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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Système de radiocommande numérique avec codage de fréquence. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Équipement de radiocommande

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Le type le plus courant de systèmes de commande radio pour les modèles réduits sont les systèmes construits sur le principe du codage de fréquence. Dans un tel système, chaque commande correspond à une fréquence strictement définie du signal modulant. L'encodeur d'un tel système est un multivibrateur dont la fréquence est modifiée à l'aide de plusieurs boutons de commande ou à l'aide d'une résistance variable. Le décodeur se compose généralement d'un ensemble de filtres RC ou LC (presque comme dans une installation musicale en couleur), qui sélectionnent les signaux de commande et les dirigent vers des commutateurs électroniques qui contrôlent les charges. Le système décrit dans cet article est construit sur un principe similaire (chaque commande correspond à une certaine fréquence de modulation), mais le rôle du décodeur y est joué par une sorte de fréquencemètre numérique simplifié. Un système de codage construit sur ce principe est décrit en détail dans L.1.

Le diagramme schématique de la console émettrice est illustré à la figure 1. L'émetteur lui-même est construit à l'aide d'un circuit à un étage utilisant un transistor VT2. Le circuit oscillant L1C6 inclus dans son circuit collecteur est accordé sur la fréquence porteuse. La fréquence porteuse est déterminée par la fréquence de résonance du cristal Q1 (dans ce cas 27,12 MHz). La fréquence de résonance de Q1 doit être égale à la fréquence porteuse ou être la moitié de celle-ci ; dans le premier cas, le générateur sur VT2 fonctionne sur l'harmonique fondamentale du résonateur, et dans le second sur sa deuxième harmonique. Par exemple, pour une fréquence porteuse de 27 MHz, vous pouvez prendre un résonateur de 27 MHz ou 13,5 MHz.

Système de radiocommande numérique avec codage de fréquence
Ris.1

L'émetteur est mono-étage, le transistor VT2 joue à la fois le rôle d'oscillateur maître et d'amplificateur de puissance. La tension alternative RF du collecteur VT2 est fournie via le condensateur de découplage C7 et la bobine d'adaptation d'extension L2 à l'antenne W1, dont le rôle est joué par une « moustache » d'une ancienne antenne de télévision télescopique. La longueur de la « moustache » lorsqu’elle est étendue est d’environ 1 mètre.

Le modulateur d'amplitude est réalisé sur le transistor VT1. Ce transistor est connecté au circuit d'alimentation de l'émetteur. La tension de polarisation à sa base est fixée par la résistance R3 de telle sorte qu'en l'absence de tension alternative de modulation à la base de VT1, elle soit dans un état presque ouvert. Dans ce cas, environ 3/4 de la tension d'alimentation est fournie au transmetteur. Lorsqu'une tension alternative est fournie à la base VT1 par l'encodeur, elle commence soit à s'ouvrir plus fortement, soit à se fermer partiellement. Dans ce cas, la tension d'alimentation de l'émetteur change en conséquence, et par conséquent la puissance de son rayonnement. De cette manière, une modulation d'amplitude du signal haute fréquence entrant dans l'antenne est réalisée.

L'encodeur est réalisé sur la puce D1. Il s'agit d'un multivibrateur dont la fréquence dépend de la capacité C1 et de la résistance de la résistance connectée entre l'entrée et la sortie de l'élément D1.1. À l'aide de sept résistances d'ajustement R6-R14 et de sept boutons S1-S7, vous pouvez définir sept fréquences différentes allant de 500 à 3000 XNUMX Hz. Ces fréquences coderont sept commandes différentes qui pourront être transmises à l’aide de la télécommande émettrice.

La télécommande émettrice est alimentée par une pile 9V composée de six piles de type A332 ou de deux piles « plates ».

Le récepteur est constitué d'un chemin de réception sur le microcircuit K174XA2 et d'un décodeur construit selon un circuit fréquencemètre simplifié. Le chemin de réception est entièrement emprunté à L2. Le schéma de principe du chemin de réception est illustré à la figure 2. Il est construit sur un microcircuit multifonctionnel A1 - K174XA2 selon un circuit standard simplifié.

Système de radiocommande numérique avec codage de fréquence
Ris.2

Le signal de l'antenne W1, dont le rôle est joué par un mince rayon en acier d'environ 0,5 mètre de long, entre dans le circuit d'entrée L1C2. Le circuit est accordé sur la fréquence porteuse de l'émetteur. Le signal sélectionné via la bobine de couplage L2 est fourni à l'entrée symétrique de l'amplificateur RF du mélangeur équilibré de la puce A1. Un oscillateur local est également inclus dans le microcircuit. Le schéma de câblage de l'oscillateur local diffère du schéma standard par la présence d'un résonateur à quartz Q1 dans le circuit de rétroaction, qui stabilise la fréquence de l'oscillateur local. A la sortie de l'oscillateur local, le circuit L3C4 est activé, réglé sur la fréquence de l'oscillateur local. Dans ce cas, l'oscillateur local utilise un résonateur à quartz à 26,655 MHz (en tenant compte de la fréquence intermédiaire de 465 kHz et de la fréquence porteuse de 27,12 MHz). Mais dans ce circuit, vous pouvez également utiliser des résonateurs à d'autres fréquences, en tenant compte d'autres fréquences porteuses et intermédiaires, par exemple, avec une fréquence porteuse de 27 MHz (si le résonateur de l'émetteur est à 13,5 MHz), vous pouvez utiliser le résonateur dans le récepteur à 13,2 MHz, alors la fréquence de l'oscillateur local sera égale à 26,4 MHz et la fréquence intermédiaire est de 600 kHz. Mais dans ce cas, il faut reconstruire les circuits L4C6 et L6C8 d'une FI de 465 kHz à une FI de 600 kHz.

Le signal de fréquence intermédiaire est isolé sur la broche 15 A1 et entre dans le circuit L4C6, configuré sur IF = 465 kHz. Il n'y a pas de filtre piézocéramique dans ce circuit. D'une part, cela affecte négativement la sélectivité du chemin dans le canal adjacent, mais d'autre part, une sensibilité plus élevée est assurée en raison de l'absence de pertes dans le filtre, et il est possible de sélectionner n'importe quelle FI dans la plage de 300-1000 kHz, selon les résonateurs à quartz disponibles. Si nécessaire, vous pouvez toujours introduire un filtre piézocéramique de 465 kHz dans le circuit en remplaçant le condensateur C7 par celui-ci. Dans tous les cas, la sélectivité des canaux adjacents d'un tel chemin de réception est bien supérieure à celle des récepteurs super-régénératifs classiques utilisés pour les systèmes de radiocommande.

Grâce au condensateur C7, la tension FI sélectionnée est fournie, via les broches 11 et 12 de A1, à l'entrée de l'amplificateur FI du microcircuit. A la sortie de l'amplificateur (broche 7), le circuit prédétecteur L6 C8 est activé, réglé, comme L4 C6, sur une fréquence intermédiaire (en l'occurrence 465 kHz). Le détecteur est réalisé à l'aide d'un circuit demi-onde utilisant une diode au germanium VD1. Une tension basse fréquence, d'une amplitude d'environ 100 mV, est libérée sur le condensateur C10 et va à la sortie du trajet radio. De plus, cette tension est intégrée par le circuit R4 SI pour obtenir une tension AGC constante, qui est fournie à la broche 9 de la puce A1. Le deuxième circuit AGC (broche 10) du microcircuit K174XA2 n'est pas utilisé dans ce circuit, par souci de simplicité.

La portée de communication fiable entre l'émetteur et le chemin de réception est d'environ 300 à 500 mètres dans la zone de visibilité directe. Au-dessus de l'eau, la portée de communication augmente encore plus. En présence de sources d'interférences aussi puissantes que des moteurs à collecteur connectés sans filtres LC, la portée en visibilité directe est réduite à 100-200 mètres, en fonction du niveau d'interférence.

Il est conseillé d'enfermer la carte du chemin de réception radio dans un écran en laiton ou en étain.

La tension d'alimentation du chemin de réception est de 6-9 V. Comme source d'alimentation, vous pouvez utiliser une batterie « Krona » ou une batterie composée de piles disques ou de cellules galvaniques individuelles de type A316. La même batterie est utilisée pour alimenter la partie numérique du décodeur.

Le diagramme schématique d'un décodeur numérique est présenté à la figure 3.

Système de radiocommande numérique avec codage de fréquence
Fig.3 (cliquez pour agrandir)

La tension alternative de la sortie du chemin de réception est fournie à l'amplificateur limiteur de l'amplificateur opérationnel A1. La tension est convertie en impulsions de forme arbitraire, puis va au déclencheur de Schmidt sur les éléments 01.3 et D1.4, qui donnent à ce signal la forme finale d'impulsions logiques MOS rectangulaires. Le déclencheur Schmidt est contrôlé, il fonctionne lorsqu'un zéro logique est appliqué à la broche 9 de D1.4 et devient insensible aux impulsions d'entrée lorsqu'une unité est reçue sur cette broche. Ainsi, en modifiant le niveau à la broche 9 de D1.4, vous pouvez contrôler le passage des impulsions vers l'entrée du compteur D3. Le compteur D3 est utilisé pour compter le nombre d'impulsions reçues à l'entrée du décodeur pendant la période de mesure. L'intervalle de temps de mesure est réglé à l'aide d'un multivibrateur sur D1.1 et D1.2 et d'un compteur D2. Supposons que, dans l'état initial, l'élément D1.4 soit ouvert et que les impulsions soient comptées par le compteur D3. A ce moment, la sortie D2 sera le zéro logique. L'entrée de comptage D3 reçoit en permanence des impulsions du multivibrateur sur D1.1 et D1.2. Dès que D2 compte jusqu'à 32, on apparaît à sa sortie. Cette unité est alimentée simultanément à la broche D1.4 et à la broche 6 du registre D4. le flux d'impulsions vers l'entrée D3 s'arrête et le code des sorties du compteur D3 est transféré dans la mémoire du registre D4. Cela dure un demi-cycle d'impulsions à la sortie du multivibrateur, jusqu'à ce que la sortie D1.1 soit au zéro logique. Ensuite, l’état de cette sortie passe à un. Cela conduit au fait que les deux diodes VD1 et VD2 sont fermées. Au point de leur connexion avec R8, une seule impulsion se produit, qui met les deux compteurs D2 et D3 à la position zéro. Après cela, D1.4 s'ouvre et une nouvelle période de comptage des impulsions d'entrée commence.

Ainsi, à chaque instant, le code du résultat de la dernière mesure de la fréquence d'entrée sera stocké dans le registre D4. Si la fréquence ne change pas, ce code, mis à jour périodiquement, restera le même. Si la fréquence change, alors après un temps égal à 32 périodes d'impulsions à la sortie du multivibrateur sur D1.3 et D1.4, le code stocké dans le registre changera également. Le décodeur D5 est utilisé pour convertir ce code en une forme décimale plus accessible.

Pour déterminer la fréquence, seuls les trois derniers chiffres les plus significatifs du compteur D3 sont utilisés, et il s'avère que les sept premières impulsions d'entrée ne sont en aucun cas prises en compte. Ce « grossissement » de la mesure de fréquence a été effectué intentionnellement afin d'éliminer les erreurs dues au désalignement de la température des multivibrateurs du codeur et du décodeur, ainsi que de toutes sortes d'interférences et d'interférences.

Le décodeur est alimenté par la même source que le chemin de réception avec une tension de 6...9 V. L'inductance L1 sert à réduire les interférences des actionneurs. Les actionneurs doivent être contrôlés par des commutateurs à transistors conçus pour fournir des unités logiques de logique MOS à leurs entrées.

Toutes les pièces (à l'exception des commutateurs à transistors) sont montées sur trois circuits imprimés. Sur une carte se trouvent toutes les pièces de la télécommande émettrice (à l'exception de l'antenne, des boutons et de l'alimentation), sur la deuxième carte se trouve le chemin de réception radio et sur la troisième se trouve le décodeur. L'installation est réalisée sur des circuits imprimés simple face. La carte décodeur est réalisée de manière compacte et, en raison de l'impossibilité d'appliquer des traces fines, une partie importante des connexions y est réalisée avec des fils de montage fins.

La console émettrice utilise des résistances d'accord du type RP-1-63 ou autres similaires. Les boutons sont constitués d'un ensemble d'interrupteurs P2-K composé de sept modules, dans lesquels la plaque de fixation dépendante a été retirée (afin que les boutons ne soient pas fixés en position enfoncée). Le microcircuit K176LE5 peut être remplacé par K176LA7, K561LE5, K561LA7. Le transistor KT608 peut être remplacé par KT603, KT630. Transistor KT815 - sur KT817, KT801. La manière dont un résonateur à quartz est sélectionné est décrite ci-dessus. Pour enrouler les bobines émettrices L1 et L2, des cadres avec des noyaux de réglage issus des circuits de décodeur couleur des téléviseurs 3USTST sont utilisés, mais sans écrans. La bobine L1 contient 12 tours et L2 - 22 tours et est enroulée avec du fil PEV 0,31.

Les bobines de contour du chemin de réception sont enroulées sur les mêmes châssis, mais avec des écrans. Les écrans sont indiqués sur le schéma électrique en pointillés. Les bobines L1 et L3 contiennent chacune 9 tours. L2 contient 3 tours enroulés au-dessus de L1. Fil - PEV 0,31. Les bobines L4 et L6, par rapport à une fréquence intermédiaire de 465 kHz, contiennent chacune 120 tours de fil PEV 0,12, enroulé tour à tour en deux couches. La bobine L5 est enroulée au dessus de L4, elle contient 10 tours de PEV 0,12.

