Аппаратура радиоуправления. Часть 1. Передатчики

Детали передатчика

В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы Ь2іэ не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К10-7, КМ-6.

Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм.

Катушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке 010 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.

Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки 01…2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду XI, расположенному на печатной плате.

Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенны корпуса.

Источник энергии

Электрические автомодели работают от аккумуляторов (не от батареек, как игрушки). Наиболее часто используемые типы аккумуляторов – NiMH и LiPo. Напряжение, от которого работает автомодель бывает обычно от 7.4 до 22.2 вольт. При выборе аккумулятора следует учитывать характеристики регулятора скорости, установленного на модели, от него будет зависеть тип аккумулятора и его напряжение.

Аккумуляторы практически никогда не идут в комплекте с автомоделью и их нужно покупать отдельно. Одними из лучших по соотношению цена-качество являются недорогие китайские аккумуляторы Turnigy. Подробнее: Аккумуляторы для радиоуправляемых моделей.

Специальное топливо для калильных двигателей состоит из метилового спирта, нитрометана и масла. При обращении с этим топливом следует соблюдать крайнюю осторожность – метиловый спирт чрезвычайно ядовит! Стоимость такого топлива достаточно высока, порядка 200-500 рублей за литр.

Так же, как и калильные, модельные бензиновые двигатели двухтактные, значит заправлять их надо смесью бензина и специального масла для двухтактных двигателей. Путь за ним лежит в любой магазин бензотехники.

Количество каналов и раскладка ручек управления

Для управления движущимися моделями требуется воздействие одновременно на несколько функций. Поэтому передатчики радиоуправления делают многоканальными. Рассмотрим количество и предназначение каналов.

Для авто и судомоделей нужно два канала: управление направлением движения и оборотами двигателя. Навороченные пистолетные передатчики имеют еще и третий канал, который может использоваться для управления смесеобразованием ДВС (радиоигла).

Для управления простейшими летающими моделями тоже могут использоваться два канала: рули высоты и элероны у планеров и самолетов, или руль высоты и направления. Для дельтапланов используют управление по крену и мощностью мотора. Также эта схема применяется и на некоторых простейших планерах – руль поворота и включение двигателя.

Такие двухканальные передатчики можно использовать для парковых моделей и электролетов начального уровня. Однако для полноценного управления самолетом нужно не менее четырех, а вертолетом – пяти каналов. Для самолетов на два двухкоординатных джойстика выводятся функции управления рулем высоты, направления, элеронами и газом двигателя.

Конкретная раскладка функций по джойстикам бывает двух типов: Mode 1 – руль высоты слева по вертикали и руль направления по горизонтали, газ справа по вертикали и крен по горизонтали; Mode 2 – газ слева по вертикали и руль направления по горизонтали, руль высоты справа по вертикали и крен по горизонтали. Есть еще Mode 3 и 4, но они мало распространены.

Mode 1 еще называют двуруким вариантом, а Mode 2 – одноруким. Эти названия следуют из того, что в последнем варианте можно довольно долго управлять самолетом одной рукой, держа в другой банку пива. Споры моделистов о преимуществах той или иной схем не стихают много лет.

Для эффективного управления вертолетом нужно уже пять каналов (не считая канала управления чувствительностью гироскопа). Здесь имеет место совмещение двух функций на одно направление джойстика (как это происходит, мы рассмотрим позднее). Раскладки ручек во многом аналогичны самолетным.

Выше рассматривалось минимально необходимое число каналов для управления движением моделей. Но функций управления моделями может быть очень много. Особенно на моделях копиях. На самолетах это может быть управление уборкой шасси, закрылками и другой механизацией крыла, бортовыми огнями, тормозами колес шасси.

Еще больше функций у моделей-копий кораблей, имитирующих различные механизмы реальных судов. На планерах используют управление флаперонами и воздушными тормозами (интерцепторами), убираемыми шасси и другие функции. На вертолетах используют еще управление чувствительностью гироскопа, убираемым шасси и другими дополнительными функциями.

Здесь надо отметить, что каналы управления бывают двух типов – пропорциональные и дискретные. Проще всего пояснить это на автомобиле: газ – это пропорциональный канал, а свет фар – дискретный. Сейчас дискретные каналы используются только для управления вспомогательными функциями: включение фар, выпуск шасси.

Все основные функции управления идут по пропорциональным каналам. При этом величина отклонения руля на модели пропорциональна величине отклонения джойстика на передатчике. Так вот, в модульных передатчиках есть возможность расширения числа как пропорциональных, так и дискретных каналов. Как это делается технически, мы рассмотрим позднее.

С многоканальностью связана одна принципиальная эргономическая проблема. У человека всего две руки, которые могут управлять одновременно только четырьмя функциями. На настоящих самолетах еще используют ноги пилотов (педали). Моделисты еще к этому не пришли.

Поэтому управление остальными каналами осуществляется от отдельных тумблеров у дискретных каналов или ручек – у пропорциональных, либо эти вспомогательные функции получают путем вычисления из основных. Кроме того, сигналы управления моделью также могут не прямо управляться от джойстиков, а проходить предварительную обработку.

Для органов управления самолетом необходимо докупить детали. Обычно я покупаю детали на китайских сайтах. ПО мне лучше подождать 15-25 дней нежели переплатить большую сумму.

моторсерво приводы (4шт)регулятор скоростиаккумуляторная батарея 11.1 или 7.4 вольт

Мотор— Mystery Бесщеточный электродвигатель 13000 оборотов в минуту (11,1V) заказал на китайском сайте.

Плюсом этого мотора в том что можно использовать разное напряжение 11.1 или 7.4 вольт

Регулятор скорости тоже поддерживает напряжение 11.1 или 7.4 вольт. Заказал на китайском сайте.

Серво приводы — сервомашинки. Обычные маленькие. для управления элеронами, рулем высоты и руля управления. в моем случае я применил 4 штуки. 2 на элероны, 1 на руль высоты и 1 на руля направления.

Органы управления радиоуправляемого самолета такие же как и у настоящего самолета. Отличие только в отсутствии закрылок. для таких маленьких радиоуправляемых игрушек закрылки не нужны. Но можно применить.

Для управления самолетом заказал пульт управления 4х канальное. Бюджетный вариант. Купил на сайте Алиэкспрес за 1300 рублей.Пульт продается вместе с приемником.

Подключение элеронов из двух сервомашинок

Схема подключения:Чтобы правильно подключить электронику используйте инструкцию. В основном все приемники подключается одинаково.Для подключения 2 сервоприводов на элероны используйте У кабель. Но этот кабель можно и самому сделать.

Подключение органов управления к приемнику

При этом нужно поставить сервомашинки так чтобы они при движении двигались в разные стороны.Схема подключения электроники к приемнику радиоуправляемого самолета.

Всем привет, авиация всегда была страстью всей моей жизни, что в итоге привело к получению научной степени в авиационном университете. Как студент технического университета я знаю, что мне всегда есть чему учиться, но у меня есть также многое, что я могу дать сам, поскольку летаю, строю и разрабатываю самолёты в течение 10 лет.

Любая разработка самолёта начинается с четкой постановки цели. Она и является основной направляющей силой всех расчетов и конструкторских работ. Для строительства я выбрал поршневой истребитель второй мировой войны. Именно поэтому мои исследования начались с изучения различных конструкций самолётов, чтобы найти пример для подражания.

В результате долгой подготовительной работы и процесса изготовления самолёта я написал инструкцию, в которой подробно рассказал про все стороны конструирования и изготовления авиамодели. В инструкции можно найти информацию по основным шагам по строительству авиамодели, по трудностям и их преодолению.

Эта детальная инструкция начинается с момента выбора модели самолёта, потом рассматривается этап расчета авиамодели, определение веса и изготовление прототипа. Далее идут этапы, связанные с изготовлением отдельных частей модели: крылья, фюзеляж, оперение, моторный отсек. Не стал выкладывать фотографии каждого шага строительства, поскольку их много.

Но зато подробно описал каждый этап изготовления и рад тому, что все желающие могут найти информацию, как продвинуться в деле изготовления своей авиамодели, а для меня это уже большая награда. Если у вас возникнут какие-то вопросы по технологии авиамоделирования, то буду рад ответить на них в комментариях после статьи.

Конструктивные разновидности передатчиков

По конструкции органов управления, на которые, собственно, воздействуют пальцы пилота, передатчики делятся на джойстиковые и пистолетного типа. В первых установлено, как правило, два двухкоординатных джойстика. Такие передатчики используются для управления летающими моделями.

Как правило, одно из направлений какого-то джойстика используется для управления тяговым мотором, – в нем нет возвратной пружины. При этом ручка поджата трещеткой (для самолетов) или гладкой тормозящей пластиной (для вертолетов). С помощью таких передатчиков можно успешно управлять также плавающими и ездящими моделями, однако для них придуманы специальные передатчики пистолетного типа. Здесь рулевое колесо управляет направлением движения модели, а курок – ее двигателем и тормозами.

Существует две манеры удержания передатчика. Пультовые передатчики вешаются на шею пилота с помощью специального ремня или столика-подставки. Руки пилота опираются на корпус передатчика, а каждый джойстик управляется двумя пальцами – указательным и большим.

Ручной передатчик можно тоже держать в руках и управлять им по-европейски. Можно также использовать его и в пультовом варианте, если к нему купить специальный столик-подставку. Столик не хуже фирменного можно сделать самому. Такие столики требуются и для некоторых пультовых передатчиков.

Модульное расширение

Теперь объясним, как происходит уплотнение каналов при модульном расширении их числа. Разными производителями выпускаются модули, позволяющие по одному основному каналу передавать до 8 пропорциональных, либо дискретных дополнительных каналов. При этом в передатчик устанавливается модуль кодера с восемью ручками или тумблерами, занимающий один из основных каналов, а к приемнику в гнездо этого канала включается декодер, имеющий восемь пропорциональных либо дискретных выходов.

Принцип уплотнения сводится к последовательной передаче через данный основной канал по одному дополнительному в каждом 20-ти миллисекундном цикле. То есть, информация обо всех восьми дополнительных каналах с передатчика на приемник попадет только через восемь циклов сигнала – за 0,16 секунды.

Отсюда видно, что уплотненные каналы обладают намного меньшим быстродействием и их нецелесообразно задействовать для управления быстрыми и важными функциями управления модели. Таким способом можно создавать и 30-канальные комплекты аппаратуры. Для чего это надо? В качестве примера приведем перечень функций модуля освещения и сигнализации модели-копии магистрального тягача:

• Габаритные огни
• Дальний свет
• Ближний свет
• Фара-искатель
• Стоп-сигнал
• Включение заднего хода (две последние функции срабатывают автоматически от положения управления газом)
• Левый поворот
• Правый поворот
• Освещение кабины
• Клаксон
• Проблесковый маячок

Модульные передатчики чаще используют копиисты, для которых важнее зрелищность поведения модели, реалистичность того, как она выглядит, а не ее динамика поведения. Для модульных передатчиков выпускается большое количество разнообразных модулей целевого назначения. Упомянем здесь лишь блок триммирования элеронов пилотажных моделей.

В отличие от моноблочных передатчиков, где параметры управления в режимах “флаперонов”, воздушного тормоза – (по нашему “крокодил”, а на западе “баттерфляй”) и дифференциального отклонения программируются в меню, здесь каждый параметр выведен на свою ручку.

Налаживание передатчика

При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика.

Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные наушники между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.

Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 2. Схема представляет собой простой детекторный приемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 1…1,2 и содержит 10 витков с отводом от 3 витка.

Рис. 2. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика.

Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе 025 мм. В качестве индикатора используется вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В или микроамперметр на ток 50…100мкА.

Волномер собирают на небольшой пластине из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50…60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки.

Настраивая генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц, сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра.

Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1…1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.

Принципы формирования радиосигнала

По прочтении предыдущих глав надеемся, вы смогли разобраться в двух главных моментах:

• передатчик можно держать по-разному, но главное – чтобы его не выронить
• в передатчиках бывает много каналов, а управляться надо всегда только при помощи двух рук, что порой бывает не очень просто

Теперь, когда есть предварительное понимание, рассмотрим еще несколько практических моментов, которые реализуют передатчики:

• триммирование
• регулирование чувствительности ручек
• реверс каналов
• ограничение расходов рулевых машинок
• микширование
• другие функции

Триммирование – очень важная вещь. Если управляя моделью вы отпустите ручки передатчика, то пружины вернут их в нейтральное положение. Вполне логично ожидать, что модель при этом станет перемещаться прямо. Однако на практике это не всегда так. Причин тому много.

В результате – даже если рули стоят с виду ровно, модель все равно полетит не прямо, а как-то иначе. Чтобы исправить ситуацию, положение рулей надо будет подкорректировать. Но вполне понятно, что делать это прямо на модели во время запусков очень непрактично. Гораздо проще было бы чуть сдвинуть ручки передатчика в нужных направлениях.

Именно для этого и придумали триммеры! Это такие маленькие дополнительные рычажки по бокам джойстиков, которые задают их смещение. Теперь, если надо подкорректировать нейтральное положение рулей на модели, достаточно всего лишь воспользоваться нужным триммером.

Регулирование чувствительности ручки – вполне понятная функция. Когда вы настраиваете управление под конкретную модель, вам надо установить такую чувствительность, чтобы управление было для вас наиболее комфортным. В противном случае, модель будет реагировать на ручки передатчика слишком резко или, напротив, слишком вяло.

Если мы теперь мысленно перенесемся на модель, то мы обнаружим, что в зависимости от того, как установлены рулевые машинки и как подсоединены тяги, нам может потребоваться изменить их направление работы. Для этого все передатчики позволяют независимо реверсировать каналы управления.

Сама механика модели может иметь ограничения, поэтому иногда требуется ограничивать ход рулевых машинок. Для этого многие передатчики имеют отдельную функцию ограничения хода, хотя при ее отсутствии можно попытаться обойтись регулировкой чувствительности ручек.

Теперь пора коснуться более сложных моментов и рассказать вам, что такое микширование.

Когда мы управляем высотой, оба элевона отклоняются одновременно вверх или вниз, а когда управляем креном – элевоны работают в противофазе.

Элевон1 = (высота крен) / 2Элевон2 = (высота – крен) / 2

Т.е. сигналы от двух каналов управления смешиваются и передаются после этого на два канала исполнения. Такие вычисления, где задействуются данные с нескольких ручек управления, называются микшированием.

Микширование может быть реализовано как в передатчике, так и на модели. А сама реализация может быть как электронной, так и механической.

Специально для новичков (за исключением вертолетчиков) хочется отметить, что модели, с которых вы будете начинать, скорее всего не потребуют для своей работы микшеров. Более того, возможно, что наличие микшеров не потребуется вам очень долго (а может они вам и вообще никогда не понадобятся). Так что если вы решите приобрести себе простенькую 4-канальную джойстиковую аппаратуру, или 2-канальную пистолетную, то расстраиваться из-за отсутствующих микшеров не стоит.

В хороших передатчиках верхнего ценового диапазона вы найдете массу других функций. Степень их нужности для той или иной модели – вопрос дискуссионный. Чтобы составить себе представление о них, можно почитать описание таких передатчиков на сайтах производителей.

Сейчас мы отойдем от проблем моделизма и рассмотрим вопросы радиотехники, а именно, как информация от передатчика попадает на приемник. Тем, кто не очень понимает, что такое радиосигнал, эту главу можно пропустить, обратив внимание лишь на приведенные в конце важные рекомендации.

Итак, основы модельной радиотехники. Для того, чтобы излучаемый передатчиком радиосигнал мог переносить полезную информацию, он подвергается модуляции. То есть управляющий сигнал изменяет параметры несущей радиочастоты. На практике нашли применение управление амплитудой и частотой несущей, обозначаемые буквами АМ (Amplitude Modulation) и FM (Frequency Modulation).

В радиоуправлении используется только дискретная двухуровневая модуляция. В варианте АМ несущая имеет либо максимальный, либо нулевой уровень. В варианте FM излучается сигнал постоянной амплитуды, либо с частотой F, либо с чуть смещенной частотой F df.

Из этого можно понять даже не углубляясь в тонкости обработки радиосигнала в приемнике, что в одинаковых помеховых условиях FМ сигнал имеет принципиально большую помехозащищенность, чем АМ сигнал. АМ аппаратура, как правило, дешевле, однако разница не очень велика.

Модуляция, как мы установили, позволяет наложить на излучаемую несущую полезную информацию. Однако в радиоуправлении используется только многоканальная передача информации. Для этого все каналы уплотняются в один посредством кодирования. Сейчас для этого используется только широтно-импульсная модуляция, обозначаемая буквами РРМ (Pulse Phase Modulation) и импульсно-кодовая модуляция, обозначаемая буквами РСМ (Pulse Code Modulation).

РРМ сигнал имеет фиксированную длину периода Т=20мс. Это означает, что информация о положениях ручек управления на передатчике попадает на модель 50 раз в секунду, что определяет быстродействие аппаратуры управления. Как правило, этого хватает, поскольку скорость реакции пилота на поведение модели намного меньше.

Диапазон изменения величины временного промежутка при движении джойстика из одного крайнего положения в другое определен от 1 до 2мс. Значение 1,5 мс соответствует среднему (нейтральному) положению джойстика (ручки управления). Продолжительность межканального импульса составляет около 0,3 мс. Данная структура РРМ сигнала является стандартной для всех производителей RC-аппаратуры.

