Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]
Не удивляйся: передатчиком, сигналы которого управляют этой моделью, может быть детская дудочка (рис. 343). Такая игрушка, как ты знаешь, имеет отверстия. Закрывая пальцами одни отверстия и открывая другие, дудочкой можно создать звуки разных частот. Звук одной частоты — команда, другой частоты — вторая команда, третьей частоты — третья команда. Передатчиком могут быть и свистки с разной тональностью звуков.
Рис. 343. Схема управления моделью звуком
На телеуправляемой модели установлен микрофон В, преобразующий командные сигналы в колебания звуковой частоты. После усиления колебания звуковой частоты поступают на входы селективных электронных реле СЭР1-СЭР3, на выходы которых включены электромагнитные реле К1-К3. Если частота командного сигнала близка к частоте фильтра одного из СЭР, например СЭР1, настроенного на эту частоту, сигнал проходит без потерь только через фильтр этого СЭР, вызывая срабатывание реле К1, а контакты реле включают цепь питания исполнительного механизма. Через фильтры других СЭР этот сигнал не проходит и их реле не срабатывают. Если частота командного сигнала другая, близкая, например, к собственной частоте фильтра СЭР3, то срабатывает реле К3. Таким образом, звуковыми сигналами разных частот можно заставить срабатывать одно их трех СЭР, а они включат соответствующие им исполнительные механизмы модели.
Радиус действия такого передатчика (дудочки или свистков) ограничивается обычно 5-10 м, но этого вполне достаточно для управления простыми моделями автомобилей, тракторов или кораблей. Однако если воспользоваться генератором звуковых частот с усилителем, к выходу которого можно подключить динамическую головку, то такой передатчик будет излучать сигналы большей интенсивности, что значительно увеличит радиус действия аппаратуры. Генератор, кроме того, излучает более стабильные звуковые колебания, что повышает надежность работы аппаратуры в целом.
Число команд может быть больше трех. Для этого надо лишь добавить в дешифратор приемника соответствующее число СЭР. Но я советую сделать сначала двухкомандный приемник, испытать его на модели, а затем, если понадобится, добавить еще несколько фильтров для дополнительных команд.
Но прежде всего реши вопрос: дудочку или свистки использовать для подачи команд? Дудочка, конечно, интереснее, но во время управления можно ошибиться: зажмешь не то отверстие, и модель не выполнит нужной команды. Свистки в этом отношении надежнее: свистишь в свисток в правой руке — модель движется вперед, то же в левой — модель делает поворот.
До того как строить приемник, определи звуковые частоты, которые излучают твои свистки, чтобы знать, на какие частоты придется настраивать фильтры СЭР приемника. Подойдут любые свистки, лишь бы их звуки заметно различались по частоте. Определить частоту можно с помощью звукового генератора. Подключи к его входу динамическую головку и подай на нее такое напряжение, чтобы звуки в головке и одного из свистков были одинаковыми по силе. Попроси товарища непрерывно свистеть, а ты, сличая звуки свистка и генератора, изменяй частоту генератора до тех пор, пока не будут прослушиваться звуковые биения — звук очень низкого тона или полное пропадание звука. Положение указателя шкалы генератора будет соответствовать частоте звука свистка. Точно так же определяй звуковую частоту второго свистка (или звуковые частоты дудочки).
Для управления моделью нужны источники звуков, частоты которых отличаются не менее чем на 250–300 Гц, например 1200 и 15000, 13000 и 2000 Гц, но не выходят за пределы диапазона 1000–3000 Гц и не различаются в целое число раз. Свистки, которыми располагали ребята, строившие описываемый здесь приемник, излучали звуковые колебания частотами 1150 и 1550 Гц.
Принципиальная схема приемника телеуправляемой модели показана на рис. 344.
Рис. 344. Принципиальная схема двухкомандного приемника звукоуправляемой модели
Это трехкаскадный транзисторный усилитель 3Ч, на вход которого подключен микрофон В1, а на выход — селективные электронные реле СЭР1 и СЭР2 (обведены цветными линиями). Для питания приемника нужна батарея напряжением 9 В, например «Крона» или составленная из двух батарей 3336Л. Для питания цепей исполнительных механизмов используются самостоятельные источники тока. При приеме микрофоном звуковых команд на его выходе возникает электрический сигнал, напряжение которого уменьшается с увеличением расстояния до источника звука. Уже на расстоянии 10–15 м оно равно примерно 100 мкВ. А чтобы надежно срабатывали СЭР, на их входы нужно подавать сигнал напряжением около 3 В. Следовательно, входной сигнал должен быть усилен примерно в 30000 раз (3 В: 0,0001 В = 30000). Первые три каскада приемника, в которых работают транзисторы V1-V3 вполне обеспечивают такое напряжение, так как каждый из них дает примерно 30-35-кратное усиление.
