Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres] Роботы

«бесколлекторные двигатели» ликбез и проектирование

Принцип работы электрического двигателя:В основу работы любой электрической машины положено явление электромагнитной индукции. Поэтому если в магнитное поле поместить рамку с током, то на неё подействует сила Ампера, которая создаст вращательный момент. Рамка начнет поворачиваться и остановится в положении отсутствия момента, создаваемого силой Ампера.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Устройство электрического двигателя:Любой электрический двигатель состоит из неподвижной части — Статора и подвижной части — Ротора. Для того чтобы началось вращение, нужно по очереди менять направление тока. Эту функцию и выполняет Коллектор (щетки).

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Бесколлекторный двигатель — это двигатель ПОСТОЯННОГО ТОКА без коллектора, в котором функции коллектора выполняет электроника. (Если у двигателя три провода, это не значит что он работает от трехфазного переменного тока! А работает он от «порций» коротких импульсов постоянного тока, и не хочу вас шокировать, но те же двигатели которые используются в кулерах, тоже бесколлекторные, хоть они и имеют всего два провода питания постоянного тока)

Устройство бесколлекторного двигателя:
Inrunner
(произносится как «инраннер»). Двигатель имеет расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри магнитный ротор.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Outrunner

(произносится как «аутраннер»). Двигатель имеет неподвижные обмотки (внутри) вокруг которых вращается корпус с помещенным на его внутреннюю стенку постоянными магнитами.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]Принцип работы:
Для того чтобы бесколлекторный двигатель начал вращаться, напряжение на обмотки двигателя надо подавать синхронно. Синхронизация может быть организованна с использованием внешних датчиков (оптические или датчики холла), так и на основе противоЭДС (бездатчиковый), которая возникает в двигателе при его вращении.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]Бездатчиковое управление:
Существуют бесколлекторные двигатели без каких либо датчиков положения. В таких двигателях определение положения ротора выполняется путем измерения ЭДС на свободной фазе. Мы помним, что в каждый момент времени к одной из фаз (А) подключен « » к другой (В) «-» питания, одна из фаз остается свободной. Вращаясь, двигатель наводит ЭДС (т.е. в следствии закона электромагнитной индукции в катушке образуется индукционный ток) в свободной обмотке. По мере вращения напряжение на свободной фазе (С) изменяется. Измеряя напряжение на свободной фазе, можно определить момент переключения к следующему положению ротора.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Что бы измерить это напряжение изпользуется метод «виртуальной точки». Суть заключается в том, что, зная сопротивление всех обмоток и начальное напряжение, можно виртуально «переложить провод» в место соединения всех обмоток:

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Регулятор скорости бесколлекторного двигателя:Бесколлекторный двигатель без электроники — просто железка, т.к. при отсутствии регулятора, мы не можем просто подключить напряжение на него, чтоб он просто начал нормальное вращение.

Регулятор скорости — это довольно сложная система радиокомпонентов, т.к. она должна:1) Определять начальное положение ротора для запуска электродвигателя2) Управлять электродвигателем на низких скоростях3) Разгонять электродвигатель до номинальной (заданной) скорости вращения4) Поддерживать максимальный момент вращения

Принципиальная схема регулятора скорости (вентильная):
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Бесколлекторные двигатели были придуманы на заре появления электричества, однако систему управления к ним никто не мог сделать. И только с развитием электроники: с появлением мощных полупроводниковых транзисторов и микроконтроллеров, бесколлекторные двигатели стали применятся в быту (первое промышленное использование в 60-х годах).

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Достоинства и недостатки бесколлекторных двигателей:

Достоинства:-Частота вращения изменяется в широком диапазоне-Возможность использования во взрывоопасной и агрессивной среде-Большая перегрузочная способность по моменту-Высокие энергетические показатели (КПД более 90 %)-Большой срок службы, высокая надёжность и повышенный ресурс работы за счёт отсутствия скользящих электрических контактов

Недостатки:
-Относительно сложная система управления двигателем
-Высокая стоимость двигателя, обусловленная использованием дорогостоящих материалов в конструкции ротора (магниты, подшипники, валы)
Разобравшись с теорией, перейдем к практике: спроектируем и сделаем двигатель для пилотажной модели МХ-2.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Список материалов и оборудования:1) Проволока (взятая из старых трансформаторов)2) Магниты (купленные в интернете)3) Статор (барашек)4) Вал5) Подшипники6) Дюралюминий 7) Термоусадка 8) Доспуп к неограниченному техническому хламу9) Доступ к инструментам10) Прямые руки 🙂

Ход работы:1) С самого начала решаем:

Для чего делаем двигатель? На что он должен быть рассчитан? В чем мы ограничены?

