис. 1) и проверьте работу приемника в целом. Ротор конденсатора С2 зафиксируйте нитрокраской, а сердечник катушки L1 — парафином.

На монтажную плату передатчика (рис. 2), изготовленную из одностороннего фольгированного гетинакса или стеклотекстолита, припаяйте со стороны токопроводящих полос все радиодетали, за исключением резисторов R2 — R9. Вместо них подключите переменный резистор сопротивлением 22 кОм. Установите сердечники катушек в среднее положение, закрепите монтажную плату в корпусе передатчика и подсоедините антенну. Замкните один из выключателей S1 — S8, включите источник питания G1, а к коллектору транзистора V2 подсоедините осциллограф. Вращая ручку переменного резистора из одного крайнего положения в другое, убедитесь, работает ли мультивибратор. Он должен генерировать прямоугольные импульсы. Если в одном из крайних положений движка генерации нет, измените в небольших пределах величины конденсаторов С1, С2 или подберите транзисторы с большим В. Подключите осциллограф к контрольной точке КТ приемника, установите в передатчике ручку временного переменного резистора в среднее положение и, вращая сердечники катушек L2 — L5, ротор конденсатора С8, а также подбирая величину R12, добейтесь, чтобы на экране осциллографа возникли колебания мультивибратора. Затем удалите передатчик от приемника на расстояние, при котором размах колебаний мультивибратора на экране осциллографа будет минимальным, и операцию настройки повторите снова. Переменный резистор замените на постоянный.

Точно величины резисторов R2 — R9 передатчика подбирают методом сравнения частот мультивибратора и звукового генератора. Для этого вертикальные пластины осциллографа (вход «У») подключают к контрольной точке КТ приемника, а горизонтальные (вход «X») — к ГЗ. На звуковом генераторе устанавливают поочередно средние частоты командных сигналов и, изменяя величину временного переменного резистора, добиваются появления на экране осциллографа неподвижной замкнутой кривой (фигура Лиссажу). Определяют величины сопротивлений, соответствующие командным сигналам, и устанавливают затем эквивалентные постоянные резисторы R2 — R9.

Конструкция. Передатчик (рис. 3) смонтирован в корпусе от приемника «Мальчиш», на лицевой панели которого сделан вырез размером 104X40 мм. Он закрыт хромированной латунной пластиной размером 108x44x1,5 мм, в которой просверлены 8 отверстий Ø8 мм под командные кнопки (рис. 3). С обратной стороны к пластине припаяны шесть винтов М2, с помощью которых крепят монтажную плату и устанавливают зазор величиной 1 — 1,5 мм между контактными пластинами кнопок.

Плата приемника и динамическая головка звукового сигнала закреплены с помощью скоб внутри модели (см. вкладку, «М-К» № 6). Там же расположены батареи G1, G2, а рулевая машинка установлена под капотом фургона. Батарея G3 — штатная: находится она под кабиной.

А. ПРОСКУРИН, пос. Голицыно, Московская обл.