ОДНОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО РАДИОУПРАВЛЕНИЯ «ТАКАМИНА»

В описании двухканальной системы управления моделями «Каната» (см. «М-К» № 6, 7 за 2017 г.) упоминалось, что эта система представляет собой базовую модель целого семейства систем, как упрощенных и облегченных, так и, наоборот, обладающих большими возможностями. Настало время поговорить об этих модификациях.

Для начала представим читателям упрощенную систему «Такамина» с одним пропорциональным каналом. По минимуму, в состав ее бортовой части входят всего лишь три модуля: уже знакомый вам модуль УРМ, приемный модуль из ранее описанных, выбранный в зависимости от используемого способа передачи команд на модель, и дешифратор ДР-2.

Такую систему сможет создать даже не особо оснащенный радиолюбитель, но она тоже может найти себе самое различное применение. Например, известно немало конструкций парусных яхт, у которых управляется только руль. А простенький планер, у которого такая система будет управлять рулем поворота или элеронами, можно построить даже из бумаги. Ведь полный вес этой системы с антенной, двумя Li-pol аккумуляторами на 0,3 Ач и 12-граммовой рулевой машинкой (не самой легкой из доступных) может уложиться менее, чем в 60 граммов! Поскольку применяемые ОУ и другие детали выпускаются также в варианте для SMD монтажа, то любители, владеющие этой технологией, могут сделать массогабаритные характеристики этой системы еще более фантастическими.

Схема и плата дешифратора на две частоты (рис. 2) одного пропорционального канала практически повторяют ранее описанные решения, за исключением использования не счетверенного, а сдвоенного ОУ.

Соответственно уменьшились габариты и вес платы дешифратора. А благодаря непрерывной передаче одного единственного канала несколько возрастает дальность действия аппаратуры. Одноканальная «Такамина» использует для передачи команд управления пропорциональным каналом частоты № 4 и 5. Правда, по сравнению с ранее описанной системой, введено одно усовершенствование, основанное на опыте практической эксплуатации. Как вы можете заметить, несколько изменены номиналы деталей фильтров. Дело вот в чем. Сопротивления некоторых резисторов в фильтрах составляют сотни килоом, а в таких высокоомных цепях утечки через загрязнения платы, например, остатками жидких флюсов, становятся уже заметными и создают проблемы с настройкой. А уж если на плату попадает влага, то настройка дешифраторов (особенно самых высокочастотных) может уйти настолько, что приводит к их полной неработоспособности. В связи с этим были предприняты некоторые конструктивные меры. Номиналы деталей изменены так, чтобы нужные частоты получались при больших емкостях и меньших сопротивлениях. Увеличено количество отверстий облегчения ø 3,2 мм в плате. Помимо уже описанных выгод этого решения, воздушный промежуток-изолятор более надежный, чем грязная поверхность стеклотекстолита (рис. 3). Читатели, которые решат собрать себе описанную в журнале «М-К» № 6 за 2017 г. систему «Каната» могут внести и в нее соответствующую доработку.

Таблица 1.

Значения емкости конденсаторов в модуле ГС в зависимости от частоты генератора.

Если вы использовали при сборке дешифратора жидкие флюсы (ЛТИ-120, спирто-канифольный и т.п.), то после окончания первоначальной сборки следует удалить их остатки ваткой со спиртом или ацетоном, а перепайки резисторов при настройке фильтров лучше вести на твердой канифоли. Для настройки дешифратора необходим звуковой генератор на диапазон частот примерно 800 Гц — 8 кГц. В крайнем случае, самодельный, с условной градуировкой. Искать резонансные частоты фильтров начинают с верхнего края диапазона, иначе можно принять реакцию фильтра на гармоники сигнала за основную частоту. Например, обнаружив некоторое возрастание уровня на выходе фильтра частоты №4 (3,6 кГц) при сигнале генератора частотой 1,8 кГц. Сдвигают резонансные частоты фильтров пропорциональным уменьшением их резисторов для увеличения частоты или увеличением для снижения частоты. Ввиду того, что номиналы резисторов и конденсаторов изменяются при сильном нагреве, точные измерения резонансных частот фильтров следует производить только тогда, когда плата остынет после пайки.

Установив частоты фильтров и убедившись в работоспособности системы, подстраивают уровень сигнала, регулируя систему АРУ. При установке вместо R7 перемычки уровень сигнала оказывается минимальным, а при установке резистора на место — возрастает. Так, если вы поставите R7 такого же сопротивления, как R4 (т.е. 270 кОм), то уровень сигнала вырастет примерно вдвое. Желательно установить такой уровень, чтобы помехи если проявлялись, то лишь редкими небольшими подергиваниями рулевых машинок. В этом случае чувствительность аппаратуры будет наивысшей.

Шифратор в пульте управления однокомандной системой упрощен еще больше. Ведь ему не нужны узлы, обеспечивающие последовательный опрос нескольких каналов. В его состав входят модули ГС № 4 и 5, а также один модуль МВ, полностью идентичные используемым в двухканальной системе.

Микросхема-коммутатор DA1, управляемая мультивибратором МВ попеременно передает частоты № 4 и № 5. Вращение ручки входящего в модуль МВ переменного резистора изменяет скважность его импульса и, следовательно, соотношение времени передачи частот. Неиспользуемые входы микросхемы, во избежание их пробоя статическими зарядами, заземлены.

Чертеж общей платы шифратора приведен на рис. 5. Конструкция уже знакомая по двухканальной системе: модули ГС устанавливаются на общей плате шифратора, а модуль МВ — отдельно, рядом с ручкой управления.

Немного о деталях шифратора. Переменный резистор в модуле МВ — с характеристикой типа «А». То есть с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Микросхема коммутатора заменима на отечественную К176КТ1.

Итак, нам удалось заметно упростить, облегчить и удешевить аппаратуру. Но неужели ценой за это стало наличие одного только пропорционального канала и ничего больше? И что это за дополнительные модули на схемах и буква «Д» в обозначении системы? Разберемся по порядку.

Оказывается, в одноканальную систему, практически ее не усложняя, нетрудно ввести включение дополнительной дискретной команды (отсюда буква Д в обозначении). Она передается на частоте № 1 (1кГц). Как вы помните, когда в начале описания двухканальной системы была дана таблица с нарезкой частот, это было предусмотрено. При нажатии на кнопку SB1 в пульте, перемежающиеся сигналы частот № 4 и 5 подменяются сигналом частоты № 1, и вместо команд пропорционального канала передается дискретная команда. При этом управляемая пропорциональным каналом рулевая машинка устанавливается в нейтральное положение, а если система управляет мотором, то по пропорциональному каналу идет команда «стоп». Где может быть применена подобная система? Например, в моделях планёров и даже наиболее тяжелых классах ракетопланов. Управляя пропорциональным каналом рулем поворота, можно искать восходящие потоки. А дискретная команда будет работать на запал R, пережигающий нить стопора системы принудительной посадки по истечении максимально хронометрируемого времени. Если же вы не планируете использовать эту возможность, то модуль ГС № 1 на плате шифратора не устанавливается, а выводы 1 и 11 микросхемы коммутатора прямо на плате соединяются перемычками с выходами модулей ГС № 4 и 5.

В приемной части дополнительная дискретная команда реализуется установкой модуля дополнительного дешифратора ДД-1. В нем совмещены фильтр на ОУ и усилитель мощности.

Как видите, основные схемные решения и используемые детали соответствуют вам уже известным. Чтобы не плодить излишнюю разнотипицу (номенклатуру. — Прим. ред.) деталей, ОУ используется тот же сдвоенный, что и в модуле ДР-2, хотя при этом один из двух ОУ здесь не используется. С целью упрощения схемы напряжение искусственной средней точки для ОУ фильтра не вырабатывается в данном модуле, а берется готовое с модуля основного регулируемого дешифратора. Оно же, во избежание разных помех и наводок, подано на входы неиспользуемого ОУ. Один из выводов исполнительного устройства подключается к выходу модуля, а второй — к плюсу или к средней точке батареи питания, в зависимости от того, какое напряжение ему нужно. Если нагрузкой модуля ДД-1 является обладающее индуктивностью устройство (электромотор или электромагнит), то для защиты от импульсов самоиндукции к выводам нагрузки подключается конденсатор С. На общей блок-схеме приемной части и на схеме модуля ДД-1 показаны различные варианты подключения нагрузок модуля.

О деталях модуля: диоды могут быть отечественные из серий КД521 — КД522. Транзистор VT1 — любой из серий КТ315, КТ312 или импортный ВС547В. VT2 заменим на ВС557В, VT3 — на старые советские КТ815А-В. Конденсатор С5 -малогабаритный керамический, но может быть заменен и на электролитический. На этот случай на принципиальной схеме указана его полярность. Конденсатор С7 — на рабочее напряжение не ниже 200В,например, типа КМ.

Настраивается модуль так же, как и остальные фильтры — подгонкой резонансной частоты подбором резисторов так, чтобы для данного фильтра она составила 1 кГц. Силовая часть налаживания не требует.

Кстати, подобный фокус с введением дополнительной дискретной команды вы можете проделать и с двухканальной системой «Каната», получив систему с наиболее широкими возможностями из всех описанных.

При этом ее командный тон подменяет при нажатии кнопки только частоты № 2 и 3 пропорционального канала А. Управление каналом Б во время передачи дополнительной дискретной команды продолжает идти как обычно. В приемной части модуль дополнительного дешифратора подключается к основному регулируемому дешифратору ДР-4 точно так же, как к ДР-2.

Автор применяет такую систему в парусно-моторной яхте. Пропорциональный канал А управляет натяжением шкотов, канал Б — рулем, а дополнительная команда — мотором. Когда ветер стихнет, вы можете, нажав на кнопку, запустить мотор на ход вперед, а отсутствие возможности управлять шкотами в этот момент не имеет значения. Система может также применяться в играх типа «Танковый бой», когда дополнительная команда управляет «выстрелом» и во многих других случаях. Все возможные варианты построения системы сведены в данной таблице. Выбор, как видите, не такой уж плохой.

Таблица 2.

Варианты построения системы одноканальной системы радиоуправления с дополнительной командой.

Важной особенностью описанных систем является их совместимость. Как конструктивная, заключающаяся в использовании сходных, а то и полностью одинаковых модулей, так и по способу кодирования команд, если вы настраивали генераторы и фильтры именно на указанные в журнале частоты. Так, например, собрав себе наиболее продвинутый вариант шифратора «Каната-Д», вы можете управлять им моделью, на которой установлена аппаратура «Такамина-Д», причем в этом случае возможно одновременно и независимо управлять и пропорциональным каналом, и дискретной командой.

В ближайших планах автора создание инфракрасного передающего и приемного модулей. Но и читатели также могут внести свой вклад в расширение возможностей системы. Так, помимо простенького, сделанного на скорую руку сверхрегенератора, желательно разработать бортовой супергетеродинный приемник, с которым возможности системы заметно улучшатся. Также было бы желательно создать радиопередающий и радиоприемный модуль для диапазона 40,66 — 40,7 МГц, также разрешенного для радиоуправления моделями и освоить диапазон 433 МГц.

А. ЛИСОВ