В продолжение темы о двухканальной системе управления «Каната», которая была представлена ранее, автор знакомит читателей с ее упрощенными и расширенными модификациями. Это целое семейство аппаратуры, адаптированное под разные задачи моделистов.
Одноканальная система «Такамина»: минимализм и эффективность
Первой в этом ряду стоит упрощенная одноканальная система «Такамина». Ее главное преимущество — простота и легкость. Бортовая часть состоит всего из трех модулей: знакомого модуля УРМ (усилитель рулевой машинки), приемного модуля (выбор зависит от способа передачи) и дешифратора ДР-2. Такой набор под силу собрать даже радиолюбителю с минимальным опытом.
Область применения системы весьма широка. Она идеально подходит для парусных яхт, где управляется только руль, или для простых планеров из бумаги или пенопласта, где достаточно управления рулем поворота или элеронами. Вес системы в сборе, включая два Li-pol аккумулятора емкостью 0.3 А·ч и 12-граммовую рулевую машинку, составляет менее 60 граммов. Использование SMD-компонентов позволяет сделать конструкцию еще легче и компактнее.
Дешифратор ДР-2: схема и конструктивные улучшения
Схема дешифратора на две частоты (рис. 2) логически продолжает ранее описанные решения, но использует сдвоенный операционный усилитель вместо счетверенного, что уменьшает габариты платы.
Рис. 2. Принципиальная схема дешифратора ДР-2
Непрерывная передача единственного канала немного увеличивает дальность действия. Для передачи команд используются частоты №4 и №5. Важным усовершенствованием, внесенным на основе практического опыта, стала модификация фильтров. Номиналы деталей изменены для работы с большими емкостями и меньшими сопротивлениями, что снижает влияние утечек через возможные загрязнения платы. Дополнительно увеличено количество отверстий облегчения диаметром 3.2 мм в плате, что улучшает изоляцию и надежность (рис. 3). Эти доработки можно применить и к ранее собранной системе «Каната».
Рис. 3. Монтажная плата дешифратора ДР-2
Таблица 1.
Значения емкости конденсаторов в модуле ГС в зависимости от частоты генератора.
| № частоты | Частота, кГц | Емкость конденсаторов в модуле ГС | |
| С1, СЗ | С2 | ||
| 1 | 1 | 6800 | 0,033 |
| 4 | 3,6 | 2200 | 0,01 |
| 5 | 4,3 | 2000 | 7500 |
Настройка и эксплуатационные рекомендации
После сборки необходимо тщательно удалить остатки жидкого флюса. Для настройки фильтров дешифратора потребуется звуковой генератор с диапазоном примерно 800 Гц – 8 кГц. Поиск резонансных частот следует начинать с верхней границы диапазона, чтобы избежать ошибок, связанных с гармониками. Частоту настройки меняют, пропорционально изменяя номиналы резисторов в фильтрах. Точные измерения нужно проводить на остывшей после пайки плате.
Рис. 4. Принципиальная схема шифратора «Такамина-Д»
После настройки частот регулируют уровень сигнала системой АРУ, изменяя сопротивление резистора R7. Оптимальный уровень — когда помехи проявляются лишь редкими незначительными подергиваниями сервомашинки. Это обеспечивает максимальную чувствительность аппаратуры.
Шифратор пульта управления: максимальное упрощение
Шифратор для одноканальной системы еще проще, так как ему не нужны узлы для опроса нескольких каналов. В его состав входят модули ГС №4 и №5, а также один модуль МВ (мультивибратор), идентичные используемым в двухканальной системе.
Микросхема-коммутатор DA1, управляемая мультивибратором, поочередно передает частоты №4 и №5. Поворот ручки переменного резистора в модуле МВ меняет скважность импульсов, что изменяет соотношение времени передачи частот и, соответственно, положение рулевой машинки. Конструкция платы знакома по двухканальной системе: модули ГС монтируются на общей плате, а модуль МВ — отдельно, рядом с ручкой управления (рис. 5).
