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無線電子工学および電気工学の百科事典 比例制御装置です。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
モデルの比例制御のための装置は、多くの外国企業によって製造されています。 基本的に、これはステアリングギアを備えたパルスマルチチャンネル機器です。 その回路ソリューションは、アマチュア条件での機器の製造に使用される可能性があります。 チェコの有名なデザインエンジニア、V. ヴァレンタはまさにそれを行いました。 彼は「テレプロップ」システムの機器を基礎として、それに必要な変更を加え、独自の近代化されたバージョンを作成しました。 この装置の説明により、パルス化されたマルチチャネル比例制御無線リンクを構築する原理の 1 つが実際にどのように実装されるかが読者にわかります。 このシステムの特徴は、コマンドセンサーの操作ノブの位置情報をラジコンに送信する際に、制御チャンネルと同期ポーズを時分割したパルス幅変調（PWM）を利用していることです（図20）。 。 変調信号は、クロック (T=XNUMX ms)、多相調整可能なマルチバイブレータ、微分回路、ダイオード加算セル、および出力シングル バイブレータによって形成されます。
図に図２は、４チャネルエンコーダの概略図を示している。 トランジスタVT2、VT2のマルチバイブレータは、多相マルチバイブレータを起動します。そのトランジスタVT3〜VT4は、抵抗回路を流れるベース電流によって開かれます。
最初の瞬間にトランジスタ VT3 が閉じていると仮定します。 コンデンサ C3 は、可変抵抗器 R6 の位置に応じて、特定の電圧に充電されます。 マルチバイブレータを切り替えると、トランジスタ VT3 が開き、コンデンサ C3 の電圧によってトランジスタ VT4 が閉じます。 トランジスタ VT4 は、コンデンサ C3 が回路 R8、R9 を介して放電されるまで閉じられます。 したがって、トランジスタ VT4 のスイッチング時間は、コマンド センサーのコントロール レバーに接続されている可変抵抗器 R6 スライダーの位置と、ニュートラル位置でのパルス幅を設定するトリマー抵抗器 R8 スライダーの位置によって決まります。このレバー。 微分回路Ｃ７、Ｒ７、Ｃ８、Ｒ１２などは、トランジスタＶＴ３〜ＶＴ７のコレクタに接続され、ダイオードＶＤ１〜ＶＤ５を介して組立ラインに接続されている。 その上に信号が形成され、チャネル間隔の開始時と終了時に発生する同期停止と差別化された短いパルスで構成されます。 エンコーダトランジスタのコレクタ電圧の図を図3に示します。 7。
送信機の変調トランジスタはスイッチのように機能し、変調のリズムで供給電圧を出力段に接続します。 結合されたライン（図4）の狭いパルスは、微分回路の要素の値の広がりのために異なる持続時間を持っているので、変調器は特定のパラメーターを持つパルスの形で変調信号を生成します。 この目的のために、トランジスタVT8、VT9（図2）に基づく単一のバイブレータが設計されており、その時定数はパルス幅に応じて選択されます。 トランジスタVT9は変調器としても機能します。
エンコーダを確立するには、タイム ベース キャリブレーションを備えたオシロスコープが必要です。 電圧 12 V のバッテリをエンコーダに接続し、オシロスコープを使用してコレクタ電圧図をチェックします (図 3)。 トリミング抵抗 R2 は、必要なマルチバイブレータ周期 (20 ms) を設定します。 コマンド送信機レバーの中立位置での各チャネルパルスの持続時間は、1,5 ms である必要があります。 コマンド送信機のレバーを極端な位置に動かすと、チャネル パルスの持続時間がそれぞれ +0,5 ミリ秒または -0,5 ミリ秒変化します。 したがって、パルス幅を変更するための制限は 1 ～ 2 ms です。 トリマ抵抗 R8、R13、R18、R23 は、レバーがニュートラル位置にある状態で各チャネルに必要なパルス幅を設定します。 可変抵抗器R6、R11、R16、およびR21のスライダーは、送信機のコマンド送信機のレバーに機械的に接続されています。 次に、結合されたラインの電圧がオシロスコープによって制御されます。 トランジスタVT9のコレクタは、100オームの抵抗を持つ抵抗器を介して一時的に共通線に接続されています（電源のマイナス端子付き）。 電圧図は図 5 に対応している必要があります。 13. コンデンサ CXNUMX は、変調信号のパルスを台形にするように設計されています。
