На сторінках радіоаматорського літератури вже не раз були описані вузли дискретного радіоуправління моделями [1, 2], що використовує різні способи кодування команд. Найбільш прийнятним для багатьох практичних випадків виявляється цифровий спосіб. Однак подібні системи мають недостатню захищеність від імпульсних перешкод.

Як відомо, джерелом імпульсних перешкод можуть бути не тільки грозові розряди, але і виконавчі двигуни моделі, а також різна апаратура, яка використовується в народному господарстві та медицині і працює на частотах, близьких до тих, що застосовують для телекерування. Ці перешкоди, потрапляючи на вхід дешифратора, створюють на його виході помилковий сигнал, і модель виконує помилкову команду.

Розглянута нижче система управління має підвищену захищеністю від імпульсних перешкод завдяки особливому побудови дешифратора. У ній використаний чіслоімпуль-сний принцип подачі команд.

Принципова схемою шифратора

Рис.1. Принципова схемою шифратора

Принципова схемою шифратора показана на рис. 1. На логічних елементах D01.1 і DD1.2 зібраний тактовий генератор. Його частота залежить or опору резистора R1 і ємності конденсатора С1. Вузол DD2.1, DD2.2 – восьмирозрядний зсувний регістр. Транзистор – VT1 електронний ключ.

Розглянемо процес формування груп імпульсів на прикладі команди «Стоп». При подачі напруги живлення на шифратор тактовий генератор виробляє послідовність прямокутних імпульсів з частотою 200 Гц і шпаруватістю, рівний двом (рис. 2, а). Ці імпульси одночасно надходять на лічильний вхід

Групи імпульсів

Рис.2. Групи імпульсів

регістрів DD2.1 і DD2.2 і на верхній за схемою вхід елемента DD1.3. Якщо командні кнопки SB1-SB4 знаходяться в положенні, показаному на схемі, то на нижньому вході цього елемента будуть з'являтися імпульси тривалістю 30 мс (рис. 2, б). На виході інвертора DD1.4 будуть сформовані групи імпульсів, розділені паузою (рис. 2, в). На час дії імпульсу транзистор VT) відкривається, і напруга від джерела живлення GB1 надходить на модулятор передавача.

При вимкненні живлення перемикачем SA1 конденсатор С2 через резистор R2 швидко розряджається. Якщо його не розряджати, то при виключенні живлення напруга на ньому стане спадати повільно і антена передавача деякий час буде випромінювати в простір не командні групи, а послідовність імпульсів тактового генератора. Робота дешифратора буде порушена.

Як формуються групи імпульсів решти команд, легко зрозуміти, розглянувши таблицю.

Команда Натиснуто кнопка Число імпульсів в групі
Стоп Шість
Назад SB1 П'ять
Вперед

Вліво

SB2

SB3

Чотири

Три

Вправо SB4 Два



 

Щоб уникнути одночасної подачі двох і більше команд при випадковому натисканні на кілька кнопок, в шифратор використані кнопки з перемикаючим контактами [З].

Для правильної роботи пристрою захисту від імпульсів перешкод необхідно, щоб при переході від однієї команди до іншої кнопки SB1-SB4 хоча б на деякий час перебували в ненажатом положенні. У цьому випадку після кожної переданої команди модель буде виконувати команду «Стоп».

Принципова схема перешкодозахищеність дешифратора показана на рис. 3. Дешифратор складається з вузла, який визначає паузи між командними групами імпульсів – одновібратора на логічних елементах DD1.2, DD1.3; формувача імпульсів обнуління на елементах DD1.4, DD2.1 і DD2.2 инвертор; лічильника DD3 числа імпульсів команди в кожній групі і вузла захисту від імпульсів

Принципова схема перешкодозахищеність дешифратора

Рис.3. Принципова схема перешкодозахищеність дешифратора

перешкод DD4, DD5, VD1-VD16, який вважає групи командних імпульсів. Регістр DD4.1 підраховує групи імпульсів команди «Вліво», DD4.2 – «Вправо», DD5.1 – «Вперед» і DD5.2 – «Назад». Діод VD17 перешкоджає проходженню по ланцюгу харчування негативних імпульсів перешкод, створюваних двигунами моделі. Конденсатори СЗ, С4 зменшують пульсації напруги, що виникають при роботі моделі.

Розглянемо роботу дешифратора при команді «Стоп» за відсутності перешкод. Припустимо, що при подачі живлення на дешифратор лічильник DD3 та регістри DD4, DD5 встановлюються в початковий стан, тобто на виході Про лічильника DD3 буде рівень 1,

Групи імпульсів

Рис.4. Групи імпульсів

а на всіх виходах регістрів – рівень 0. Це стан дешифратора вважають черговим, встановлюються після включення спочатку живлення моделі, а через деякий час – передавача.

Якщо тепер на вхід інвертора DD1.1 надійде перша група імпульсів команди «Стоп» (рис. 4, а), то фронт першого імпульсу запустить одновібратор і на його виході (висновок 11 елемента DD1.4) з'явиться рівень О (рис. 4, б). Але імпульси команди надійдуть також-і на рахунковий вхід лічильника DD3. З кожним імпульсом групи високий рівень буде переходити з одного виходу лічильника DD3 на інший у бік зростання їх номерів, і в перші розряди регістрів DD4, DOS по черзі запишеться інформація із входу D.

За спаду шостого імпульсу групи рівень 1 з виходу 6 лічильника DD3 через відповідні діоди надійде на установчий вхід R усіх регістрів і підтвердить їх початковий стан. Через проміжок часу, рівний 6т (його встановлюють, підбираючи резистор R1), на виході одновібратора з'явиться рівень 1, і на виході вузла формування імпульсів скидання (висновок 4 елементи DD2.1) сформується короткий імпульс негативної полярності (рис. 4, в). Тривалість імпульсу (близько 0.25 мс) встановлюють, підбираючи конденсатор С2. З виходу інвертора DD2.2 імпульс (рис. 4, г) надійде на вхід R лічильника 003 і встановить його в початковий стан. Потім на вхід дешифратора прийдуть друга, третя, четверта і т. д. групи, і розглянутий процес буде кожен раз повторюватися.

Тепер вже легко буде зрозуміти роботу дешифратора при прийомі команди, наприклад, «Назад» у присутності перешкод. У кожній групі цієї команди утримуються по п'ять імпульсів тактового генератора. Припустимо, що на вхід дешифратора надходять групи імпульсів з перешкодами – в першій і третій групах міститься по одному імпульсу перешкоди, тобто, ці групи будуть відповідати групам імпульсів команди «Стоп».

У цьому випадку після закінчення першої групи регістр DD5.2 залишиться в початковому стані. Наприкінці другої групи на виході 1 цього регістра з'явиться рівень 1, який через відповідні діоди надійде на вхід R інших регістрів і заборонить запис інформації в них по входу D. Після третьої групи регістр DD5.2 повернеться в початковий стан, а на входах R інших регістрів встановиться рівень 0.

Після закінчення четвертої групи імпульсів знову на виході 1 регістра DD5.2 з'явиться рівень 1. Потім після п'ятої, шостої та сьомої груп рівень 1 буде з'являтися відповідно на виходах 2, 3 і 4 регістра DD5.2. У результаті спрацює електронний ключ каналу «Назад» і модель виконає команду.

Якщо тепер на вхід дешифратора надійде група імпульсів команди «Назад» з перешкодою, то всі регістри на дуже короткий час – 37,5 мс – повернуться в початковий стан, на виході «Назад» з'явиться рівень логічного нуля і електронний ключ закриється і знову відкриється. Навіть якщо виконавчий механізм моделі встигне спрацювати на цей час, то положення моделі це практично не змінить.

Розглянемо ще один приклад – проходження команди «Вперед», коли на вхід дешифратора надходять групи імпульсів з перешкодами. У кожній групі цієї команди – по чотири імпульсу. Припустимо, що тільки до першої групи цієї команди додався один імпульс перешкоди. Тоді п'ятий імпульс переведе регістри в початковий стан і подальший запис в них відбуватися не буде. Але так як друга і наступні групи імпульсів перешкод не містять, ні на одному з виходів дешифратора керуючого напруги команди не з'явиться (оскільки запис в регістр DD5.1 заборонена) і тоді оператор повинен буде на короткий час відпустити командну кнопку «Вперед» на передавачі і знов на неї натиснути. Іншими словами, помилкова команда на вихід не пройде.

У шифратор використані конденсатори К50-6 (С2), КМ (О). Командні кнопки – КМ1-1. Джерело живлення GB1 – батарея «Крона». Конденсатори в дешифратор – К50-6. Діод Д220А можна замінити на Д220Б, Д311А, Д311Б.

При налагодженні шифратора підбирають резистор R1 таким, щоб при частоті тактового генератора 200 Гц шпаруватості імпульсів була б дорівнює двом. Підбираючи резистор R1 в дешифратор, домагаються, щоб тривалість сигналу одновібратора була рівна 6т. Споживаний шифраторів струм в режимі команди «Стоп» – не більше 3 мА, а дешифраторів – не більше 5 мА.

Описана вище перешкодозахищеність система телекерування розрахована на п'ять команд. Проте їхня кількість неважко збільшити. Для отримання дев'яти команд необхідно в шифратор використовувати двенадцатіразрядний зсувний регістр і додати чотири командні кнопки. У дешифратор треба використовувати вільні виходи лічильника 003, додати відповідне число регістрів і діод-резіс-раторних вузлів, а також встановити тривалість вихідного імпульсу одновібратора рівний ЮТ.

З описаним дешифраторів можна спільно використовувати готовий налаштований (або саморобний) приймач з комплекту прийомопередатчика «Сигнал-1». З цього комплекту можна також використовувати і передавач. Вдосконалений варіант цього комплекту був опублікований в статті В. Борисова та О. Проскуріна «Модифікований« Сигнал-1 »в« Радіо », 1984, № 6, с. 50, 51.

ЛІТЕРАТУРА

1. В. Козлов. Вузли апаратури управління моделями .- Радіо, 1983, № 4, с. 24, 25.

2. В. Іноземцев. Шифратор і дешифратор команд телекерування .- Радіо, 1985. № 7, с. 40, 41.

3. С. Алексєєв. Квазісеісорние перемикачі на мікросхемах .- Радіо, 1984. № 3, с. 26-29.

РАДІО N 1, 1987 р.