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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Proportionales Fernwirksystem. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funksteuerungsausrüstung Unser Magazin hat wiederholt über diskrete Fernwirktechnik gesprochen. Es arbeitet zuverlässig, sein Codierer und Decodierer sind einfach herzustellen und einzurichten, aber das diskrete System hat einen wesentlichen Nachteil – es erlaubt keine Implementierung komplexer Steueralgorithmen. Eine größere Flexibilität bietet das sogenannte Proportionalsystem. In diesem Artikel stellen wir den Lesern eine der Optionen vor. Wie üblich werden nur Encoder und Decoder beschrieben. Der Encoder verwendet das heute gebräuchlichste Pulsweiten-Codierverfahren mit Zeitmultiplexverfahren. Die durchschnittliche Dauer von Informationsimpulsen (ti = 2 ms) und Pausen zwischen ihnen (tp = 0,3 ms) unterscheidet sich nicht wesentlich davon. die in Industrieanlagen akzeptiert wird. Für eine sanftere Steuerung von Elektromotoren beträgt die Erhöhung der Dauer des Informationsimpulses (dt) in der äußersten Position der Steuerknöpfe jedoch ±1 ms, was mehr als allgemein akzeptiert ist. Um die Steuerung von Elektromotoren zu vereinfachen, wird die Periode T der Wiederholung von Informationspaketen konstant und gleich 16 ms gewählt. Am Ende jedes Informationspakets wird eine Pause gebildet, die zur Synchronisation des Empfängerverteilers notwendig ist. Beim Bewegen der Bedienknöpfe variiert die Dauer der Synchropause (tsp) von 3 bis 11 ms. Das schematische Diagramm des Encoders ist in Abb. 1 dargestellt. und Signale an einigen seiner Punkte - in Abb.2. Das untere Diagramm in Fig. 2 zeigt das Informationspaket für einen Befehlsübertragungszyklus in einem Vierkanalgerät.
Der Hauptknoten des Encoders ist ein Generator von Rechteckimpulsen. Es besteht aus einem Sourcefolger am Transistor VT3 und einem Schmitt-Trigger an den Elementen DD4.3, DD4.4. Der Generator enthält auch Widerstände R11–R14 und einen Decoder DD2.
Wenn der Strom eingeschaltet wird, wird am Ausgang des DD4.4-Elements ein Signal mit niedrigem Pegel gesetzt. Der Kondensator C2 wird durch einen offenen Transistor VT2 geladen, und der Kondensator C4 wird durch den fließenden Eingangsstrom des Elements DD4.3 durch den Widerstand R9 geladen. Da die Ladezeitkonstante des Kondensators C2 kleiner ist als die von C4, wird der Kondensator C2 bis zum Umschalten des Schmitt-Triggers in einen einzigen Zustand auf eine Spannung von etwa 5 V aufgeladen. Die Ladezeit des Kondensators C4 bestimmt die Pause zwischen Informationsimpulsen. Nach dem Schalten des Elements DD4.4 in einen einzigen Zustand schließt der Transistor VT2 und der Kondensator C2 beginnt, einen der Widerstände der vom Decoder DD2 ausgewählten Fernbedienung zu entladen. Die Spannung vom Kondensator C2 über den Sourcefolger VT3 und die Diode VD1 wird dem Schmitt-Trigger zugeführt. Wenn diese Spannung auf die Schaltschwelle abfällt, die durch die Position des Trimmerwiderstands R7 bestimmt wird, schaltet der Trigger in den Nullzustand - ein Informationsimpuls wird gebildet. Der Zustand des Decoders DD2 wird durch die Signale bestimmt, die vom Zähler an den Triggern DD1.1 und DD1.2 kommen. Der Zähler schaltet zum Zeitpunkt des Abfalls jedes Informationsimpulses und verbindet abwechselnd die Widerstände R11-R14 mit dem Generator. Wenn die invertierten Ausgänge der Trigger DD1.1. DD1.2 wird das Signal 1 sein, dann erscheint ein Signal mit niedrigem Pegel am Ausgang des Elements DD3, das den Betrieb des Schmitt-Triggers verhindert. In diesem Zeitintervall wird eine Synchropause gebildet. Wiederum wird der Generator durch einen Impuls von einem Taktgenerator gestartet, der auf einem Transistor VT1 und den Elementen DD4.1 und DD4.2 aufgebaut ist. Der Codierer wird von einem Spannungsregler gespeist, der aus den Transistoren VT4, VT5 und einer Zenerdiode VD2 besteht. Durch die Verwendung dieses Stabilisators konnte die Stabilität der gesamten Vorrichtung erhöht werden. Der Encoder ist betriebsbereit, wenn die Spannung von 7 auf 15 V wechselt. Die Stromaufnahme des Geräts beträgt 10 ... 11 mA. Anstelle der im Diagramm angedeuteten Bipolartransistoren können beliebige Silizium-Low-Power-Transistoren entsprechender Struktur verwendet werden. Der Transistor KP303G kann durch KP303D, KP303E ersetzt werden. Anstelle von KP303A können Sie jeden Transistor dieser Serie mit einer Grenzspannung von nicht mehr als 1,5 V verwenden. Diode VD1 - beliebiges Germanium. Der K134LA2-Chip kann durch einen Chip der K106- oder K136-Serie ersetzt werden. Das Ersetzen der restlichen Chips ist unerwünscht, da dies dazu führt, dass der Encoder neu berechnet werden muss. Die Kondensatoren C1 und C2 müssen Papier, Metallpapier oder Folie sein, da die Stabilität des Encoders davon abhängt: C3 - K50-3. Thermistor MMT-1 (RK1) kann durch KMT-12, MMT-9 ersetzt werden. Widerstände R11-R14 - SP-1. Ihr Widerstand kann zwischen 68 und 150 kOhm liegen, aber wenn die vollen Drehwinkel aller Drehknöpfe gleich gewählt werden, sollten die Werte aller Widerstände gleich sein. Die in der Abbildung nicht dargestellten Eingänge des DD3-Chips (Pins 3, 5, 8, 9, Abb. 1) müssen mit einem der angeschlossenen Eingänge verbunden werden. Vor dem Einrichten des Encoders muss der Anfangswiderstand (Rini) der Konsolenwiderstände eingestellt werden. Dieser Widerstand wird durch die Formel bestimmt:
wobei R der Nennwiderstand des Konsolenwiderstands ist, a der volle Drehwinkel des Motors ist, da der Drehwinkel des Motors ist, wenn der Steuerknopf von der Neutralstellung in eine der äußersten Positionen bewegt wird. Für einen Widerstand SP-1 (a=255°) mit einem Widerstand von 100 kOhm bei da gleich 45° sollte der Anfangswiderstand 35 kOhm betragen. Der Widerstand R3 ist so gewählt, dass der Taktzyklus 16 ms beträgt. Wenn die Dauer des negativen Taktimpulses von 4 ± 0.5 ms abweicht. Es ist notwendig, ihn durch Auswahl eines Widerstands R2 innerhalb der angegebenen Grenzen einzustellen. Danach wird ein Oszilloskop an den Ausgang des Encoders angeschlossen und durch Drehen des Abstimmwiderstands R7 die Erzeugung von Informationspaketen erreicht. Der Widerstand R7 wird auf eine Position eingestellt, bei der die Dauer jedes Informationsimpulses bei der neutralen Position der Steuerknöpfe 2 ms beträgt. Funksteuerungsgeräte müssen über einen weiten Temperaturbereich stabil arbeiten, daher ist die richtige Wahl des Widerstands R8 ein wichtiger letzter Schritt bei der Einrichtung eines Encoders. Zunächst werden anstelle der Widerstände R1–R14 konstante Widerstände gleich Rini mit dem Codierer verbunden. Dann wird die Encoderplatine zusammen mit einem Referenzthermometer mit mehreren Lagen Stoff (zur Wärmedämmung) umwickelt, damit die Strom- und Ausgangsleiter frei sind, und für eine Stunde in das Gefrierfach des Kühlschranks gelegt. Danach wird die Platine entfernt und ohne Aufklappen an eine Stromquelle und ein Oszilloskop angeschlossen. Wenn das Thermometer 5 ... 10 ° C anzeigt, wird die Dauer eines beliebigen Informationsimpulses gemessen. Dann wird die Platte, ohne sie aufzufalten, langsam erwärmt (z. B. in ein Heizkissen gewickelt). Bei einer Temperatur von 45 ... 50 "C wird die Dauer desselben Impulses erneut gemessen. Wenn die Dauerdifferenz zwischen kaltem und erwärmtem Geber 0,1 ms überschreitet, muss der Widerstandswert des Widerstands R8 um etwa 100 erhöht werden Ohm pro 0,1 ms Unterschied Wenn der Impuls der beheizten Platine kürzer wird, muss der Widerstandswert des Widerstands im gleichen Verhältnis verringert werden. Im Empfänger wird das Signal vom Ausgang des Detektors dem Eingang des Verteilers zugeführt, der das Informationspaket in vier getrennte Kanalimpulse aufteilt, die ihren Decodierern zugeführt werden. Das schematische Diagramm des Verteilers ist in Abb. 3 dargestellt. 1.1. Verstärkt durch das DD1.2-Element und auf die TTL-Pegel gebracht durch das DD1.4-Element tritt das Informationspaket in den Selektor ein, der die Sync-Pausen (DD1. VD1, C1.3) auswählt, und durch den Inverter DD2.1 zu den Eingang des Zählers (DD1, 02.2) 3). und weiter zu den Decoder-Demultiplexern DD4, DD0. Da die vom Empfänger empfangenen Informationsimpulse einen Pegel von 1.4 haben, ist der Ausgang des DD1-Elements Pegel 1. Der gleiche Pegel bleibt in der Pause zwischen den Impulsen, da die Pause nicht lang genug ist, um den Kondensator aufzuladen C1.4 auf einen hohen Pegel und ändern den Zustand des DD2.1-Elements .vier. Der Zähler DD2.2, DDXNUMX ändert seinen Zustand beim Abfallen jedes Informationsimpulses, wodurch sie abwechselnd zu jedem Ausgang des Decoder-Demultiplexers gelangen können.
Nach 1 ms nach Beginn der Synchropause ist der Kondensator C1 auf die Schaltspannung des Elements DD1.4 aufgeladen. An seinem Ausgang wird ein Low-Pegel gesetzt und bewirkt, dass DD2.1, DD2.2 in den Zustand 0 wechseln, was der Auswahl des ersten Kanals entspricht. Wenn das nächste Informationspaket ankommt, schaltet das DD1.4-Element in einen einzelnen Zustand und der Impulsverteilungsprozess wird wiederholt. Der Einstellverteiler benötigt keine und beginnt sofort zu arbeiten. Nur beim Anschließen an den Empfänger muss möglicherweise der Widerstand R1 ausgewählt werden. Es wird ausgewählt, um einen stabilen Betrieb des Verteilers mit der größten Änderung der Amplitude der Signale vom Empfänger zu erreichen. Negative Informationsimpulse von den Verteilerausgängen werden vier identischen Kanaldecodern zugeführt. Auf Abb. 4 zeigt ein Diagramm von einem von ihnen, und die Signale an seinen charakteristischen Punkten sind in 5 gezeigt. XNUMX.
