А. А. Татаренко, м. Київ

 

 

При конструюванні систем дистанційного управління, особливо у початківців радіоаматорів, часто виникає питання: який спосіб кодування інформації управління вибрати? Найпоширеніші способи кодування інформації: число-імпульсний і частотно-імпульсний. У першому випадку команда передається певною кількістю імпульсів, які "обробляються" дешифратором і розподіляються по каналах виконавчих механізмів [1]. Зазвичай такі системи кодування виконують повністю на мікросхемах. Вони многокомандние (від 4 до 16 команд). Налаштувати таку апаратуру починаючому радіоаматорові важко. А найголовніше, за сучасної насиченості діапазону 27-30 МГц апаратура стає помехонезащіщенной, особливо якщо вона зібрана по КМОП-технології.

При частотно-імпульсному способі кодування кожна команда передається певними частотами, що відрізняються один від одного. При частотно-імпульсному кодуванні апаратура більш стійка до перешкод. Основним недоліком апаратури є обмежене число команд через складність дешифратора. У дешифратор використовують LC-фільтри. Виготовити та налаштувати ці фільтри без певних навичок і устаткування неможливо, це ускладнює схему.

 

 

Пропоную читачам нескладну апаратуру дистанційного керування. Вона побудована за принципом частотно-імпульсного кодування, зібрана на мікросхемах. Відмінними особливостями є її завадостійкість і відсутність ЬС-фільтрів в дешифратор, що робить апаратуру простий в налагодженні.

Шифратор (рис.1) зібраний на чотирьох мікросхемах серії К555. На мікросхемі DD1 зібраний задає генератор частоти на 1 МГц, стабілізований кварцовим резонатором ZQ1. На мікросхемах DD2, DD3, DD4 зібрані дільники частоти [2]. Не зовсім стандартне включення мікросхем

 

 

вибрано для зручності монтажу і не несе ніяких функціональних змін. Імпульси з частотою проходження 1 МГц надходять на вхід С2 лічильника DD2 (вив.1). Лічильник виконує роль дільника частоти на 16. На виведення 12 DD2 з'являється сигнал з частотою 62,500 Гц, який надходить на лічильники DD3 і DD4. На виведення 12 DD3 з'являються імпульси з частотою 3906,25 Гц, які формують команду 5. На висновках 9, 8, 11, 12 DD4 з'являються частоти 1953,125 Гц, 976,5525 Гц, 488,28125 Гц і відповідно утворюють команди 3, 4, 1, 2, які через перемикачі S1 … S4 подаються на модулятор передавача при натисканні на одну з кнопок. У віджатим стані на модулятор подається команда 5, що не несе інформації, так звана команда скидання.

Для живлення схеми використаний стабілізатор DA1, так як передавач зазвичай харчується напругою +9 … 12 В. Світлодіод н1 служить індикатором включення схеми. Діод VD1 захищає схему від переполюсовки напруги живлення, С2, С3 – помехозащіщающіе конденсатори.

Деталі.

Резистори типу МЛТ-0, 125, МЛТ-0, 25. Конденсатори типу КМ, мікросхеми К555 можна замінити на мікросхеми К155, але при цьому струм споживання схеми збільшується. Схема зібрана на платі з текстоліту розміром 75х60 мм. На рис.2 наведена друкована плата шифратора.

Налагодження. Правильно зібрана схема налагодження не вимагає. 0сціллографом і частомером перевіряють наявність сигналів у контрольних точках схеми (рис.1): висновок 12 DD2, висновок 12 DD3, висновок 9, 8, 11, 12 DD4. Резистори R1, R3 визначають стабільну роботу генератора, що задає. Це залежить від типу кварцового резонатора.