このパルス形状により、高周波信号の高調波のレベルが低下し、放射帯域が狭くなり、送信機の出力電力が増加します。 パルス幅が 200 μs と異なる場合は、コンデンサ C12 を選択して変更します。 100オームの抵抗を持つ閉鎖抵抗が取り除かれます - エンコーダは送信機に接続することができます。 送信機のマスター発振器（図6）は、水晶周波数安定化方式に従って作成されています。 ステップ間の接続は誘導的です。 出力段のトランジスタのコレクタにはPフィルターC5、L4、C6が接続されており、高調波成分を効果的に抑制します。 コイル L5 - マッチング。 推奨アンテナ長は 1400 m 送信機には以下の国産トランジスタが使用可能です: VT1 - KT315-KT316 シリーズ。 KT306A-KT306V、KT603; VT2-KT603シリーズ。 KT904A、KT606A。
コイルの特性は次のとおりです。 L1 - 長さ 14 mm のフェライト トリマーを備えた、直径 2 mm のフレーム上のワイヤ PEV-0,8 8 の 10 ターン。 直径 2 mm の取り付けワイヤの L5-6-0,8 ターン。 PVC または PTFE 断熱材では、L2 が L1 の上に巻かれています。 L4 と同じフレームで L7-2 ワイヤ PEV-0,8 1 ターン。 PEV-5 19 の L25 -2-0,3 ターンが同じフレームにある (使用するアンテナの長さに応じてターン数が選択される)。 水晶振動子は、27,12 MHz ± 0,05% の周波数で使用されます。 アンテナを完全に展開した状態で送信機をテストすることをお勧めします。 アンテナなしで送信機を操作する場合、終端トランジスタの熱過負荷は危険です。 アンテナの「拡張」コイル L5 を使用する場合は、電界強度インジケータに合わせます。 伝送器のハウジングは、一点で共通線に接続されています。 図上。 図７は、送信機のプリント回路基板の図面を示す。 ボードは詳細の側面から表示されます。 送信機の電源には、ニッケルカドミウム電池 TsNK-7 または TsNK-0,45U0.9 を 2 個使用します。 3336 電池を XNUMX 個直列に接続することで、バックアップ電源として使用できます。
最後に、送信機をハウジングに取り付けた後、送信機を調整します。 同時に、送信機を手元に置いて、アンテナの「延長」コイルを調整します。 送信機の電力は約500mWです。 変換器の端子トランジスタをヒートシンクに取り付けることをお勧めします。 機器の搭載部分には、受信機、デコーダー、8 つの同一のサーボ アンプ、ステアリング マシンが含まれています。 受信機は、固定周波数に同調されたスーパーヘテロダインです。 チューニングフリーを確保するため。 受信機の局部発振器の接続は、水晶周波数安定化を備えた発振回路に従って組み立てられます。 受信回路を図 1 に示します。 0,01. 受信機の入力では、入力トランジスタ VTXNUMX からアンテナを分離する帯域通過フィルタが使用されます。 これにより、選択性が向上し、局部発振器からアンテナへの戻り放射が減少し、入力回路を再構築することなく、水晶共振器を交換するだけで、モデルの無線制御に割り当てられた周波数制限内で任意の高周波チャネルを使用できます。 この場合、隣接するチャネル間の周波数差は XNUMX MHz に等しくなる可能性があります。
局部発振器は、受信信号の周波数より 465 kHz 低い周波数で動作します。 ダイオード VD3 は信号検出器として機能し、VD2 は AGC 信号検出器として機能します。 AGC の信号電圧は、中間周波トランス (中間周波トランス V。ヴァレンタでは中間周波フィルターと呼んでいます。結合コイルを備えた単一回路です) の一次巻線から取得され、シリコン ダイオードによって整流され、同時に動作電圧が決まります。ミキサーと中間周波増幅器のトランジスタの接続点。 AGC システムの正確な動作は、主に送信機から受信機までの距離が近い場合に重要です。 受信機は、中間周波数トランスを含む完成品を使用するように設計されています。 中間周波数は 455 ～ 468 kHz です。 高周波トランスの品質の指標は、品質係数です。 