В моем случае: я делаю двигатель для самолета, значит пускай он будет внешнего вращения; рассчитан он должен на то, что он должен выдать 1400 грамм тяги при трех-баночном аккумуляторе; ограничен я в весе и в размере. Однако с чего же начать? Ответ на этот вопрос прост: с самой трудной детали, т.е. с такой детали, которую легче просто найти, а все остальное подгонять под неё. Я так и поступил. После многих неудачных попыток сделать статор из листовой мягкой стали, мне стало понятно, что лучше найти её. Нашел я её в старой видеоголовке от видеорекоудора.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

2) Обмотка трехфазного бесколлекторного двигателя выполняется изолированным медным проводом, от сечения которого зависит значение силы тока, а значит и мощность двигателя. Незабываем что, чем толще проволока, тем больше оборотов, но слабее крутящий момент. Подбор сечения:

1А — 0.05мм; 15А — 0.33мм; 40А — 0.7мм

3А — 0.11мм; 20А — 0.4мм; 50А — 0.8мм

10А — 0.25мм; 30А — 0.55мм; 60А — 0.95мм
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
3) Начинаем наматывать на полюса проволоку. Чем больше витков (13) намотано на зуб, тем большее магнитное поле. Чем сильнее поле, тем больший крутящий момент и меньшее количество оборотов. Для получения высоких оборотов, необходимо мотать меньшее количество витков. Но вместе с этим падает и крутящий момент. Для компенсации момента, обычно на мотор подают более высокое напряжение.
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Характеристики полученного двигателя:Потребляемый ток: 34.1АТок холостого хода: 2.1АСопротивление обмоток: 0.02 ОмКоличество полюсов: 14Обороты: 8400 об/мин

Видеоотчет испытания двигателя на самолете. Мягкой посадки 😀

Расчет КПД двигателя:
Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Очень хороший показатель. Хотя можно было еще выше добиться.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Выводы:1) У бесколлекторных двигателей высокая эффективность и КПД2) Бесколлекторные двигатели компактны3) Бесколлекторные двигатели можно использовать во взрывоопасных средах4) Соединение звездой дает больший крутящий момент, но меньшее количество оборотов в 1.73 раза, чем соединение треугольником.

Таким образом, изготовить собственный бесколлекторный мотор для пилотажной модели самолета- задача выполнимая

Если у вас есть вопросы или вам что-то не понятно, задавайте мне вопросы в комметариях этой статьи. Удачи всем)

Дистанционное управление моделями при помощи радиоволн – радио для всех

В
зависимости от вариаций текста слово
«тон» равнозначно «сигнал»

ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОДЕЛЯМИ

В этом обзоре
рассмотрим 27 МГц передатчики и приемники, которые применяются в
дистанционном управлении автомобилей, самолетов.
Мы предоставили ряд схем, чтобы вы могли выбрать лучший тип для вашей
конструкции.

Изготовление передатчика


Некоторые схемы будут работать
лучше, чем другие, а некоторые имеют ненужные компоненты.

Бывают 1-канальными, некоторые из них 2-канальные и
некоторые из них 4-канальные.
Выберите ту,
которая соответствует вашим интересам.

Для 27 МГц выделено 6 полос (частот).

Они были очень
популярны для передачи  в странах, где передающая аппаратура была строго
контролируема.
Когда мы используем термин “строительный блок” мы имеем в виду
группу компонентов, составляющих схему, которая осуществляет определенную
функцию и может быть подключен (блок) к другой цепи для достижения конечного
результата. Таким образом, вы можете создать свой собственный проект, имея
для разработки эти блоки. Вы можете построить эти схемы с нуля, но почему
вновь изобретать колесо? Посмотрите на 4 командные модели, которые требуют 3v
питание. Пятая функция “турбо” и не используется в некоторых конструкциях.
На фото ниже 4 (5) командная 27 МГц система дистанционного управления
автомобилем:

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Прежде чем мы
начнем, надо знать, что некоторые японские транзисторы имеют либо очень
высокий потенциал частоты, или очень высокий ток коллектора. Вот список
некоторых эквивалентов:

27 МГц
передатчик с кварцем

На фиг.1 показан
простой 27 МГц передатчик.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]


1.
ПЕРЕДАТЧИК


Передатчик
состоит из двух транзисторов. Первый генерирует колебания, резисторы задают
определенную частоту (тон). Кнопка “А” производит выборку к примеру
200 Гц,  кнопка «В» производит 1 кГц и.т.д.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
5-командный от  200 Гц до 3 кГц передатчик

Второй
транзистор представляет собой автономный генератор (колебания 27 МГц), с
обратной связью от трансформатора. Катушка содержит  9 витков с отводом
от 4 витка.
Ничего не происходит, пока одна из кнопок не будет нажата. Первый и второй
транзисторы  находятся в состоянии “выключено”. При нажатии
кнопки, 2
n2
начинает заряжаться, через резистор подключенный  к кнопке и первый
транзистор включается. Это позволяет току и напряжению течь через 2k2, чтобы
включить второй транзистор.  После полного разряда 2
n2 первый
транзистор начинает выключается.  Цикл повторяется. Краткий импульс
создает большую амплитуду на втором транзисторе.  Появляется
амплитудно-модулированный сигнал. В обычном приемнике в громкоговорителе
появится жужжание или тон.
Частота звукового сигнала определяется значением 4N7 и резистор, который
заряжает его.

2.Входной каскад приемника

Схема
очень легко повторяема , позволяет обнаруживать малейший сигнал и это делает
его очень чувствительным.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Приемник (навесной монтаж) для экспериментов

Смещение
базы транзистора проводит 220k резистор. Катушка в коллекторе транзистора это
нагрузка, но так как у нее низкое сопротивление, в цепь включен понижающий
напряжение резистор. Один заключается в прохождении тока через эмиттер на
базу. 4μ7 электролитический конденсатор на базе устанавливает точное
напряжение. Конденсатор 39
p
снижает напряжение на эмиттере е во время другой части цикла 27 МГц. Схема
начинает работать  с получения импульса тока через 6витковую катушку и
47p конденсатора, когда он включен. Эти два компонента образуют резонансный
контур, и когда они получают энергию, они производят синусоидальный сигнал,
который появляется на нижней части контура, и это передается с эмиттером
через 39
p.
Это удивительный факт, что две простые компоненты могут производить
синусоиды, которые имеют амплитуду больше, чем напряжения, приложенные к ним.
Объяснить, как работает 70 витковый индуктор очень трудно, он позволяет 39 p
подтолкнуть напряжение ниже на эмиттер. Если индуктор удалить,  39P
будет иметь проблемы с передачей энергии. 70 витковый индуктор намотан на
резисторе 1М с очень тонкой проволоки. Резистор может быть любой. Содержание
углерода или других компонентов не имеет никакого эффекта для индуктивности.

Смотрите про коптеры:  Квадроцикл из бензопилы своими руками. Как самостоятельно изготовить снегоход и другие самоделки из бензопилы дружба Что можно сделать из пилы дружба


3.ПРИЕМНИК.


Через нагрузочный  резистор 3K9 происходит изменение напряжения
(сигнала) и сигнал снимается через 100
n конденсатор (фильтр, который
удаляет большую часть фонового шума и усиливает сигнал). Следующая диаграмма
показывает только некоторые из этапов необходимых для декодирования 5
различных сигналов и их доставка 5 отдельных выходов:

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Блок-схема
приемника 5-Channel

Потребуется
как минимум 20 транзисторов, но можно сделать на  одном чипе с 8
выводами, как показано на следующей схеме:

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
5 канальный приемник с использованием транзисторов Н-моста
и чипа TE5CHRx

Выходы А и В дают команды вперед и назад.
При нажатии кнопки «А» на передатчике, выход поступает высокий уровень, на В
устанавливается низкий уровень. Когда кнопка “B” на передатчике
нажата, на выходе устанавливается низкий уровень и В становится высоким.
Выходы C и D дают команды лево и право
При нажатии кнопки «С» на передатчике, выход С переходит в высокий уровень и
на D устанавливается низкий уровень.  При нажатии кнопки “D” на
передатчике, на выходе С устанавливается низкий уровень и D будет
высокими.  При нажатии кнопки “E” на передатчике, выход E на
будет высокими.  Выходные сигналы от чипа “H-моста” и каждого
транзистора на самом деле является эмиттерным повторителем.
Это означает, что мост не может быть подключен к источнику питания выше, чем
схема возбуждения.
Дальность команд  2м, максимум 4м. Чип потребляет около 25 мА ( макс).
Транзисторы в зависимости от коэффициента усиления около 500 мА. Выход 5
ограничивается 25 мА.  H-мост может быть разработан с использованием
L2930, на который можно прицепить 8 транзисторов H-моста. Чип имеет
встроенный блок диодов которые работают с током  до 600мА на каждый
выход.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
5 канальный приемник с использованием драйвера L293D

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

В
приведенной выше схеме, когда передатчик выключен, автомобиль движется
вперед. Когда передатчик включен, автомобиль поворачивает и движется по
кругу. На месте двигателя можно использовать реле. Это уже зависит от вашей
фантазии. Приемник работает по принципу “сигнал”,
“нет-сигнала”. Что происходит, если  приемник принимает
случайный шум из эфира, когда передатчик не работает? Этот случайный шум
усиливается вторым транзистором  и попадает в 0.47 μ
F
электролит,  который держит третий транзистор в готовности. 10 μ
F
электролит на выходе третьего транзистора сохраняет выходное напряжение на
низком уровне в короткие периоды. Двигатель подключен к мосту через четыре
транзистора меняющих полярность его питания. Это означает, что второй
транзистор не увидите никакого шума , следовательно, 0.47 μ
F
электролит выключит третий транзистор.

Как
работает ПЕРЕДАТЧИК


Передатчик является простым кварцевым генератором. Сердце схемы – колебательный
контур, состоящий из первичной обмотки трансформатора и 10p
F 
конденсатора. Эти два компонента колеблются, когда напряжение прикладывается
к ним. Частота регулируется ферритовым стержнем в центре катушки, пока не
будет точно такой же, как на кварце. Кварц будет поддерживать частоту в
широком диапазоне колебаний температуры и напряжения питания. Транзистор
включен в виде общего усилителя излучателя. Он имеет резистор на эмиттере для
смещения. Конденсатор 82 p
F
через резистор 390R эффективно работает на отрицательной связи. 390R резистор
предотвращает большое прохождение тока через транзистор. Та как сопротивление
трансформатора является очень низким. Резонансный контур работает на третьей
гармонике кварца, так что тот будет колебаться на третьей гармонике 27 МГц. И
в свою очередь будет держать эту частоту. Трансформатор в коллекторе
транзистора выполняет две функции. 1. Это согласование импеданса транзистора
с импедансом антенны. 2. Создает резонансный контур на 27 МГц вместе с
кварцем. Импеданс на выходе транзистора составляет около 1k -5k (рабочее
сопротивление). Другими словами, это его волновое сопротивление. Импеданс
гибкой штыревой антенны составляет около 50 Ом,
​​трансформатор в схеме
соответствует данным требованиям.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]


Первичная намотка около 12 витков, а вторичная около 3 витков. Контур “
pi”,
составленный из конденсаторов 150 p
F и 100 pF, катушки
15 витков (бескаркасная) увеличивает точность согласования вывода
трансформатора идущего к антенне. При подаче питания, транзистор включается
не сразу из-за конденсатора 82 p
F.  Это дает импульс
энергии через 10 p
F,
транзистор постепенно выключается  и он передается к первичной обмотке
трансформатора для запуска цикла 27 МГц. Возрастание тока на эмиттере и
падение во время пуска, позволяет базе смещаться, кварц начинает колебаться.
Частота колебаний контура контура в первичной обмотке трансформатора и
кварце, поддерживается точно 27.145MHz (или 27.240MHz, в зависимости от
частоты кристалла). Соотношение витков обмотки трансформатора преобразует
сигнал высокого напряжения (то есть немного тока) от транзистора, в сигнал
низкий формы с более высоким током. Это именно то, что антенне требуется. Но
прежде, чем сигнал проходит в антенну, он идет через “
pi”, на
базовую нагрузку для антенны. Это 8 витков эмалированного провода намотанных
на ферритовом сердечнике. Конденсатор 2n2 предназначен для удаления
высокочастотной составляющей из сигнала. Приемник должен быть настроен на
частоту кварца в передатчике, с помощью сердечников катушки в коллекторе.
Когда передатчик выключен, приемник поднимает несущую частоту и усиливает.
Далее идет на второй транзистор и передается третьему через полярный 0.47
μ
F.
Ток протекающий через 0.47 μ
F  включит третий
транзистор, но через короткое время электролитический будет полностью заряжен
. Ток прекратится и транзистор
выключится. 10 p
F
на коллекторе третьего транзистора начнет заряжать через 2k2 резистор и после
определенного периода времени изменит состояние моста. Но если сигнал
присутствует (несущая) на коллекторе второго транзистора, напряжение будет
расти и падать. Когда напряжение становится низким, он задействует
положительный  вывод 0.47 μ
F по минимуму. Напряжение на
отрицательном полюсе конденсатора 0.7В заперто диодом. Это означает, электролитический
разрядится очень быстро, когда второй транзистор включится. В результате
чтобы зарядить электролит  пройдет много времени, поэтому посторонний
сигнал не пройдет. Действие полярного конденсатора удивительно. В течение
короткого периода времени, когда третий транзистор не включается, 10 p
F на
коллекторе будет брать на себя и удерживать сигнал низкого уровня. И только
когда длительность “молчания” схема будет меняться состояние. Транзистор Q3
переключающий транзистор. Он меняет состояние между высоким и низким
уровнями, чтобы создать движение в прямом и обратном направлениях.
Переключательные каналы сделаны на двух транзисторах Q4 и Q9. Каждый из этих
транзисторов подклчен к двум выходным. Q4 к Q6 и Q7. Q9 к Q5 и Q8. Сделайте
эти цепи, и вы увидите, как подача направлена
​​на
двигатель. Вначале в одном направлении, а затем в другом.


Как работает 0.47μ
F
0.47 μ
F
электролитический конденсатор подключенный к базе третьего  транзистора.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
эквивалент зарядки 0.47μ
F

Цепь
включается, он не заряжен. Зарядный ток проходит через переход база-эмиттер
третьего транзистора и держит его, как показано на рис: 3. Если
электролитический заряжается, ток упадет до нуля и третий транзистор
выключится. Но второй транзистор разряжает электролит быстро, чтобы полностью
зарядить. Как электролит разряжается показано на рис: 4. Единственные
компоненты, участвующие в выполнении являются Q2 и диод. Транзистор Q2
включен и будет иметь ноль вольт (0,3) на коллекторе.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
эквивалент разрядки 0.47 μ
F.

Это
означает, положительный вывод электролита (эквивалентно положительному выводу
батареи) снизится с 3v до 0.3
v.
Отрицательный вывод, как правило, будет на  -2.7
v. Да, отрицательный вывод будет
иметь отрицательное  напряжение относительно 0v цепи, если диода нет. Но
диод на отрицательном  выводе включен, как только напряжение на
отрицательный вывод упадает до-0.7В . Энергия в электролите быстро уходит
через диод и когда второй транзистор выключается,  конденсатор готов для
зарядки через резистор 10k.

Низкое напряжение питания


Напряжение питания для этой схемы не должно быть увеличено выше 3
v 
Когда уровни меняются от низкого к высокому обе половинки моста включены. С
питанием 3В, базовый ток ограничивается 0,1 мА включением двух 1k резисторов
и 10 мА для тока коллектор-эмиттер. Но если напряжение повышается выше 3
v, ток
будет резко увеличиваться и транзисторы будут повреждены.

Подсоединение
реле


Рис: 5 показано, как реле может быть подключено к транзисторам и работать
когда передатчик включен. Переключающие контакты реле могут использоваться
для питания любого устройства, когда передатчик выключен или когда он
включен.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Подключение реле.