В третий каскад усилителя введен диод V6 (может быть любой точечный), ограничивающий наибольшее выходное напряжение этого каскада. Дело в том, что по мере уменьшения расстояния от модели до источника звука напряжение на выходе усилителя быстро увеличивается и может составить 50-100 мВ. Казалось бы, что при таком напряжении на входе усилителя СЭР дешифраторы должны работать более надежно, на самом же деле этого не происходит. При более высоком выходном напряжении усилителя могут срабатывать сразу все СЭР. Кроме того, при ложных срабатываниях исполнительных механизмов будут обгорать контакты электромагнитных реле.
Чтобы этого избежать, на третий каскад, собранный на транзисторе V3, возложена задача не только обеспечить усиление сигнала, когда он слабый, но и ограничить его усиление по максимуму. Это и достигается с помощью диода V6, работающего как детектор, автоматически снижающего усиление каскада при сильных сигналах. В целом же данные деталей каскада подобраны таким образом, чтобы, начиная с напряжения 100 мВ на его входе, которое развивают первые два каскада усилителя, амплитудное значение напряжения на его выходе (на схеме — точка а) не превышала 4 В.
Зависимость выходного напряжения ограничительного каскада от напряжения на его входе изображена графически на рис. 345. На графике видно, что как бы ни повышалось входное напряжение, начиная с 0,1 В, напряжение на выходе ограничительного каскада не увеличится более чем до 4 В.
Рис. 345. Зависимость выходного напряжения ограничительного каскада от напряжения на его входе
С выхода ограничительного каскада усиленный сигнал через конденсатор С4 подается одновременно на входы обоих СЭР. Срабатывает же электромагнитное реле того СЭР, фильтр которого настроен в резонанс с частотой командного сигнала.
Приемник монтируй на гетинаксовой или текстолитовой плате толщиной 2–2,5 мм. Чертеж платы с разметкой отверстий на ней приведен на рис. 346, а.
Увеличив чертеж до натуральной величины, наклей его на плату и уже по нему сверли отверстия. Отверстия диаметром 4 мм предназначены для крепления электромагнитных реле, диаметром 3 мм — для крепления платы на модели, отверстия меньшего диаметра — для проволочных монтажных стоек-шпилек.
Размещая детали на плате и соединяя их, придерживайся схем, показанных на рис. 346, б и в. Соединения деталей делай медным проводом диаметром 0,4–0,5 мм в поливинилхлоридной изоляции.
Рис. 346. Монтажная плата двух командного приемника звукоуправляемой модели:
а — плата; б — вид на монтажную плату сверху; в — вид на монтажную плату снизу
Для приемника используй малогабаритные детали, иначе они не уместятся на монтажной плате или придется увеличивать ее размеры. Электромагнитные реле типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.302), РЭС-6 (паспорт РФО.452.145) или самодельные. Диоды V6-V8 серии Д9 или Д2 с любым буквенным индексом. Статический коэффициент передачи тока h21Э всех транзисторов может быть от 40 до 100. Электролитические конденсаторы К50-3 или К50-1. Их емкости могут быть больше, чем указаны на схеме. Если будешь использовать конденсаторы К50-6, разметку отверстий для них в плате придется изменить.
Катушки L1 и L2 фильтров СЭР намотай на кольцах из феррита марки 1000НМ или 2000НМ с наружным диаметром 10–13 мм. Всего на каждое кольцо с помощью челнока намотай около 1000 витков провода ПЭВ-1 0,08-0,1. Если кольца из феррита марок 400НН или 600НН, тогда для каждой катушки фильтра придется использовать два кольца, склеив их вместе торцами клеем БФ-2. Катушки фильтров, намотанные на ферритовых кольцах, крепи на монтажной плате винтами диаметром 2–2,6 мм с гайками (рис. 347).