Значения среднего положения ручки у разных производителей может немного отличаться: 1,52 мс – у Futaba, 1,5мс – у Hitec и JR, 1,6 – у Multiplex. Диапазон изменения у некоторых видов компьютерных передатчиков может быть шире, и достигать от 0,8 мс до 2,2 мс. Однако такие вариации допускают смешанное использование компонентов аппаратуры от разных производителей, работающих в режиме РРМ кодирования.

Как альтернатива РРМ-кодированию лет 15 назад было разработано РСМ-кодирование. К сожалению, различные производители RC-аппаратуры не смогли договориться о едином формате РСМ-сигнала, и каждый производитель придумал свой. Подробнее о конкретных форматах РСМ-сигналов аппаратуры разных фирм рассказано в статье “PPM или PCM?”.

Несколько слов про обозначения режимов модуляции. Комбинации из двух видов модуляции несущей и двух способов кодирования рождают три варианта режимов аппаратуры. Три потому, что амплитудная модуляция совместно с импульсно-кодовой не используется, – нет смысла. Первая обладает слишком плохой помехозащищенностью, что является главным смыслом применения импульсно-кодовой модуляции.

Итак, вы теперь знаете, что:

• использование АМ аппаратуры оправдано только для автомоделей, судомоделей и комнатных авиамоделей.
• летать с использованием AM-аппаратуры можно лишь с большой опаской и вдали от промышленных центров.
• можно использовать компоненты аппаратуры от разных производителей, работающих в режиме РРМ кодирования.
• в режиме РСМ можно использовать совместно только приемники и передатчики одного производителя.

Силовая установка

Роль силовой установки модели модели может выполнять электромотор или двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Силовая установка электрической модели состоит из мотора и регулятора скорости. Если с назначением мотора обычно вопросов не возникает, то функция регулятора скорости не всегда сразу понятна.

Если быть кратким, то регулятор является промежуточным звеном между аккумулятором и мотором, обеспечивая нужное напряжение на контактах мотора, чтобы он вращался с необходимой скоростью. Электромоторы можно разделить на два вида: коллекторные и бесколлекторные.

Коллекторный двигатель в автомоделизме можно считать несколько устаревшим, но силовые установки на его основе значительно дешевле и используются достаточно часто. Недостатком такого вида моторов является наличие щеток, которые довольно быстро изнашиваются и двигатели требуют постоянного обслуживания (или замены) при интенсивной эксплуатации.

Двигатели внутреннего сгорания, применяемые на автомоделях, можно разделить на калильные и бензиновые. На большинство моделей устанавливаются именно калильные ДВС, работают они на специальном топливе. Не на бензине!. Рабочий объем калильного двигателя обычно варьируется в пределах от 2 до 6 кубических сантиметров.

Бензиновые двигатели используются на моделях больших масштабов, это связано с тем, что минимальный объем бензинового двигателя составляет порядка 20 см3, он довольно большой и тяжелый. Обычно используются двигатели объемом 20-30 см3.

Бензиновые двигатели развивают значительно меньшую мощность на один кубический сантиметр своего объема, но имеют больший крутящий момент и значительно экономичнее.

Большинство автомодельных двигателей – одноцилиндровые.

Схема передатчика

Для управления моделями в радиусе 500 м, как показывает опыт, достаточно иметь передатчик с выходной мощностью окьло 100 мВт. Передатчики радиоуправляемых моделей, как правило, работают в диапазоне 10 м.

Однокомандное управление моделью осуществляется следующим образом. При подаче команды управления передатчик излучает высокочастотные электромагнитные колебания, другими словами, генерирует одну несущую частоту.

Приемник, который находится на модели принимает сигнал, посланный передатчиком, в результате чего срабатывает исполнительный механизм.

Рис. 1. Принципиальная схема передатчика радиоуправляемой модели.

В итоге модель, подчинясь команде, меняет направление движения или осуществляет одно какое-нибудь заранее заложенное в конструкцию модели указание. Используя однокомандную модель управления, можно заставить модель осуществлять достаточно сложные движения.

Схема однокомандного передатчика представлена на рис. 1. Передатчик включает задающий генератор колебаний высокой частоты и модулятор.

Задающий генератор собран на транзисторе VT1 по схеме емкостной трех-точки. Контур L2, С2 передатчика настроен на частоту 27,12 МГц, которая отведена Госсвязьнадзором электросвязи для радиоуправления моделями.

Режим работы генератора по постоянному току определяется подбором величины сопротивления резистора R1. Созданные генератором высокочастотные колебания излучаются в пространство антенной, подключенной к контуру через согласующую катушку индуктивности L1.

Модулятор выполнен на двух транзисторах VT1, VT2 и представляет собой симметричный мультивибратор. Модулируемое напряжение снимается с коллекторной нагрузки R4 транзистора VT2 и подается в общую цепь питания транзистора VT1 высокочастотного генератора, что обеспечивает 100% модуляцию.

Управляется передатчик кнопкой SB1, включенной в общую цепь питания. Задающий генератор работает не непрерывно, а только при нажатой кнопке SB1, когда появляются импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором.

Посылка в антенну высокочастотных колебаний, созданных задающим генератором, происходит отдельными порциями, частота следования которых соответствует частоте импульсов модулятора.

Схема приемника

Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10…20 мкВ.

Схема сверхрегенеративного приемника для модели приведена на рис. 3. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.

Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогаше-нием, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60…100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3.

Рис. 3. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели.

Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения.

При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.

Приемник имеет один входной контур L1, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная.

Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R4. Этот сигнал в 10…30 раз меньше напряжения частоты гашения.

Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7.

При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5… 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала. Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе ѴТЗ и диодах VD1, VD2.

Усиленный транзистором ѴТЗ сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора ѴТЗ.

При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70… 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.

Устройство передатчика

Передатчик аппаратуры радиоуправления состоит из корпуса, органов управления (джойстики, ручки, тумблеры и т.п.) платы кодера, ВЧ-модуля, антенны и батареи аккумуляторов. Кроме того, в компьютерном передатчике есть дисплей и кнопки программирования. Пояснения по корпусу и органам управления давались выше.

На плате кодера собрана вся низкочастотная схема передатчика. Кодер последовательно опрашивает положение органов управления (джойстиков, ручек, тумблеров и т.п.) и в соответствии с ним формирует канальные импульсы РРМ (или РСМ) сигнала. Здесь же вычисляются все микширования и другие сервисы (экспонента, ограничение хода и т.п.). С кодера сигнал попадает на ВЧ-модуль и тренерский разъем (если он есть).

В этом случае сменный кварц отсутствует, а несущая радиосигнала формируется специальным синтезатором частоты. Частота (канал), на которой будет работать передатчик, задается при помощи переключателей на ВЧ-блоке. Некоторые топовые модели предатчиков умеют устанавливать частоту синтезатора прямо из меню программирования.

Практически на всех передатчиках радиоуправления используется телескопическая антенна. В развернутом виде она достаточно эффективна, а в свернутом – компактна. В отдельных случаях допускается заменять штатную антенну на укороченную спиральную, производимую многими фирмами, либо самодельную.

Она намного удобнее в пользовании и более живуча в условиях суеты соревнований. Однако, в силу законов радиофизики, ее эффективность всегда ниже, чем у штатной телескопической, и ее не рекомендуется использовать для летающих моделей в сложной помеховой обстановке крупных городов.

Во время использования телескопическая антенна обязательно должна быть вытянута на полную длину, иначе дальность и надежность связи резко падают. Со сложенной антенной перед полетами (заездами) проверяют надежность радиоканала, – на расстоянии до 25-30 метров аппаратура должна работать. Складывание антенны обычно не повреждает работающий передатчик.

В практике имелись единичные случаи выхода ВЧ-модуля из строя при складывании антенны. По-видимому, они были обусловлены некачественными комплектующими и с такой же вероятностью могли случиться вне зависимости от складывания антенны. И еще, телескопическая антенна передатчика плохо излучает сигнал в направлении своей оси. Поэтому старайтесь не направлять антенну на модель. Особенно, если она далеко, а помеховая обстановка плохая.

В большинстве даже простых передатчиков предусмотрена функция “тренер-ученик”, позволяющая проводить обучение начинающего пилота более опытным. Для этого два передатчика соединяются кабелем между собой через специальный “тренерский” разъем. Включается передатчик тренера в режим излучения радиосигнала.

Передатчик ученика радиосигнал не излучает, а РРМ-сигнал с его кодера передается по кабелю на передатчик тренера. На последнем имеется переключатель “тренер – ученик”. В положении “тренер” на модель передается сигнал о положении ручек тренерского передатчика. В положении “ученик” – с передатчика ученика.

Поскольку переключатель находится в руках тренера, тот в любой момент перехватывает управление моделью на себя и тем самым подстраховывает новичка, не давая ему “сделать дрова”. Так ведется обучение пилотированию летающих моделей. На тренерский разъем выведен выход кодера, вход переключателя “тренер-ученик”, земля, и контакты управления питанием кодера и ВЧ-модуля.

В некоторых моделях при подключении кабеля включается питание кодера при выключенном питании передатчика. В других при закорачивании управляющего контакта на землю выключается ВЧ-модуль при включенном питании передатчика. Помимо основной функции тренерский разъем используется для подключения передатчика к компьютеру при эксплуатации с симулятором.

Питание передатчиков стандартизовано, и осуществляется от батареи никель-кадмиевых (или NiMH) аккумуляторов с номинальным напряжением 9,6 вольт, т.е. от восьми банок. Отсек под аккумулятор в разных передатчиках имеет разный размер, а значит, готовая батарея от одного передатчика может не подойти к другому по габаритам.

В простейших передатчиках могут использоваться обычные одноразовые батарейки. Для регулярного использования это разорительно.

Топовые модели передатчиков могут иметь дополнительные узлы, полезные моделисту. Multiplex например, в свою 4000 модель встраивает панорамный сканирующий приемник, позволяющий перед полетами посмотреть наличие излучений в диапазоне частот. Некоторые передатчики имеют встроенный (с выносным датчиком) тахометр.

Есть варианты тренерского кабеля, выполненного на основе оптоволокна, что гальванически развязывает передатчики и не создает помех. Есть даже средства беспроводного связывания тренера с учеником. На многих компьютерных передатчиках имеются сменные модули памяти, где хранится информация о настройках моделей. Они позволяют расширить набор запрограммированных моделей и переносить их с передатчика на передатчик.

Итак, теперь вы знаете, что:

• путем замены кварцев, можно менять канал аппаратуры в пределах рабочего диапазона
• путем замены сменного ВЧ-модуля легко перейти с одного диапазона на другой.
• ВЧ-модули рассчитаны на работу только с одним видом модуляции: амплитудной либо частотной.
• во время использования телескопическая антенна обязательно должна быть вытянута на полную длину, иначе дальность и надежность связи резко падают.
• складывание антенны не повреждает работающий передатчик.

Шаг 4. расчет размера

Размер самолёта определяется несколькими критериями. Среди этих критериев есть технология изготовления, удобство транспортировки до места полётов, лётные характеристики (радиус полёта, ветроустойчивость), а также требования к посадочной площадке (вода, трава, газон и другие).

С этого места начинается подбор подходящего размера самолёта исходя из известных размеров компонентов модели, таких как электронное оборудование. Это может быть трудно сделать, поскольку лучше всего классифицировать компоненты, а затем работать над общей концепцией самолёта.

Легкая и эффективная система питания лежит в основе любого самолёта. Для авиамодели с электрическим приводом лучшее решение – это бесщеточный мотор с литий-полимерным аккумулятором. Вот некоторые советы, которые я могу дать исходя из своего опыта.

Шаг 5. электроника

Вот подробный список всего перечня оборудования, входящего в состав модели:

• Передатчик — это контроллер, используемый пилотом для трансляции радиосигналов на приёмник самолёта.
• Приёмник — это устройство, которое получает сигналы от передатчика и передаёт их на сервоприводы и другие устройства.
• Регулятор оборотов мотора управляет потоком энергии, идущим к электрическому мотору (приводам осей).
• Система питания приёмника и приводов уменьшает напряжение от батареи до безопасного уровня для приёмника и другого оборудования.
• Батарея — это источник питания на самолёте, питающий энергией двигатель и другое оборудование.
• Бортовой аккумулятор — батарея, установленная независимо от источника питания, используемого только для питания приёмника и сервоприводов. Аккумулятор повышает уровень безопасности, поскольку он работает независимо от системы питания, которая может выйти из строя.
• Наиболее распространены на RC – моделях бесщёточные моторы. Эти моторы имеют улучшенную эффективность над коллекторными моторами, поскольку у них уменьшенное трение и увеличенное кпд.
  Старый тип моторов — это коллекторные двигатели, которые используются в основном в дешевых моделях начинающих авиамоделистов, малых размеров, таких как микро вертолёты.
• Аналоговые сервоприводы дешевые и подходят для большинства случаев. Цифровые моторы имеют повышенную частоту кадров и могут обеспечить увеличенную скорость вращения, больший крутящий момент и точность. Однако, цена таких моторов находится в другом ценовом диапазоне, и требуется точно подбирать подходящую систему питания для установленного числа сервоприводов.