Питания
для реле

может быть 6v – 12v.


Подключение двух двигателей
Рис: 6. показывает, как подключить два отдельных двигателя к цепи. Двигатели
могут быть подключены к любому напряжению от 3В до 12В. Направление вращения будет
зависеть от того, как  они подключены, но транзисторы Q4 и Q7 должны
питаться от 3
v
– особенно Q9.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Подключение двух двигателей на выходы.


РАЗДЕЛЬНОЕ ПИТАНИЕ ПРИЕМНИКА

Чем
выше напряжение питания тем получается более высокое усиление за счет более
высокой амплитуды сигнала. Но некоторые части сигнала теряются и требуется
больше энергии для зарядки 10 μ
F чем 0.47 μF.
Использование в переключателе моста из двух транзисторов требует применение
двухполюсных выключателей.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

27
МГц приемник, используется раздельное питание (split supply)

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Печатная
плата 27 МГц приемник

(split
supply)


Работа приемника на на фиг: 7 идентична схеме приемника, показанного на фиг
2. Схема включается резистором 33k с  конденсатором 47
nF 
подключенных к базе. Параллельный резонансный контур, состоящий из 8-витковой
катушки индуктивности и конденсатора 15p
F колеблется. Конденсатор 39pF,
включенным между коллектором и эмиттером, обеспечивает обратную связь для
транзистора.  Импульсы, с которого позволяют энергии в контуре
возобновляться. 220R и 39
pF
компоненты смещающие эмиттер, а также 390R, 10n
F и 47nF. 100R и 47μF являются
фильтрами низкочастотного шума от питания. 10k и 4
n7 образуют фильтр для удаления
высокочастотных импульсов. Высокая частота импульсов будет пытаться заряжать
4
n7
и большая часть амплитуды импульса будет потеряна (ослабление) в 10k
резисторе. Импульс высокой частоты будет подниматься и опускаться до того
пока 4
n7
заряжается. А низкочастотный сигнал идет с 39
nF по остальной части схемы.При
отсутствии передающего сигнала присутствует фон или “шум”. При
появлении тона, ток изменяется, поступая  через резистор 3k3. 10k
обнаружит это и передает его в Q2 для усиления. Q2 и Q3 усиливают низкие
частоты. Любые высокочастотные сигналы будут удалены конденсатором 270p
F . Он
действует как отрицательное устройство обратной связи. При повышении сигнала
на базе транзистора, напряжение на коллекторе падает. Падение напряжения
проходит через 270p
F
(потому что это не было времени, чтобы зарядиться) он противодействует
исходному сигналу. Конденсатор только влияет на высокочастотные
сигналы.  Низкочастотные тоны усиливаются без затухания. После двойного
усиления сигнал появляется в узле накачки, состоящего из конденсаторов 15
nF и
10μ
F,
и двух диодов. Зарядка 10 μ
F проходит целый ряд циклов.
Когда Q3 выключается, 15n заряжается через 4K7,
D 2 и 10 μF. Зарядка
15n не займет много времени, небольшое количество заряда поступит в 10 μ
F.
Транзистор Q3 включается и разряжает 15n через диод D1 точно таким же
образом, как описано выше. Когда Q3 выключается, 15n готов зарядиться снова.
Так пройдет сотни циклов, каждый раз, пока 10 μ
F зарядится. При напряжении 0,65
В, база Q4 начинает смещаться. Ниже этого значения база работать не будет.
Электролит держит заряд и как только напряжение поднимется до 0.66v, 0.67v,
0.68v, 0.69v, транзистор включается все больше и больше. Достигнув 0,7
v,
транзистор полностью включится и напряжение передается к отрицательной точке
через база-эмиттер. Это означает, что напряжение на 10 μ
F не
поднимается выше 0,7
v
При падении напряжения (ниже 0,65
v), транзистор выключается. Это
означает, что рабочее напряжение для электролита будет между 0.7
v и 0.65v. Q5
выключен, если напряжение на базе Q4 ниже 0,65
v. 10 μF  и
резистор 1K5 на коллекторе Q5 открывают транзистор Q6, тот включает выходной
транзистор Q8 воздействующий на двигатель. В схеме два выхода. Один управляет
двигателем в прямом направлении, другой в обратном.

Смотрите про коптеры:  Дрон своими руками: Урок 5. Сборка.


Работа транзисторов в прямом направлении


Блок из двух транзисторов для вращения двигателя по часовой стрелке(движение
вперед) рис: 8.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Обратите
внимание, включение резистора на базе транзистора драйвера ниже, это позволит
дать больший ток к двигателю, для полной скорости в прямом направлении.