Рис. 5. Монтажная плата шифратора
Для модуля МВ необходим переменный резистор с линейной характеристикой (тип «А»). Микросхему коммутатора можно заменить на отечественную К176КТ1.
Расширение возможностей: система «Такамина-Д» с дополнительной командой
Упрощение не означает потерю функциональности. В одноканальную систему практически без усложнений можно ввести дополнительную дискретную команду (отсюда буква «Д» в названии). Она передается на частоте №1 (1 кГц). При нажатии кнопки SB1 на пульте чередование частот №4 и №5 заменяется сигналом частоты №1. В это время пропорциональный канал переходит в нейтральное положение (или команду «стоп» для мотора), а активируется дискретная команда.
Такая система полезна для планеров и ракетопланов: пропорциональным каналом управляют рулем для поиска восходящих потоков, а дискретной командой активируют, например, систему принудительной посадки по таймеру. Если эта функция не нужна, модуль ГС №1 не устанавливается, а выводы микросхемы коммутатора соединяются перемычками с выходами модулей ГС №4 и №5.
В приемной части для реализации дополнительной команды устанавливается модуль дополнительного дешифратора ДД-1, совмещающий фильтр и усилитель мощности (рис. 6).
Рис. 6. Принципиальная схема модуля ДД-1
Для упрощения и унификации используется тот же сдвоенный ОУ, что и в ДР-2. Напряжение средней точки берется с основного дешифратора. Нагрузкой модуля может быть электромагнит или мотор. Для защиты от импульсов самоиндукции параллельно нагрузке включается конденсатор. Детали: диоды серий КД521-КД522, транзисторы КТ315/КТ312 или ВС547В (VT1), ВС557В (VT2), КТ815А-В (VT3). Настройка сводится к подгонке резонансной частоты фильтра до 1 кГц.
Эволюция системы: от «Такамины» до «Канаты-Д»
Аналогичный принцип добавления дискретной команды применим и к двухканальной системе «Каната», что создает наиболее функциональный вариант. В такой системе командный тон подменяет только частоты канала А, а управление каналом Б продолжается. Автор применяет такую систему на парусно-моторной яхте: канал А управляет шкотами, канал Б — рулем, а дополнительная команда — мотором. Система также подходит для игровых моделей (например, «выстрел» в танковом бою).
Таблица 2 наглядно демонстрирует все варианты построения систем семейства.
Таблица 2.
Варианты построения системы одноканальной системы радиоуправления с дополнительной командой.
| Система | Функциональные возможности | Номера используемых частот и соотв. модулей ГС в шифраторе | Состав бортовой приемной аппаратуры |
| «Такамина» | 1 пропорциональный канал | 4,5 | Приемник, ДР-2, УРМ |
| «Такамина-Д» | 1 пропорциональный канал + 1 дискретная команда | 1,4,5 | Приемник, ДР-2, УРМ, ДД-1 |
| «Каната» | 2 пропорциональных канала | 2-5 | Приемник, ДР-4, УРМ - 2 шт. |
| «Каната-Д» | 2 пропорциональных канала + 1 дискретная команда | 1-5 | Приемник, ДР-4, УРМ - 2 шт., ДД-1 |
Рис. 7. Монтажная плата модуля ДД-1
Рис. 8. Принципиальная схема шифратора «Каната-Д»
Совместимость и перспективы развития
Ключевая особенность описанных систем — их полная совместимость, как конструктивная (использование одинаковых модулей), так и по кодированию команд (при настройке на указанные частоты). Это означает, что, собрав продвинутый пульт «Каната-Д», можно управлять моделью с более простой аппаратурой «Такамина-Д», используя все ее функции.
В планах автора — создание инфракрасных передающего и приемного модулей. Также автор призывает читателей к совместному развитию системы: разработке более совершенного супергетеродинного приемника, а также модулей для диапазонов 40.66–40.7 МГц и 433 МГц, разрешенных для модельного радиоуправления.
А. ЛИСОВ