Дешифратор (рис.3) зібраний на чотирьох мікросхемах типу К555 і чотирьох транзисторах VT1 – VT4. Пристрій має чотири ідентичних каналу. Розглянемо роботу одного з них. На елементі DD1.1 зібраний формувач імпульсу, який формується по передньому фронту вхідного імпульсу [2, 3]. На елементі DD2.1 зібраний вузол порівняння. Вхідний імпульс надходить на вхід В1 (вив.10) мікросхеми DD1 і на висновок 12 елемента DD2.1. По передньому фронту вхідного імпульсу одновібратора DD1.1 формується імпульс, тривалість якого залежить від елементів R3, С1. Номінали резисторів R3 … R10 і конденсаторів С1 … С4 підібрані таким чином, щоб тривалість команд шифратора співпадала з тривалістю вироблюваних імпульсів одновібраторов дешифратора. На рис.4, а наведена діаграма роботи дешифратора при відсутності команди.

При надходженні команди 1 на вхід дешифратора (рис.4, б) на виведення 5 DD1.1 і на виведення 12 DD2.1 з'являються імпульси однаковою тривалості. На виведення 11 DD2.1 при цьому буде лог. "0", транзистор VT1 закритий, на виводі 8 DD3.1 – рівень лог. "0". При надходженні на вхід дешифратора будь-який інший команди на виведення 5 DD1.1 будуть імпульси з постійною тривалістю, на виведення 12 DD2.1 будуть імпульси з тривалістю, відмінної від тривалості імпульсів одновібратора DD1.1. На виведення 11 DD2.1 з'являються імпульси, які через випрямляч з подвоєнням напруги, С5, С6, VD1, VD2 відкривають транзистор VT1, на виводі 8 DD3.1 з'являється рівень лог.Т. Ємність конденсаторів С5 і С6 підібрана таким чином, щоб при зміні тривалості імпульсів в межах частот надходять команд на базу транзисторів VT1 – VT4 надходило випрямлена напруга, не впливає на роботу елементів DD3.1 – DD3.4. Аналогічно працюють і інші канали дешифратора, налаштовані на тривалості відповідних команд резисторами R3 … R10 і конденсаторами С1 … С4. При відсутності команди управління на вхід дешифратора надходить команда скидання, формує одиниці на виходах DD3.1 … DD3.4. При надходженні перешкод відбувається те ж саме, що і при надходженні команди скидання. Завдяки застосуванню в дешифратор вищеописаного способу, пропускна спроможність фільтрів команд становить від ± 20 Гц (команда 1) до ± 240 Гц (Команда 4), а частоти команд в ЬС-фільтрах – від кількох сотень герц і вище (залежно від типу схеми), що є ще одним поме-хозащіщающім фактором.

Деталі. Резистори типу МЛТ-0, 125, МЛТ-0, 25; підст-роечние резистори типу СП5-1, СП5-2, СП5-3; конденсатори С1-С3 типу КМ з найменшим ТКЕ; діоди – КД503, КД509; транзистори КТ315 з будь-яким буквеним індексом.

Мікросхеми серій К555 можна замінити на К155, К1533, мікросхему К555ТЛ3 – на К135ЛА3, але при цьому погіршується "крутість" фронтів імпульсу команди. Електролітичні конденсатори імпортного виробництва. Схема зібрана на платі з стеклотекстолита розміром 75х60 мм (мал. 5).

 

 

 

 

 

 

Налагодження. Правильно зібрана схема починає працювати відразу. Після перевірки правильності монтажу підключають налаштований шифратор до дешифратора. Подаючи по черзі команди резисторами r4, R6, R8, R10, налаштовують канали дешифратора. Включення світлодіодів Н1-Н2 полегшує процедуру наладки. При спрацьовуванні команди відповідний світлодіод світиться. Далі осцилографом контролюють імпульси відповідного каналу. Для першого каналу на висновках 12, 13 DD2.1 тривалості імпульсів повинні бути однакові, при цьому на виведення 11 DD2.1 має бути рівень лог. "0". При необхідності більш точно настройку повторюють резистором R4 і конденсатором С1. Решта каналів налаштовують ідентично.

Література

1. Проскурін А. А. Модульна апаратура радіоуправле-нія.М.: ДОСААФ СРСР, 1988.

2. Шило В. Л. Популярні цифрові мікросхеми.-М.: Радіо і зв'язок, 1989.

3. Миль Г. Моделі з дистанційним управленіем.-Л.: Судо-будова, 1984.