Работа транзисторов в обратном направлении


Блок из трех
транзисторов врвщает двигатель в обратном направлении рис: 9.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Переключающий
транзистор Q5, транзистор Q7 усилитель, и выходной транзистор Q9. Усилитель,
обеспечивает потребность выходного транзистора, в высоком токе для двигателя.
Двигатель может кушать 50-150 мА, когда он не загружен, но потом ток
поднимается до 300-500мА при загрузке. Не будет достаточного тока, не будет
движения. Выходной транзистор должен получать ток согласно  коэффициенту
своего усиления.  Коэффициент усиления транзистора изменяется быстро, в
зависимости от тока протекающего через цепь коллектор-эмиттер. DC коэффициент
усиления транзистора обычно выражается в диапазоне от 100 – 450, но это в
идеальных условиях и определяется коллекторным током около 1 мА!  Это
означает, что база должна получать ток 25 мА 50 мА, чтобы убедиться,
транзистор будет поставлять 500 мА. Когда транзистор включается полностью,
напряжение между коллектором и эмиттером составляет лишь около 0.2v – 0.5v.
Если база не насыщается достаточным током, транзистор не включается полностью
и напряжение на коллектор-эмиттер будет недостаточным.  Для нашего
устройства мы не хотим дополнительных потерь на напряжение, транзистор должен
быть полностью включен. Поэтому нужно на транзистор усилителя доставить 50
мА. Включение резистора 4k7 и позволяет установить падение напряжения. 
На переходе коллектор-эмиттер коммутационного транзистора и переходе
база-эмиттер транзистора драйвера. Получится 2v оставшиеся от исходных 3
v. Это даст
ток 0.4mA.  Этого не достаточно, чтобы подавать на электродвигатель
полный ток и, следовательно, двигатель запускается немного медленнее в
обратном направлении.

ПРЕИМУЩЕСТВО РАЗДЕЛЬНОГО ПИТАНИЯ


В схеме раздельного питания нет цикла, когда оба выхода находятся в работе в
одно и то же время. Это делает схему его гораздо безопаснее, чем приемник на
рис: 2. На рис 10. оба выхода находятся в  работе.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Оба выхода работают
в одно и то же время.

Когда
переключающий транзистор (Q5), на рис: 7, переключается с высокого уровня к
низкому, происходит разрыв цепи, оба выхода выключены. Усилитель Q6 настроен,
когда входной линия находится выше 3,6
v и Q7 включается, когда входной
сигнал ниже 2,4
v.

Упрощение раздельной цепи питания


Есть некоторые ненужные компоненты в схеме рис: 7. Если вы уверены, удалите их
и проверьте работу схемы. Если схема работает хорошо, то компонент может не
быть необходимым. Есть 10 компонентов в схеме рис: 7, которые могут быть
удалены, а еще 5 могут быть изменены. Результат показан на рис: 11.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
27 МГц приемник одноканальный с изменениями автора.

Первые
два компонента должны быть удалены резистор 390R и конденсатор 10n на
эмиттере первого транзистора. 220R увеличивается до 680R, как показано на
рис: 11 для производства того же смещения. Конденсатор 39 p
F может
быть подключен к положительной шине. 390R может быть включен с 220R. При
использовании конденсатора 470 p
F (в качестве компонента
высокочастотной фильтрации в каждом из двух звуковых усилительных каскадов)
резистор 10k и конденсатор 4
n7
могут быть устранены. Переключающий транзистор Q5 не требуется. Однако он
инвертирует сигнал.


Многоканальный передатчик


Многоканальный значительно сложнее, но дает больше возможностей.
Многоканальный передатчик показан на рис: 12. Ездит по командам: вперед,
стоп, реверс, лево, центр, право.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Передатчик
27 МГц многоканальный

6
каналов, и они создаются путем изменения волны и частоты генератора.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

На
фото компоненты на печатной плате:

Когда
передатчик не работает, приемник поднимает несущую(фоновый шум), и никакие
выходы не будут активированы. Это означает команду STOP. Когда выбирается
команда вперед на передатчике, прямоугольный генератор работает на высокой
частоте. Если левый поворот включен в то же время, сигнал изменяется 1:3, а
частота остается неизменной. Если выбран правый поворот, сигнал изменяется
3:1, с той же частотой. Если выбрана функция обратного хода частота
генератора уменьшается на половину. Если центр, отношение изменения сигнала
составляет 1:1. Если выбрано влево, сигнал изменяется 1:3 и при выборе право,
сигнал  3:1. Чтобы понять, как каналы работают, вам нужно знать как
работает мультивибратор.

Работа мультивибратора


Мультивибратор в передатчике состоит из транзисторов Q2, Q3 и окружающих
компонентов. Это показано на рис: 20.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Вы
заметили, симметрию схемы, она формирует выходной сигнал,  либо высокий
или низкий. Схема меняется от одного состояния в другое очень быстро. Высокая
часть сигнала называется
mark
(метка), а низкая
space(пространство), 
как показано на рис: 15. Меандр с выхода 1:01 имеет длину метки, равной
площади.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Для
передатчика на фиг: 12, выход мультивибратора для команды прямо приведен на
рис 14. Мы можем принять это в качестве опорного сигнала.  Все другие
формы волны будет кратны ей. Например, если выбран левый поворот измененяется
форма волны, рис: 15. Обратите внимание, в короткий период времени сигнал
высокого уровня занимает минимум времени. Чип определяет одну из шести команд
и задействует выходы, чтобы направить автомобиль в левом или правом
направлении, или управляет автомобилем реверсом. Он также определяет, когда
передатчик не работает и останавливает машину. Если выбраны команды вперед и
вправо сигнал управления  показан  на рис: 16. При выборе
команды  назад,  мультивибратор работает на половине частоты из-за
82k резистора добавленного  к транзисторам мультивибратора. Сигнал
заднего хода показан на рис: 17. Если обратный ход и левый сигнал выбран,
смотрим рис: 18. Если выбран обратный ход и справа, смотрим на рис: 19.