Шаг 6. определение веса

Я стал анализировать объём работы, и насколько детальной у меня будет модель. И вот, что у меня получилось.

Уровень механизации крыльев:

• Закрылки – плоскости управления внутренней секцией крыла, предназначенные для увеличения подъемной силы, создаваемой крыльями для координации траектории при взлёте и посадки
• Элероны — поверхности управления наружной секцией крыльев для контроля крена
• Руль высоты – управляющие плоскости горизонтального стабилизатора, используемые для управления тангажом
• Горизонтальный стабилизатор – обеспечивает продольную устойчивость самолёту
• Крылья сборные, состоят из лонжеронов и нервюр, на конце имеют законцовки

Уровень проработки фюзеляжа:

• Емкость и уровень разряда батареи
• Капот мотора – покрытие моторной части самолёта сразу же за обтекателем
• Жалюзи мотора – покрывают верхнюю часть фюзеляжа за капотом
• Ферменные конструкции внутри фюзеляжа, которые создают поперечное сечение, как каркас на корабле
• Руль направления – орган управления вертикальным стабилизатором для управления по курсу

Также я решил сделать:

• Хвостовое колеса – колесо, расположенное в хвостовой части самолёта, чтобы позволить ему маневрировать по земле. Обычно у радиоуправляемых самолётов это колесо привязано к хвосту.
• Главное шасси – посадочное шасси, созданное для удержания веса самолётов на посадке
• Обтекатель – носовая часть самолёта, которая одевается на карданный вал двигателя и пропеллера, чтобы придать носу обтекаемую форму

Следующий шаг в планировании проекта — это определение веса. Этот этап даст понимание о реализме модели и насколько она жизненна. Я рекомендую Вам составить таблицу, чтобы быстро перебрать возможные варианты конструкции (например, такую, как моя таблица «Расчёта веса»).

Во-первых, начните перечислять компоненты, которые входят в вес самолёта, например, сервоприводы и приемники. Потом оцените полный вес самолёта, и разложите его по частям на вес крыла, хвоста, фюзеляжа, шасси и системы питания. На данном этапе будет видно, сколько потребуется питания для модели и какой у неё будет вес.

Если вес самолёта окажется избыточным, то увеличится площадь крыла, а конструкцию самолёта нужно будет пересматривать. В дополнение на этом этапе нужно будет оценить, насколько быстро модель будет набирать взлетную скорость. Для этого используйте уравнение подъемной силы, приведенное на рисунке и в таблице, и подставьте в него значения аэродинамического коэффициента максимальное для вашего профиля, либо консервативное значение равное 1,1.

Заключение

Прочитав краткое введение в тему передатчиков аппаратуры радиоуправления вы примерно представили, какой передатчик нужен именно вам. Однако, разнообразие предложений рынка проблему выбора не облегчает, особенно в начале занятий радиомоделизмом. Позволим себе высказать несколько советов по этому поводу.

Передатчик радиоуправления является самой живучей частью всего, что связано с моделизмом. Он находится в руках у пилота, а не носится со страшной скоростью, норовя покалечить окружающих и саму модель со всей ее начинкой. Если не перепутывать полярность аккумулятора передатчика, не наступать на него ногами и не ронять на пол, то он верой и правдой может служить годами и десятилетиями.

Если вы занимаетесь моделизмом не в одиночку, а вместе с близким другом, можно вообще приобретать один передатчик на двоих. Поскольку передатчик является компонентой длительного пользования, то лучше приобретать сразу хороший аппарат. Он будет стоить недешево, но покроет ваши возросшие со временем потребности, и вам не придется продавать его через год за пол-цены, потому что в нем не хватает каких-либо микшеров или других функций.

По опыту авторов, качество изготовления передатчиков зависит от их ценовой группы. По-видимому, на заводах-изготовителях более дорогие модели жестче контролируются как во время сборки, так и на этапе закупки комплектующих. Не спровоцированный отказ передатчика вообще штука крайне редкая, а в дорогих моделях – почти не встречающаяся.

Для дорогих передатчиков выпускаются специальные алюминиевые чемоданчики, используемые для хранения и транспортировки на летное поле. Для аппаратов подешевле можно приобрести специальный пластиковый бокс, либо сделать его самому. Такой специальной тарой не стоит пренебрегать тем, кто регулярно (еженедельно) выезжает на полеты или заезды. Он не раз спасет от ударов и разрушений ваш любимый передатчик, который прослужив вам немало лет, может быть, перейдет по наследству вашему сыну.