Ein negativ pulsweitenmodulierter Informationsimpuls, der durch die Repeater DD1.1, DD1.2 und die Differenzierschaltung C1R2 läuft, startet einen einzelnen Vibrator (VT1, DD1.3, VD1), der einen negativen Beispielimpuls von der Dauer erzeugt was durch die Formel bestimmt wird:
wo Ucontrol - Spannung an der Eingangssteuerung. Decoder. Dem Koinzidenzknoten DD2.1, DD2.2 werden negative Informationen und positive beispielhafte Impulse zugeführt. Empfangen Sie auf dem gleichen Knoten nur auf den Elementen DD3.1, DD3.2 positive Informationen und negative beispielhafte Impulse. Wenn der Informationsimpuls länger als der beispielhafte ist. dann erscheint am Ausgang des Moments DD3.2 ein positiver Differenzimpuls und umgekehrt - am Ausgang des Elements DD2.2 (siehe Fig. 5, das Signal am Ausgang der Elemente DD3.2 und DD2.2 .XNUMX). Die Differenzimpulse der Koinzidenzknoten gelangen zu zwei identischen Impulsverlängerungsgeräten. Der erste besteht aus einem Integrator (C3, R5, VD4, R4), einem Emitterfolger (VT2) und einem Schmitt-Trigger (DD2.3. DD2.4), und der zweite besteht aus einem Integrator (C4, R11, VD6, R10), einem Emitterfolger (VT3) und einem Schmitt-Trigger (DD3.3, DD3.4). Da die Zeitkonstante zum Laden der Kondensatoren C3. C4 ist viel kürzer als die Entladezeit, dann werden am Ausgang der Schmitt-Trigger positive Impulse gebildet, deren Dauer proportional zur Dauer der Differenzimpulse ist. Die Dauer der positiven Impulse ist 16...40-mal länger als die Dauer der Differenzimpulse. Der Spannungsstabilisator (VT1, VT2, VB2, C2) dient zur Versorgung des Verteilers und aller Decoder (siehe Abb. 3). Der Verteiler und jeder der Decoder nehmen einen Strom von maximal 6 mA auf. Die Decodertransistoren und der Spannungsreglertransistor VT1 können beliebiges Silizium sein. Der Transistor KP303G im Stabilisator kann durch KP303D ersetzt werden. Mikroschaltungen KP303E und K134LB2 im Verteiler - auf K106LB2. Zum Aufbau eines Decoders wird ein Generator benötigt, der Impulse mit einer Dauer von 1 ... 3 ms und einer Wiederholperiode von 16 ms erzeugt. Wenn kein solcher Generator vorhanden ist, können Sie einen Encoder verwenden, indem Sie einen Verteiler daran anschließen. Das Signal des Encoders wird dem Eingang des Verteilerelements DD1.2 zugeführt, und der Ausgang 1 des Elements DD1.1 wird vorübergehend deaktiviert. Der Decoder-Einzelvibrator wird auf die Spannung am Steuereingang abgestimmt. 2,2 V. An den Signaleingang werden negative Impulse angelegt, und der Widerstand R3 wird so gewählt, dass die Dauer des negativen Impulses am Ausgang des Elements DD1.3 2 ms beträgt. Wenn der Decoder den Motor für eine bestimmte Zeit einschalten soll, werden anstelle der Widerstände R5, R11 Brücken installiert. Impulse mit einer Dauer von 2,3 ms werden an den Decoder angelegt (am Ausgang des DD3.2-Elements erscheint ein Differenzimpuls mit einer Dauer von 0,3 ms) und der Widerstand R10 wird so ausgewählt, dass die Dauer der Impulse am Ausgang von das DD3.4-Element beträgt 12 ... 15 ms. Dann wird die Dauer der Eingangsimpulse auf 1,7 ms (Differenzimpuls 0,3 ns) reduziert und der Widerstand R4 so gewählt, dass der Ausgang des DD2.4-Elements Impulse mit einer Dauer von 12 ... 15 ms aufweist. Wenn der Decoder verwendet wird, um die Geschwindigkeit des Motors zu steuern. dann auf die Eingabe ex. außerdem muss eine Spannung von 2,2 V angelegt werden, und die Dauer der Ausgangsimpulse muss 2,8 ms betragen. Der Widerstand R11 wird so gewählt, dass der Kondensator C4 auf eine Spannung von 2,5 V aufgeladen wird. Der Widerstand R10 wird so gewählt, dass die Impulsdauer am Ausgang des Elements DD3.4 etwa 15 ms beträgt. Die Widerstände R4, R5 werden auf die gleiche Weise wie R10, R11 ausgewählt, jedoch müssen Impulse mit einer Dauer von 1,2 ms an den Eingang des Decoders angelegt werden. Der Verteiler kann mit jedem Empfängertyp arbeiten. Informationsimpulse am Ausgang des Empfängers müssen negativ sein mit einer Amplitude von mehr als 1 V. Der Ausgang des Empfängers muss geschlossen sein oder ein Ausgangssignal in TTL-Pegel haben. Literatur
Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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