Схема
включения


Передатчик не имеет переключателя включения-выключения. Он включается из
положения остановки, когда нажат реверс. Этим занимается диод. Диод заряжает
100 μ
F
через 4K7, чтобы включить эмиттерный повторитель транзистора Q1. Напряжение
на базе поднимается и между эмиттером составляет около 0,7
v.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]


Блок-схема передатчика в рабочем режиме.

Когда
включено положение остановки (через возвратные пружины), ток необходимый для
Q1, подается от 100µ
F
на базу при этом напряжение на нем уменьшается . Это уменьшает напряжение в
цепи. Через минуту, напряжение падает почти до нуля и электролит, наконец
полностью разряжен на резисторы 1М и 4K7. Утечка через коллектор-эмиттер
менее 1 микроампер не страшна. Транзистор закрыт.

Немного
о мультивибраторе


Транзисторы Q2 и Q3 работают как стандартный й мультивибратор. Когда на
первом высокий уровень, на втором низкий. Затем тоже самое действие,
наоборот. На втором высокий уровень, на первом низкий. Каждый транзистор
имеет коэффициент усиления около 100. Частота на выходе определяется
значением компонентов на базе. Базовая цепь включает резистор и конденсатор,
которые соединяется с противоположным транзистором. В схеме рис: 12,
конденсаторы будут номиналом в 10n  резисторы те же. Увеличение сопротивления
вызывает больше времени для зарядки конденсатора и уменьшает частоту контура.
Выходной сигнал мультивибратора передается к основанию выходного
РЧ-транзистора, где он контролирует время включения / выключения передатчика.
Когда передатчик включен, частота 27 МГц появляется на базе выходного
РЧ-транзистора через 47
pF
от кварцевого генератора. Кварцевый генератор состоит из транзистора Q4.
Транзистор включен через кварц и 22µ
H индуктор. Сигнал проходит
через 47
pF
и транзистор получает очень короткий импульс от кварца. Формируется импульс
тока, который проходит через катушку и создает магнитный поток. Как только
импульс прекращается, магнитный поток разрушается и индуктор создает
напряжение в обратном направлении.  Передает сигнал через 47
pF к
выходному РЧ-транзистору. Он также передает сигнал через кварц, чтобы
выключить транзистор Q4. Когда транзистор отключен, никакой нагрузки на
индукторе нет но амплитуда сигнала достаточно велика. После короткого периода
времени, сигнал уходит, через резистор 120K (база смещается, транзистор
включается). Это дает еще один импульс тока в катушке индуктивности, и цикл
повторяется. Индуктор создает задержку для сигнала, для преобразования
магнитного потока затем обратно в напряжение в обратном направлении. Задержка
достигает 27 МГц и получается эффект точной частоты.  Даже если
напряжение питания уменьшить или температура поднимется.  27.240MHz
сигнал передается в выходной транзистор РЧ. Транзистор включается и
выключается на частоте мультивибратора. Схема включения с общим эмиттером.
Импеданс конденсатора 10
nF
на частоте 27 МГц очень мал по сравнению с 100R Эмиттер считает, что он
подключен к отрицательному выводу. 22µH индуктор на коллекторе предотвращает
сигнал, проходящий к источнику. Она делает это путем создания “бэк-напряжения».
Транзистор включается, ток через катушку индуктивности увеличивается, и
магнитного поток произведенный в катушке, генерирует напряжение и ток которые
находится в противоположном значении. Обратное напряжение закрывает для
прямого вход в катушку. Это означает, что прямого напряжения становится все
больше и больше в попытке войти катушку и в результате возникает большой
напряжение на коллекторе транзистора. Это напряжение проходит через 47
pF
колебательного контура, состоящего из 11 витков индуктора и 15
pF
конденсатора. Они предназначены, чтобы организовать высокий импеданс на
выходе транзистора к низкому сопротивлению гибкой штыревой антенны.
Согласование требуется, чтобы получить максимальный сигнал, чтобы пройти в
антенну.

Смотрите про коптеры:  Купить Набор RF011. Четырёхканальная система радиоуправления по низкой цене в интернет-магазине Dessy

MULTI-канальный
приемник


Сигнал от передатчика подхватывается приемником, как всплески тона между
несущей.

Просмотр
сигнал на осциллографе будет выглядеть примерно так рис: 23

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]


Сигнал от многоканального передатчика будет состоять
из шума и полезного сигнала.

