Радиоуправление на RF модулях

Работа системы радиоуправления основана на передаче команды от оператора к объекту управления. Код команды, набранной оператором на пульте управления, преобразуется в последовательность электрических импульсов, а затем при помощи модуляции (фазовой, амплитудной, частотной и т.д.) в радиосигнал.

Для повышения надёжности радиоуправления применяют различные помехоустойчивые коды, а также контроль по методу обратного канала, когда от объекта к пульту управления передаются сигналы, подтверждающие приём и исполнение команды. В некоторых системах управление производится непрерывно, при помощи автоматически получаемого сигнала рассогласования между заданным и истинным положениями объекта управления.

Радиоуправление получило распространение в системах автоматики, в авиа и ракетостроении, робототехнике. А в настоящее время применяется для управления бытовой техникой и приборами («умный дом»).

При радиоуправления различными устройствами может быть использована аппаратура как дискретного так и пропорционального действия. Основное их отличие заключается в том, что аппаратура пропорционального действия позволяет по командам оператора плавно изменять скорость двигателя, отклонять руль модели на требуемый угол, в отличии от аппаратуры с дискретным действием. Схемотехническое исполнение аппаратуры может быть выполнено:

аналоговая система, основанная на частотном кодировании сигнала и декодирующая принимаемый сигнал при помощи LC-контуров или активных RC-фильтров;
цифровая система, основанная на передаче и приеме цифрового сигнала, организованного в виде последовательного цифрового кода.

В данной статье будет рассматриваться аналоговая система дискретного действия, так как она полностью справляется с возложенной на нее функцией. В этой статье описывается относительно несложная схема радиоуправления моделями и ее радиоканал с амплитудной манипуляцией.

Передатчик c приемником, который используется в радиоуправлении – это готовый RF-модуль на 433 МГц.

Сначала рассмотрим непосредственно передатчик.

Структурно он состоит из амплитудного манипулятора (С1, С2, R1-R3, IC1), передатчика (RF-модуль 433МГц), блока питания на гасящем конденсаторе (С3-С5, VD1-VD5, R4,R5).

Амплитудный манипулятор собран на основе таймера NE555 работающего в режиме генератора прямоугольных импульсов. Частоту генерации можно изменять при помощи подстроечного резистора R2. Примечание С1 — должен быть пленочным, так как изменение его емкости приведет к уходу частоты генерации.

Блок питания обеспечивает напряжение 9В и ток около 20мА. Примечание: данный блок питания не безопасен с точки зрения электробезопасности. Поэтому будьте ОСТОРОЖНЫ!

Пришло время рассмотреть приемник.

Он состоит из приемника (RF — модуль 433мГц), активного фильтра (R10-R14, C11, C12, DA1.1), компаратора (VD1, R15-R19, C13, DA1.2), электронного ключа (R20, R21, VT3, K1), блока питания на гасящем конденсаторе (C14, VD2, VD3, R1, C15).

Блок питания обеспечивает напряжение 12В и 5В с током около 20мА.

Принцип действия

С выхода RF-модуля «кодированный» сигнал поступает на вход активного фильтра, где из него выделяется частота равная частоте квазирезонанса 2,1-2,3кГц. При этом на выходе фильтра появляется сигнал данной частоты. Сигнал выпрямляется и поступает на вход компаратора. Это приводит к его опрокидыванию и включению реле. В случае если «кодированный» сигнал поступающий на вход активного фильтра, не содержит частоты равной частоте квазирезонанса 2,1-2,3кГц, тогда компаратор будет в «нулевом» состоянии и реле будет отключено.

Настройка радиоуправления

Приемник при правильно собранной схеме начинает работать сразу. Единственное необходимо проверить наличие напряжений 12В на реле и 5В на выходе стабилизатора напряжения. В передатчике необходимо проверить наличие напряжения 9В на электролитическом конденсаторе (С4). И произвести настройку генератора на частоту квазирезонанса активного фильтра приемника. Для этого необходимо к 5 ножке DA1 приемника подключить вольтметр постоянного тока и вращая движок подстроечного резистора на передатчике добиться максимального напряжения (оно будет максимальным при частоте 2,1-2,3кГц).

Фото устройства: