Юный техник - для умелых рук 1984-11, страница 8

Электроника

(Продолжение. Начало см.

8, 9)

И СНОВА ДИСКРЕТНЫЙ КОД

Импульсный метод управления электродвигателями, о котором мы писали в предыдущих выпусках, обладает несомненными достоинствами. Но есть у него и недостатки. Этот метод годится в основном для гусеничных моделей, к тому же приходится применять батареи с повышенным напряжением.

Избавиться от этих недостатков позволит переход на дискретный метод управления. Передавать команды мы будем по-прежнему путем изменения коэффициента заполнения сигнала, посылаемого передатчиком. Но теперь передатчик будет излучать только сигналы с фиксированными коэффициентами заполнения: 0, 0,25, 0,5, 0,75, 1. Для этого в блоке Д1 (Е4) шифратора передатчика переменный резистор R3 следует заменить двумя постоянными R6 и R7 по 10 кОм. Для их коммутации можно применить либо трехпозиционный переключатель, как это показано на рисунке 1, либо две кнопки с контактами на переключение. Этот вариант приведен на рисунке 2.

Для дешифрации сигналов с коэффициентами заполнения 0,25, 0,5, 0,75 в приемник вводится видоизмененный блок Л. Мы назовем его Л1. Его принципиальная схема приведена на рисунке 3. От блока Л он отличается только наличием резистора R3. Этот резистор с конденсатором С1 образует интегрирующую цепочку. Она обладает тем свойством, что напряжение на конденсаторе С1 состоит из постоянного напряжения и напряжения пульсаций. Величина постоянного напряжения будет зависеть от коэффициента заполнения подаваемых импульсов. Уровень срабатывания триггера Шмитта (см. № 8 за 1984 год) устанавливается равным напряжению на конденсаторе С1 при коэффициенте заполнения 0,6. Поэтому при¹ коэффициенте заполнения 0,5 и меньше триггер Шмитта будет находиться в одном устойчивом состоянии, а при 0,75 и больше — в другом. Монтажная схема блока Л1 приведена на рисунке 4. Блок смонтирован на плате размером 90 X 60 мм. Величины резисторов: Rl, R3, R6, R7, R10, R12, R13, R14 — 10 кОм; R2, R8, R11 — 1 кОм; R4, R9 — 3,3 кОм; R5 — 2,2 кОм. Все резисторы типа МЛТ-0,5. Можно применять и резисторы меньшей мощности. Конденсатор С1 электролитический. Его ориентировочная величина 20 мкФ. Точное значение подбирается при настройке блока. Транзистор 6 типа МП36 — МП38, КТ315. Остальные транзисторы германиевые типа МП39—МП42. Можно применять и другие германиевые транзисторы с допустимой мощностью рассеивания не менее 30 мВт. Диоды VI, V8 германиевые типа Д9 с любым буквенным индексом. Диоды V2, V9 — кремниевые типа Д220.

Настройка блока Л1

Для настройки блока Л1 нужно собрать схему, показанную на рисунке 5.

в № 2—5,

ЭЛЕКТРОННЫЙ КОНСТ^УКТС?: ТЕЛЕМЕХАНИКА

Сначала емкость конденсатора С1 увеличьте до 50 мкФ. При этом пульсации напряжения станут малыми, но существенно возрастет время срабатывания блока. Лампочка HI должна гореть при среднем положении переключателя П1. Когда он будет находиться в одном из крайних положений, лампочка HI должна погаснуть, причем не сразу, а с некоторой задержкой. В противном случае следует несколько изменить уровень срабатывания триггера Шмитта, увеличив величину резистора R5. Если лампочка HI не горит при среднем положении П1, то величину R5 следует уменьшить. Такую же проверку блока Л1 нужно провести, подключив его вход 5 к выводу 4 блока Д1. Но в этом случае лампочка HI должна гаснуть при другом крайнем положении переключателя. А лампочка Н2 должна гаснуть или загораться только при переключении П1, когда изменяется свечение HI.

Убедившись в работоспособности блока, добейтесь уменьшения времени его срабатывания. Для этого постепенно уменьшайте емкость конденсатора С1. При этом возрастут пульсации напряжения. Одновременно резистором R5 подстраивайте уровень срабатывания триггера Шмитта. Когда этот уровень установлен правильно, свечение лампы HI четко управляется переключателем П1, а лампа Н2 не мигает, значит, уровень пульсаций оптимальный. Она может мигнуть, и даже несколько раз, только при изменении свечения HI.

Применение блока Л1

Для поворотов модели в обе стороны надо иметь возможность передавать на модель три команды: налево, прямо, направо. Как осуществить это с помощью двухуровневого блока Л1? Воспользуемся способностью командного сигнала нашего передатчика изменять свой коэффициент заполнения при прохождении через инвертор. Как это происходит, показано на рисунке 6. Коэффициент заполнения сигнала на выходе инвертора равен разности между единицей и коэффициентом заполнения входного сигнала. Если сигнал на два одинаковых блока Л1 будет подаваться в противофазе, то при К=0,5 на их выходах 3 будет одинаковый сигнал 1. При подаче сигнала с К=0,75 сработает один блок, а при К⁼0,25 — другой. И сигнал 0 появится сначала на выходе 3 одного блока, а затем соответственно второго.

Практическое применение этого принципа показано на примере простой аппаратуры управления гусеничной моделью, схема которой приведена на рисунке 7. В ней сигнал со входа и выхода инвертора Д4 подается на два блока Л1 (Д5 и Д6). Изменяя коэффициент заполнения командного сигнала: 0,25—0,5—0,75 с помощью блока Е4 (см. № 5 за 1984 год), мы заставляем модель двигаться налево, прямо, направо. Причем команды могут подаваться в любой последовательности.

Схема управления колесной моделью

приведена на рисунке 8. Она позволяет управлять тяговым двигателем модели Эд2, подавая в любой последовательности команды: вперед, стоп, назад. Команды поворота осуществляются только при движении модели. Для этого на электродвигатель рулевой машинки Эд1 подаются команды: налево, стоп, направо.

Поскольку оба двигателя требуют реверсирования, для упрощения схемы выходной каскад аппаратуры управления выполнен на реле. Это позволило обойтись без выключателя питания электродвигателей.

Рассмотрим работу схемы. Допустим, что передатчик излучает управляющие импульсы с ■ коэффициентом заполнения К=0,5. При этом на выходах 3 блоков Д5, Д6, Д7, Д8 будет сигнал 1, а на выходах 4 — 0. В зависимости от состояния блока Д11 будет включено реле РЗ или Р4. Переключив соответственно свой контакт Р3.1 или Р4.1, оно подаст питание на ходовой двигатель модели Эд2. Направление движения будет зависеть от того, какое реле сработает. Сигнал 1, подаваемый с выхода 3 блоков Д7, Д8 на входы 5 блоков Д9, Д10, разрешает управлять этими блоками посредством сигналов с выхода 4 блоков Д5, Д6. При коэффициенте заполнения сигнала К⁼0,5 сигналы с выхода 4 равны 0, и реле Р1 и Р2 обесточены. Электродвигатель рулевой машинки Эд1 стоит. При подаче управляющего сигнала с К—0,25 или 0,75 сработает один из блоков Д5, Д6. Через один из блоков Д9, Д10 сработает реле Р1 или Р2, подавая питание на электродвигатель Эд1. Он начнет поворачивать рулевые колеса модели в ту или другую сторону.

При подаче управляющего сигнала с К=0 или 1 сработают блоки Д5, Д7 или Д6, Д8. Время срабатывания блоков Л (Д7, Д8) должно быть меньше, чем блоков Л1 (Д5, Д6). Тогда реле Р1, Р2 сработать не успеют, так как сигнал 0 на входы 5 блоков Д9, Д10 будет подан раньше, чем 1 на их входы 4 Сигнал 0, поданный на входы 4 или 5 блоков Д12, Д13, обесточит реле РЗ, Р4. Модель остановится.

В зависимости от того, какой из блоков Д7 и Д8 сработает, блок Д11 останется в том же состоянии либо переключится, подготовив движение модели в другую сторону. Это будет зависеть от того, на какой из блоков — Д12 или Д13 — он подаст сигнал 0 на вход 6. При подаче сигнала с К=0,25,0,5, 075 модель снова начнет движение.

В схеме можно использовать реле типа РЭС-10 (паспорт 302). В этом случае батареи Б1 и Б2 могут быть набраны из элементов 332. Если ток срабатывания реле будет больше 30 мА, то Б2 лучше набрать из батарей 3336Л или элементов 343. Батарея¹ БЗ состоит из элементов 373. Ее напряжение зависит от типа примененных электродвигателей. Диоды VI—V4 типа Д9 с любым буквенным индексом,

Э. ТАРАСОВ

8