Dans le décodeur, l'amplificateur opérationnel K554UD2A peut être remplacé par K554UD2B ou K140UD6, K140UD7. Le microcircuit K176LE5 peut être remplacé par K561LE5. Les compteurs K176IE1 n'ont pas de remplacement direct, mais si nécessaire, chaque microcircuit K176IE1 peut être remplacé par un K561IE10 en connectant les deux compteurs du microcircuit K561IE10 en série, afin d'avoir des sorties avec des coefficients de pondération de 16 et 32. Le registre K561IR9 peut être remplacé par un K176IR9, ou en changeant le câblage par un K176IRZ ou par le microcircuit K561IE11, en l'allumant uniquement en mode prédéfini, mais pour enregistrer des informations, vous devrez compléter le circuit par un circuit RC qui forme une courte écriture impulsion sur sa broche 1. Le décodeur K176ID1 peut être remplacé par un démultiplexeur K561ID1 ou K561KP2, dans la connexion appropriée.

La self d'antiparasitage L1 est enroulée sur un anneau de ferrite d'un diamètre de 17-23 mm et contient 300 tours de fil PEV 0,12.

La configuration doit commencer par la console de transmission (Figure 1). Après avoir débranché l'une des bornes de la résistance R4, sélectionner la résistance R3 pour que la tension à l'émetteur du transistor VT1 soit approximativement égale aux 3/4 de la tension d'alimentation. Ensuite, procédez à la configuration de l'émetteur. Connectez-y l’antenne entièrement déployée. Pour surveiller le rayonnement de l'émetteur, il est pratique d'utiliser un oscilloscope de type S1-65A, à l'entrée duquel, au lieu d'un câble avec des sondes, connectez une bobine volumétrique de fil de bobinage d'un diamètre de 0,5 à 1 mm. La bobine doit avoir un diamètre d'environ 50 à 70 mm et un nombre de tours de 3 à 5. Connectez une borne de la bobine à la borne de terre de l'oscilloscope et insérez la deuxième borne dans le trou central de son connecteur d'entrée. Placez l'émetteur avec l'antenne à une distance d'environ 0,5 mètre de la bobine de l'oscilloscope et « captez » le signal de l'émetteur avec l'oscilloscope. En ajustant successivement les bobines L1 et L2, ainsi que le condensateur C6, s'assurer que le signal sinusoïdal correct de la fréquence fondamentale (par erreur, l'émetteur peut être réglé sur une harmonique) de plus grande amplitude apparaisse sur l'écran de l'oscilloscope. Reconnectez ensuite R4 et vérifiez la modulation d'amplitude.

Appuyez sur l'un des boutons S1-S7 et réglez la résistance d'ajustement correspondante sur la position de résistance maximale. La fréquence d'impulsion sur la broche 10 D1 doit être d'environ 500 Hz ; réglez cette fréquence en sélectionnant la valeur de C1.

Configurez le chemin de réception selon la méthode généralement acceptée (réglage des circuits IF, réglage des circuits d'entrée et hétérodynes).

Configurez le décodeur (Figure 3) avec le chemin de réception configuré qui y est connecté et en utilisant le signal de l'émetteur. Allumez l'émetteur, il émettra un signal modulé en amplitude, qui sera reçu par le chemin de réception. En sélectionnant la valeur de R1, obtenez l'apparition d'impulsions rectangulaires correctes à la sortie de D1.4 (avec zéro à la broche 9 de D1.4). Ensuite (Figure 1), appuyez sur le premier bouton de commande S1 et réglez le curseur de la résistance R6 sur une position proche de la position de résistance maximale et fermez le bouton S1 avec un cavalier. Maintenant (Figure 3), sélectionnez une résistance R9 telle que la broche 14 de D5 en aura une.

Ensuite, ouvrez S1 et fermez séquentiellement les autres boutons, ajustez leurs résistances de sorte que les sorties correspondantes du décodeur soient une.

À ce stade, la mise en place du système de radiocommande peut être considérée comme terminée.

littérature

1. Kozhanovsky S D. Système de codage de fréquence, Radioconstructor 11-99. pp.28-29.
2. Karavkin V. Station de radio SV simple avec modulation d'amplitude, Radioconstructor 01-2001, pp.

Auteur : Karavshi V. ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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