120 ～ 140 に等しくなければなりません。 受信信号の帯域幅は 8 ～ 10 kHz です。 受信機は 1 つのボードに実装する必要があります。 インストールは何でもかまいません。 コイルフレーム L2 と L5 は直径 9 mm です。 フェライトコアでコイルを調整します。コイルの軸間の距離はXNUMX mmです（この距離を厳密に維持する必要があります）。 コイルはワイヤーPEV-2で巻かれています。 L0,3には1ターンが含まれ、L10-2は、コンデンサC13を介して接地された端から数えて、3番目のターンからタップでターンします。 高周波インダクタL3は、直径3 mm、長さ11 mmの絶縁フレームに巻かれ、PEV-2ワイヤが0,06回転して充填されるまで回転します。 インダクタは、少なくとも0,5kオームの抵抗を持つ抵抗MLT-100に巻くこともできます。 受信機の確立は、入力バンドパスを構成することです。 フィルタおよび中間周波数トランス。 著者は、アンテナを短くした送信機の信号に応じて受信機を調整することをお勧めします。 標準の信号発生器から受信機を調整する場合は、送信機の周波数を非常に正確に把握し、それに合わせて発電機を調整する必要があります。 チューニングの前に、長さ1 mのアンテナを受信機に接続し、高インピーダンスの電話を出力に接続します。 最初に、入力フィルターL1C1が調整され、感度が上がるにつれて、電話の信号が弱く聞こえるような距離まで送信機が取り除かれ、チューニング中に再び最大値が達成されます（VT4のモードを指定することを含む）トランジスタ)。 次に、中間周波数トランスを調整します。 受信機デコーダ回路を図9に示します。 1. ダイオード VD0,6 は、ダイオード VD1,1 での直接電圧降下より小さい振幅、つまり約 XNUMX V の干渉信号を見逃さないように設計されています。受信機の出力からの有用な信号の振幅は約 XNUMX V です。
有用な信号は、インバータとして動作するトランジスタ VT1 のベースに供給されます。 トランジスタ VT2 と VT3 はパルス整形アンプです。 信号がない場合、トランジスタ VT4 は閉じ、コンデンサ C6 は完全な電源電圧まで充電されます。 最初のパルスは、トランジスタ VT4 を開き、このコンデンサを放電します。 トランジスタVT5とVT6では、シュミットトリガーが組み立てられ、トランジスタVT7を定期的に開き、これらの瞬間にクロック電圧パルスを組み立てラインに渡します。 トランジスタ VT8、VT10、VT12、VT14 は、シフト レジスタ トリガーの一部です。 VD2 ダイオードを介して、レジスタの最初のトリガーが起動されます。 デコーダトランジスタのコレクタ電圧とオンのチャネルパルスの形状の図。 トランジスタVT9、VT11、VT13、VT15のエミッタを図10に示します。 21.さまざまな構造のトランジスタのシフトレジスタは非常に単純で、多くの外国企業が使用しているトランジスタのレジスタと比較して非常に競争力があります。 デコーダーは、係数h50e>XNUMXのトランジスターを使用する必要があります。
デコーダーのセットアップは簡単です。 最初に、抵抗器Ｒ３は、トランジスタＶＴ１のコレクタが１．５〜２．５Ｖの電圧を有するように選択される。抵抗器の抵抗は、４３０〜８２０オームの範囲で変更される。 車載機器の最後のリンクは、電子ステアリングギアユニットです。 システムはステアリングを使用しました-マシン「Varioprop」。 操舵機の電子ユニットの概略図を図11に示します。 1.ブロックの目的は、デコーダーからのパルスの持続時間を、チャネルパルスの持続時間に比例するステアリングギアレバーの機械的たわみに変換することです。これは、コマンドセンサーのたわみに比例します。レバー。 トランジスタVT2とVT13に組み立てられ、入力チャネルの正のパルスの前部によってトリガーされる単一のバイブレータは、負の極性のパルスを生成します。 両方のパルス（正のチャネルと負の単一バイブレータ）は、比較のために抵抗R14とRXNUMXを介してポイントAに供給されます。
シングル バイブレータが始動し、ステアリング ギア レバーがニュートラル位置にあるとき、2 ms の持続時間の負のパルスがトランジスタ VT1,5 のコレクタから A 点に到達します。 単一のバイブレータのパルス持続時間は可変抵抗器R2によって調整され、そのエンジンはステアリングマシンの出力シャフトに機械的に接続されています。 比較の結果、短いパルスが生成されます。その極性は、ニュートラル位置からのコマンド トランスミッタ レバーの移動方向に依存します。 比較されたパルスの同じ持続時間では、ステアリング マシンに供給する DC アンプの入力への信号が到達しないため、ステアリング モーター シャフトは回転しません。 単一のバイブレータパルスがチャネルパルスよりも狭い場合を考えてみましょう。 減算後、持続時間が短い正のパルスが得られ、比較されたパルスの持続時間の差は小さくなります。 正のパルスはトランジスタVT4のキーを開き、トランジスタVT6、VT6のDC増幅器に供給される電源の中点に対して負の電圧で積分コンデンサC8を充電します。 電気モーターM1がオンになり、減速ギアを介して、ラダーシャフトと関連する可変抵抗器R2エンジンが回路を下に移動します。 単一のバイブレータの正のパルスの持続時間が増加し、それがチャネルパルスの持続時間と等しくなると、ポイントAの電圧はゼロに等しくなります。 トランジスタVT4が閉じ、コンデンサC6が供給電圧の半分まで放電し、トランジスタVT6とVT8が閉じ、エンジンが停止します。 ただし、統合リンク (コンデンサ C6 とステアリング マシンの電気モーター) を含むシステムには慣性があります。 したがって、比較したパルスが同じになる瞬間よりも少し早くエンジンをオフにする必要があります。 このために、負のフィードバックが導入されます。そうしないと、ステアリングマシンの出力シャフトの機械的振動が始まるためです。 ステアリング サーボ アンプの出力からの負帰還電圧は、抵抗 R6 と R8 を介してシングル バイブレータの入力に適用されます。 単一のバイブレータ パルスがチャネル パルスよりも長い持続時間を有する場合、点 A で負のパルスが形成されます。 それらはトランジスタVT3のキーを開き、コンデンサC6は電源のフロントポイントに対して正に充電され、トランジスタVT5とVT7が開き、モーターが反対方向に回転し、可変抵抗器R2を上向きに動かします回路。 入力チャネル パルスの持続時間が単一のバイブレータ パルスと等しくなるとすぐに、ステアリング モーター シャフトの回転が停止します。 抵抗R12とコンデンサC1は、シングルバイブレータの電源回路にフィルタを形成します。これは、ステアリングマシンの動作中に電流が低下し、電源電圧の変動が発生するため、シングルバイブレータの電源回路をデカップリングするために必要です。 、重要です。 これは、単一のバイブレーターパルスのパラメーターの変化につながり、ステアリングマシンの送信機レバーの偏差の比例性に違反します。 アナログのものと比較した記載された電子ユニットの利点は、最終的な増幅器がオープンまたはクローズのキーモードで動作するという事実を含む。 増幅器が閉状態または開状態にある時間は、積分された鋸歯状電圧の振幅に依存します。 チャネルと単一のバイブレータのパルス幅の差がゼロに近づき始めるとすぐに、のこぎり波電圧の振幅は最小になります。 同時に、短時間のパルスが電気モーターに供給され、減速すると、ステアリングホイールが目的の位置に移動します。 考慮された原理は、比例制御装置の作成に広く使用されています。 回路ソリューションは非常に多様です。たとえば、機械的フィードバックの可変抵抗器を含む単一のバイブレータの起動方法、極性の変更または入力チャネルパルスの増幅、トランジスタVT5、VT6の増幅器のシュミットトリガーへの交換などです。 操舵機の電子ユニットは別基板に搭載。 可変抵抗器R2と電気モーターM1を除いて、すべての要素がその上に配置されています。 電子ステアリングギアユニットを確立するプロセスを考えてみましょう。 抵抗器 R1 と R3 の選択により、ステアリング ギア レバーの最大回転数が設定されます。 この場合、送信機の制御信号を利用すると便利です。 電子ユニットの入力はデコーダに接続されています。 柔軟な導体は、可変抵抗器 R2 と電気モーターからの出力をボードに接続します。 電源を入れますが、電池の真ん中の端子は空けておきます。 ステアリングレバーがニュートラル位置になっている。 とりあえず、抵抗R4の代わりに抵抗値47kΩの可変抵抗器を接続。 オシロスコープ画面では、電圧図が個々のポイントで観察されます。 それらは図と一致する必要があります。 0.