Приемнику
требуется выделить полезный сигнал от шума. Процесс  называется
интегрирование и дифференцирование. Когда будет обнаружен регулярный сигнал
команды, конденсатор начнет заряжаться. Следующий контур определяет продолжительность
времени присутствия сигнала, чтобы определить характер сигнала управления.
Большая часть схемы находится внутри чипа приемника. Чип обнаруживает формы
волны, показанные на фиг 14 – 19 и включение соответствующих выходов.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Приемник 2MHz многоканальный

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]


Печатная плата 27 МГц приемника


Чип управляет по двумя противоположными блоками транзисторов для реверса. Все
остальные схемы ранее обсуждались. Новой особенностью является подключение
двигателя на 4.5V.  На диоде падает напряжение до 3,8
v,  и
два выходных транзистора дают падение еще
​​1v.
Двигатель получает от 2,8 до 3В.
Приемник команд на RX-3

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Печатная
плата

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Принципиальная схема

При
прямом направлении, вперед выход имеет высокий уровень, и это включает Q9,
Q11 и Q13. При обратном направлении, обратном выходе высокий уровень, и это
включает Q8, Q10 и Q12. Даже если ни одна из кнопок передатчика не была
нажата, двигатель будет работать в пакетах, когда автомобиль отдален от
передатчика. Самая простая схема для баловства. Схема приемника RX-3
потребляет 4.4mA при 4.5V, приемник на RX-2B потребляется 0.7mA на 3
v.

Передатчик на 4 канала


Эта схема
использует TX-2B RX-2B чипсет. Чип имеет 5 каналов, схема использует 4.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

4-канальный
передатчик

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
TX-2B передатчик


4 канальный приемник

Приемник
на чипе RX-2:

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

4-канальный
приемник


Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
RX-2B приемник

Измеритель
напряженности поля

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Измеритель напряженности поля (фото)

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Измеритель
напряженности поля.

Принципиальная
схема.

Измеритель
напряженности поля

Перед созданием передатчик / приемник необходимо построить измеритель
напряженности поля,
так что вы можете проверить передатчик. Вот схема для
измерителя напряженности поля. Это просто “ненастроенной” РЧ
детектор показывающий выходной сигнал. Конденсатор 100p
F и 18
витковая катушка образуют колебательный контур, который колеблется с
определенной частотой. Частота, при которой контур резонирует изменяется
триммером 47p
F.
Затем сигнал проходит в диодный выпрямитель. Один диод принимает напряжения
на измеритель, а другой диод выпускает на  47
pF отрицательную половину волны.
100
p
сглаживает напряжение до 1 мА (полное отклонение стрелки).

Измеритель
напряженности поля
на транзисторе

Перед
созданием передатчик / приемник необходимо построить измеритель
напряженности поля,
так что вы можете проверить передатчик. Вот схема для
измерителя напряженности поля. Это просто “ненастроенной” РЧ
детектор показывающий выходной сигнал.

Система радиоуправления. Создаем робота-андроида своими руками [litres]
Измеритель напряженности поля

Схема
проста, предназначена для обнаружения передатчика 27 МГц
Если у вас есть передатчик, вы можете сделать схему для его точной настройки.

Адаптированоradiocopter.ruсTalking Electronics

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнот
Схема передатчика. Рисунок 1.
DD1МикросхемаК561ЛЕ101Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD2МикросхемаК561ИЕ81Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT1, VT2Биполярный транзистор

КТ315Г

2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD1Диод

КД503А

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С1Конденсатор6800 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С2Конденсатор0.047 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С3Конденсатор27 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С4Конденсатор16 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С5Конденсатор43 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Резистор

750 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2Резистор

270 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3Резистор

110 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4Резистор

33 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5Резистор

7.5 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R6Резистор

220 Ом

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Z1Кварцевый резонатор27.12 МГц1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
L1Катушка индуктивности1Изготавливается самостоятельноПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Схема приемника. Рисунок 2.
VT1-VT4Биполярный транзистор

КТ315Г

4Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С1Конденсатор4.7 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С2Конденсатор27 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С3Конденсатор0.015 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С4, С8, С11, С12Электролитический конденсатор10 мкФ 10 В4Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С5Конденсатор18 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С6Конденсатор2200 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С7Конденсатор0.047 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С9Конденсатор0.1 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С10Конденсатор3300 пФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С13Электролитический конденсатор500 мкФ 6.3 В1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Резистор

33 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2Резистор

20 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3Резистор

3.3 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4Резистор

9.1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5Резистор

510 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R6Подстроечный резистор1 МОм1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R7Резистор

12 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R8Резистор

2 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R9Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R10Резистор

22 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R11Резистор

7.5 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
L1Катушка индуктивности1Изготавливается самостоятельноПоиск в магазине ОтронВ блокнот
L2Дроссель30 мкГн1Дроссель типа ДМ-0.2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Схема дешифратора. Рисунок 4.
DD1, DD8МикросхемаК561ЛП22Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD2МикросхемаК561ИЕ101Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD3, DD4МикросхемаК561ИР22Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD5МикросхемаК561ЛП131Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD6МикросхемаК561ИД11Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DD7МикросхемаК561ТМ21Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT1, VT2Биполярный транзистор

КТ815А

2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD1Диод

КД503А

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С1Конденсатор0.01 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С2Конденсатор0.033 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С3, С4Конденсатор0.1 мкФ2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Резистор

110 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2Резистор

620 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Дополнение по общей схеме. Рисунок 5.
С1-С4Конденсатор0.22 мкФ4Поиск в магазине ОтронВ блокнот
L1-L4Дроссель12 мкГн4Дроссель типа ДМ-3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
М1, М2Электродвигатель постоянного тока6 Вольт2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
HL1Лампочка6 Вольт1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
БВ1, БВ2Батарея питания6 Вольт2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
SA1Спаренный выключатель питания1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
SB1, SB2Выключатель2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Антенна1Велосипедная спицаПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все
Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector