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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Système de télécommande proportionnelle. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Équipement de radiocommande Notre magazine a parlé à plusieurs reprises d'équipements de téléconduite discrets. Son fonctionnement est fiable, son codeur et son décodeur sont faciles à fabriquer et à configurer, mais le système discret présente un inconvénient important: il ne permet pas la mise en œuvre d'algorithmes de contrôle complexes. Une plus grande flexibilité peut être apportée par le système dit proportionnel. Dans cet article, nous présentons aux lecteurs l'une de ses options. Comme d'habitude, seuls l'encodeur et le décodeur sont décrits. Le codeur utilise la méthode de codage par largeur d'impulsion la plus courante avec multiplexage temporel. La durée moyenne des impulsions d'information (ti = 2 ms) et des pauses entre elles (tp = 0,3 ms) n'est pas très différente de cela. qui est accepté dans les équipements industriels. Cependant, pour une commande plus fluide des moteurs électriques, l'incrément de la durée de l'impulsion d'information (dt) dans la position extrême des boutons de commande est de ± 1 ms, ce qui est plus que généralement admis. Pour simplifier la commande des moteurs électriques, la période T de répétition des paquets d'informations est choisie constante et égale à 16 ms. A la fin de chaque paquet d'informations, une pause est formée, nécessaire à la synchronisation du répartiteur récepteur. Lors du déplacement des boutons de commande, la durée de la synchropause (tsp) varie de 3 à 11 ms. Le schéma de principe du codeur est illustré à la Fig.1. et des signaux à certains de ses points - dans la Fig.2. Le schéma inférieur de la Fig. 2 montre le paquet d'informations pour un cycle de transmission de commande dans un équipement à quatre canaux.
Le nœud principal du codeur est un générateur d'impulsions rectangulaires. Il est constitué d'un suiveur de source sur le transistor VT3 et d'un trigger de Schmitt sur les éléments DD4.3, DD4.4. Le générateur comprend également des résistances R11-R14 et un décodeur DD2.
Lors de la mise sous tension, un signal de niveau bas est défini à la sortie de l'élément DD4.4. Le condensateur C2 sera chargé via un transistor ouvert VT2 et le condensateur C4 sera chargé par le courant d'entrée circulant de l'élément DD4.3 à travers la résistance R9. Étant donné que la constante de temps de charge du condensateur C2 est inférieure à celle de C4, alors au moment où le déclencheur de Schmitt passe à un seul état, le condensateur C2 sera chargé à une tension d'environ 5 V. Le temps de charge du condensateur C4 détermine la pause entre les impulsions d'information. Après avoir commuté l'élément DD4.4 dans un état unique, le transistor VT2 se ferme et le condensateur C2 commence à décharger l'une des résistances de la télécommande sélectionnée par le décodeur DD2. La tension du condensateur C2 à travers le suiveur de source VT3 et la diode VD1 est fournie au déclencheur de Schmitt. Lorsque cette tension diminue jusqu'au seuil de commutation, déterminé par la position de la résistance ajustable R7, la gâchette passe à l'état zéro - une impulsion d'information est formée. L'état du décodeur DD2 est déterminé par les signaux issus du compteur sur les triggers DD1.1 et DD1.2. Le compteur commute au moment du déclin de chaque impulsion d'information et relie alternativement les résistances R11-R14 au générateur. Lorsqu'il est sur les sorties inversées des déclencheurs DD1.1. DD1.2 sera le signal 1, puis un signal de niveau bas apparaîtra à la sortie de l'élément DD3, interdisant le fonctionnement du trigger de Schmitt. Dans cet intervalle de temps, une synchropause se forme. A nouveau, le générateur sera démarré par une impulsion provenant d'un générateur d'horloge monté sur un transistor VT1 et des éléments DD4.1 et DD4.2. Le codeur est alimenté par un régulateur de tension réalisé sur les transistors VT4, VT5 et une diode zener VD2. L'utilisation de ce stabilisateur a permis d'augmenter la stabilité de l'ensemble de l'appareil. L'encodeur est opérationnel lorsque la tension passe de 7 à 15 V. Le courant consommé par l'appareil est de 10 ... 11 mA. Au lieu des transistors bipolaires indiqués sur le schéma, n'importe quels transistors en silicium de faible puissance de structure appropriée peuvent être utilisés. Le transistor KP303G peut être remplacé par KP303D, KP303E. Au lieu de KP303A, vous pouvez utiliser n'importe quel transistor de cette série avec une tension de coupure ne dépassant pas 1,5 V. Diode VD1 - n'importe quel germanium. La puce K134LA2 peut être remplacée par une puce de la série K106 ou K136. Le remplacement du reste des puces n'est pas souhaitable, car cela entraînera la nécessité de recalculer l'encodeur. Les condensateurs C1 et C2 doivent être en papier, métal-papier ou film, car la stabilité de l'encodeur en dépend : C3 - K50-3. La thermistance MMT-1 (RK1) peut être remplacée par KMT-12, MMT-9. Résistances R11-R14 - SP-1. Leur résistance peut aller de 68 à 150 kOhm, mais si les angles de rotation complète de tous les boutons de commande sont choisis égaux, les valeurs de toutes les résistances doivent être les mêmes. Les entrées de la puce DD3 non représentées sur le schéma (broches 3, 5, 8, 9, Fig. 1) doivent être connectées à l'une des entrées connectées. Avant de configurer l'encodeur, il est nécessaire de régler la résistance initiale (Rini) des résistances de la console. Cette résistance est déterminée par la formule :
où R est la résistance nominale de la résistance de télécommande, a est l'angle de rotation complet du moteur, da est l'angle de rotation du moteur lorsque le bouton de commande est déplacé du neutre à l'une des positions extrêmes. Pour une résistance SP-1 (a=255°) avec une résistance de 100 kOhm à da égal à 45°, la résistance initiale doit être de 35 kOhm. La résistance R3 est choisie pour que le cycle d'horloge soit de 16 ms. Si la durée de l'impulsion d'horloge négative diffère de 4 ± 0.5 ms. il est nécessaire de le régler dans les limites spécifiées en sélectionnant une résistance R2. Après cela, un oscilloscope est connecté à la sortie du codeur et, en faisant tourner la résistance d'accord R7, la génération de paquets d'informations est réalisée. La résistance R7 est réglée sur une position où la durée de chaque impulsion d'information avec la position neutre des boutons de commande est de 2 ms. L'équipement de radiocommande doit fonctionner de manière stable sur une large plage de températures, de sorte que le choix correct de la résistance R8 est une étape finale importante dans l'établissement d'un encodeur. Tout d'abord, au lieu des résistances Rl 1-R14, des résistances fixes égales à Rini sont connectées au codeur. Ensuite, la carte d'encodeur, avec un thermomètre de référence, est enveloppée de plusieurs couches de tissu (pour l'isolation thermique) afin que les conducteurs d'alimentation et de week-end soient libres, et placée dans le congélateur du réfrigérateur pendant une heure. Après cela, la carte est retirée et, sans se déplier, est connectée à une source d'alimentation et à un oscilloscope. Lorsque le thermomètre indique 5 ... 10 ° C, la durée de toute impulsion d'information est mesurée. Ensuite, sans déplier la planche, elle est chauffée lentement (par exemple, enveloppée dans un coussin chauffant). À une température de 45 ... 50 "C, la durée de la même impulsion est à nouveau mesurée. Si la différence de durée entre le codeur froid et chauffé dépasse 0,1 ms, la résistance de la résistance R8 doit être augmentée d'environ 100 ohms pour chaque différence de 0,1 ms.Si l'impulsion de la carte chauffée est plus courte, la résistance de la résistance doit être réduite dans le même rapport. Dans le récepteur, le signal provenant de la sortie du détecteur est transmis à l'entrée du distributeur, qui divise le paquet d'informations en quatre impulsions de canal distinctes, qui sont transmises à leurs décodeurs. Le schéma de principe du distributeur est illustré à la fig. 3. Renforcé par l'élément DD1.1 et amené aux niveaux TTL par l'élément DD1.2, le paquet d'informations entre dans le sélecteur qui sélectionne les pauses de synchronisation (DD1.4. VD1, C1) et via l'onduleur DD1.3 pour l'entrée du compteur (DD2.1, 1) 02.2). et ensuite au décodeur-démultiplexeur DD3, DD4. Puisque les impulsions d'information reçues par le récepteur ont un niveau de 0, alors la sortie de l'élément DD1.4 sera de niveau 1. Le même niveau restera dans la pause entre les impulsions car la pause n'est pas assez longue pour charger le condensateur C1 à un niveau haut et changer l'état de l'élément DD1.4 .four. Le compteur DD2.1, DD2.2 change d'état au déclin de chaque impulsion d'information, leur permettant de passer alternativement sur chaque sortie du décodeur-démultiplexeur.
Après 1 ms après le début de la synchropause, le condensateur C1 est chargé à la tension de commutation de l'élément DD1.4. Un niveau bas est fixé à sa sortie, et déclenche le passage de DD2.1, DD2.2 à l'état 0, ce qui correspond à la sélection de la première voie. Lorsque le prochain paquet d'informations arrive, l'élément DD1.4 passe à un seul état et le processus de distribution d'impulsions est répété. Le distributeur de réglage n'en a pas besoin et commence à fonctionner immédiatement. Ce n'est que lors de la connexion au récepteur qu'il peut être nécessaire de sélectionner la résistance R1. Il est sélectionné pour obtenir un fonctionnement stable du distributeur avec le plus grand changement dans l'amplitude des signaux du récepteur. Les impulsions d'information négatives provenant des sorties du distributeur sont transmises à quatre décodeurs de canaux identiques. Sur la fig. 4 montre un schéma de l'un d'eux, et les signaux à ses points caractéristiques sont représentés sur la fig. 5.
Une impulsion d'information négative modulée en largeur, passant par le répéteur DD1.1, DD1.2 et le circuit différenciateur C1R2, démarre le one-shot (VT1, DD1.3, VD1), qui génère une impulsion exemplaire négative, la durée dont est déterminé par la formule :
où Ucontrol - tension à la commande d'entrée. décodeur. Des informations négatives et des impulsions exemplaires positives sont transmises au nœud de coïncidence DD2.1, DD2.2. Sur un même nœud, seuls sur les éléments DD3.1, DD3.2, reçoivent des informations positives et des exemples d'impulsions négatives. Si l'impulsion d'information est plus longue que celle de l'exemple. alors une impulsion positive différentielle apparaîtra à la sortie du moment DD3.2, et si vice versa - à la sortie de l'élément DD2.2 (voir Fig.5, le signal à la sortie des éléments DD3.2 et DD2.2 .XNUMX). Les impulsions différentes des nœuds de coïncidence arrivent à deux dispositifs d'allongement d'impulsion identiques. Le premier est constitué d'un intégrateur (C3, R5, VD4, R4), d'un émetteur-suiveur (VT2) et d'un déclencheur de Schmitt (DD2.3. DD2.4), et le second est constitué d'un intégrateur (C4, R11, VD6, R10), un émetteur suiveur (VT3) et un déclencheur de Schmitt (DD3.3, DD3.4). Depuis la constante de temps de charge des condensateurs C3. C4 est bien inférieur au temps de décharge, alors des impulsions positives se formeront à la sortie des déclencheurs de Schmitt, dont la durée est proportionnelle à la durée des impulsions de différence. La durée des impulsions positives sera 16 à 40 fois plus longue que la durée des impulsions différentielles. Le stabilisateur de tension (VT1, VT2, VB2, C2) est destiné à alimenter le répartiteur et tous les décodeurs (voir Fig. 3). Le répartiteur et chacun des décodeurs consomment un courant ne dépassant pas 6 mA. Les transistors décodeurs et le transistor régulateur de tension VT1 peuvent être en silicium quelconque. Le transistor KP303G dans le stabilisateur peut être remplacé par KP303D. Microcircuits KP303E et K134LB2 dans le distributeur - sur K106LB2. Pour établir un décodeur, un générateur est nécessaire qui génère des impulsions d'une durée de 1 ... 3 ms et une période de répétition de 16 ms. S'il n'y a pas de tel générateur, vous pouvez utiliser un encodeur en y connectant un distributeur. Le signal du codeur est envoyé à l'entrée de l'élément distributeur DD1.2 et la sortie 1 de l'élément DD1.1 est temporairement désactivée. Le vibreur unique du décodeur est accordé à la tension à l'entrée de commande. 2,2 V. Des impulsions négatives sont appliquées à l'entrée du signal et la résistance R3 est sélectionnée de sorte que la durée de l'impulsion négative à la sortie de l'élément DD1.3 soit de 2 ms. Si le décodeur est conçu pour allumer le moteur pendant un certain temps, des cavaliers sont installés à la place des résistances R5, R11. Des impulsions d'une durée de 2,3 ms sont appliquées au décodeur (une impulsion de différence d'une durée de 3.2 ms apparaîtra à la sortie de l'élément DD0,3) et la résistance R10 est sélectionnée pour que la durée des impulsions à la sortie de l'élément DD3.4 est de 12 ... 15 ms. Ensuite, la durée des impulsions d'entrée est réduite à 1,7 ms (impulsion de différence 0,3 ns) et la résistance R4 est sélectionnée de sorte que la sortie de l'élément DD2.4 ait des impulsions d'une durée de 12 ... 15 ms. Si le décodeur est utilisé pour contrôler la vitesse du moteur. puis sur l'entrée ex. une tension de 2,2 V doit également être appliquée et la durée des impulsions de sortie doit être de 2,8 ms. La résistance R11 est choisie pour que le condensateur C4 soit chargé à une tension de 2,5 V. La résistance R10 est choisie pour que la durée d'impulsion en sortie de l'élément DD3.4 soit d'environ 15 ms. Les résistances R4, R5 sont sélectionnées de la même manière que R10, R11, mais des impulsions d'une durée de 1,2 ms doivent être appliquées à l'entrée du décodeur. Le distributeur peut fonctionner avec tout type de récepteur. Les impulsions d'information à la sortie du récepteur doivent être négatives avec une amplitude supérieure à 1 V. La sortie du récepteur doit être fermée ou avoir un signal de sortie aux niveaux TTL. littérature
Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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