次に、オシロスコープを点 A に接続し、図に示す電圧波形を観察します。 13、a〜d。 デコーダは、コマンド送信レバーの中立位置に対応するパルスを受信する必要があります。 これらのパルスの持続時間は 1,5 ミリ秒です。
R4 の代わりに可変抵抗器を組み込むと、このようなバイアス電圧がトランジスタ VT1 のベースに設定され、点 A での信号形状が図 13 に対応するようになります。 13、a または f. 抵抗 R14 または R13 を選択するときは、電圧サージがチャネル パルスの開始時と終了時にのみ観察されることを確認する必要があります (図 4)。 この場合に対応する可変抵抗器の抵抗値を測定した後、同じ抵抗値を持つ定抵抗器 R21 を基板にはんだ付けします。 次にバッテリーの中間端子を接続します。 同時に、サーボモータは中立位置を維持し、指令が変化したとき、つまり送信装置の指令送信レバーを動かしたとき、サーボモータが均一に回転する必要があります。 DC アンプの pnp 構造のトランジスタは、ベース電流伝達係数 h80e > XNUMX で使用する必要があります。 バスモーターによる比例速度制御 ほとんどの自動車およびボートモデルは、電気モーターによって駆動されます。 比例制御のモデル技術の開発により、走行中の電気モーターを逆転させ、シャフトの両方向の回転周波数をスムーズに調整するという問題を解決することができました。 移動速度をスムーズに制御できるため、困難なルートでも正確にモデルを実行できます。 トラベルモーターの速度を比例制御するためのオプションの1つを検討してください。 この独特のメカニズムの電子ユニットは、チャネルパルスの持続時間をトラベルモーターのシャフトの速度に変換し、その反転を保証します。 このようなユニットを制御するには、比例マルチチャネル無線制御のパルスシステムが適しており、チャネルパルスの持続時間は0,5±2〜0,5±4msの範囲にあります。 チャネルパルスの振幅は9〜XNUMXVである必要があります。 モーターシャフトの回転数のコントロールユニットの図を図1に示します。 XNUMX。 ユニットは動作の信頼性が高く、その特徴はフィードバックがないことです。
正極性のチャネル パルスは、デコーダからブロック入力に供給されます。 コンデンサ C3 による微分後のパルスは、トランジスタ VT1、VT2 で単一のバイブレータを開始します。 トランジスタ VT2 のコレクタ (点 c) では、持続時間が調整された負極性のパルスが形成されます。 ブロックのさまざまなポイントでの電圧図を図 2 に示します。 6.これらは、ユニットに12 Vの電圧と電気モーター-1 Vを供給する場合に使用されました。チャネルパルスの持続時間は0,2ミリ秒で、制御中に±XNUMXミリ秒変化します。
入力チャネルパルスとポイントrの単一バイブレータパルスが追加されます。 結果として生じるパルスが正の場合、コンデンサC5を通過すると、積分ステージのトランジスタVT4が開き、トランジスタVT6のベースの電圧が変化します。 マルチバイブレータは、トランジスタVT6とVT7に組み込まれています。 トランジスタVT6のモードを変更すると、生成されるパルスの周波数と持続時間が変化します。 ただし、ポイントrで結果として生じるパルスが負の場合、トランジスタVT3のカスケードによって反転され、トランジスタVT4も開きます。 マルチバイブレータからの矩形パルスは、トランジスタ VT8、VT9 に基づく電力増幅器に供給されます。 トランジスタ VT9 のコレクタ回路には走行モーターが含まれており、そのシャフト速度はパルスの周波数とデューティ サイクルに依存します。 パワーアンプの出力トランジスタはキーモードで動作し、その損失は無視できます。 チャンネルパルスと単一バイブレータパルスの振幅が等しい場合、エンジンは停止します。 応力図が示すように。 また、エンジンは完全には停止されていませんが、出力は数ワットを超えません。 r 点の総力積が負になると、モーター軸の回転方向が変わります（逆転します）。 走行モータは、トランジスタＶＴ１０の負荷である中間リレーＫ１の動作後に作動するリレーＫ３の接点によってオンにされる。 積分コンデンサは、VT3 トランジスタのベースに正のパルスが現れると、VT1 トランジスタのベースで定電圧を維持します。 コンデンサ C10 は、トランジスタ VT10 の両端の電圧を平滑化し、リレー K5 の接点のガタつきを防ぎます。 図に図３は、永久磁石からの励起により移動モーターをオンにするための回路の変形を示している。
オシロスコープを使用してブロックを調整します。 プロセスは制御ノードから開始されます。 入力チャンネルのパルス幅が変化すると、マルチバイブレーターの出力パルスの持続時間に対するポーズの持続時間の比率が変化することを保証する必要があります。 出力トランジスタは完全にオフでなければなりません。 電圧計は、トランジスタＶＴ９のエミッタとコレクタとの間に接続される。 最大モーター電圧では、その読み取り値はゼロに近くなるはずです。 トランジスタＶＴ９ｔが完全に開いた場合には、係数ｈ２１ｅの値がより高い別のものと交換するか、トランジスタＶＴ６〜ＶＴ８をこの係数の値がより高い他のものと交換する必要がある。 その後、リレー K1 の明確な動作が達成されます。 モーターの最小電圧で動作しない場合は、h5e の値が大きいトランジスタ VT10 と VT21 を選択し、ベース回路の抵抗値も明確にする必要があります。 モーター負荷電流が最大 4 A の場合は、抵抗が 25 オームの R300 を選択できます。 R26-390オーム; -VT8 - MP16 シリーズから。 VT9 - P214 シリーズから - P217、P4。 強力な電気モーターを制御する際のユニットの信頼性は、9 つの VTXNUMX の代わりに XNUMX つのトランジスタを使用し、並列接続してヒートシンクに取り付けることで高めることができます。 文学
出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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