500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями - [2]

Получаемая на его выходе электрическая величина (ток или напряжение) называется командным сигналом. При одновременной передаче нескольких команд шифратор должен обеспечивать еще и уплотнение передаваемой информации. Подробнее эта процедура будет рассмотрена в разделе 1.2.2 настоящей книги.

Последнее устройство, входящее в состав пульта управления, называется передатчиком команд. Он предназначен для преобразования командного сигнала в вид, удобный для его дистанционной передачи на управляемую модель. Передатчик, среду распространения сигнала и приемник, находящийся на борту управляемой модели, принято называть каналом связи. В зависимости от среды распространения и используемых сигналов, каналы связи подразделяются на группы:

♦ проводные;

♦ индукционные;

♦ инфракрасные;

♦ оптические;

♦ радиочастотные.

Все они, за исключением проводных, будут рассмотрены в этой книге.

Приемник обычно выполняет три функции:

♦ во-первых, обеспечивает выделение полезного сигнала на фоне множества посторонних, как правило, присутствующих в среде распространения;

♦ во-вторых, сигнал в среде распространения существенно затухает, и требуется его усиление, часто весьма значительное;

♦ в-третьих, в приемнике производится преобразование принятого сигнала опять в командный, аналогичный тому, который имел место на выходе шифратора.

Декодирующее устройство, на основе отличительных признаков принятого командного сигнала, направляет его в соответствующее исполнительное устройство. В качестве такового, в случае передачи дискретной команды, выступают электромеханические и электронные реле. При пропорциональном управлении это регуляторы хода или рулевые машинки, назначение и устройство которых подробно описано в главе 4. Максимальное количество исполнительных устройств, устанавливаемых на одну модель, обычно не превышает 8—10.

В заключение отмечу, что весьма заманчиво установить на управляемую модель миниатюрную телекамеру с передатчиком. Такие устройства широко представлены в торговой сети в составе различных охранных систем. В этом случае управление производится по экрану монитора, что создает практически полную иллюзию нахождения внутри управляемой модели.

1.2. Способы кодирования и передачи команд

1.2.1. Дискретное управление

Как отмечалось выше, дискретная команда задается в простейшем случае нажатием кнопки на пульте управления, т. е. замыканием (или размыканием) какой-либо электрической цепи. Шифратор такого типа принято называть одноканальным.

Несмотря на простоту, аналогичное устройство можно использовать и для кодирования нескольких различных команд. Каждой команде (каналу) при этом соответствует различное количество нажатий кнопки за определенный фиксированный промежуток времени. Командный сигнал, в этом случае, представляет совокупность нескольких импульсов.

В декодирующем устройстве решение о значении принятой команды принимается по результатам подсчета количества импульсов за этот фиксированный промежуток. Долгое время такой принцип кодирования был основным в арсенале моделистов, разрабатывались даже устройства пропорционального управления, но последние были крайне неудобны в использовании.

Следующим этапом развития многоканальной аппаратуры стало применение частотного кодирования. Различным командам при этом соответствуют кнопки с различными номерами (названиями). Вырабатываемый шифратором командный сигнал для каждого из каналов представляет собой низкочастотное колебание определенной частоты.

Дешифратор на приемной стороне представляет собой набор узкополосных фильтров, настроенных на соответствующие частоты. Входы этих фильтров соединены параллельно. По номеру фильтра, на выходе которого появился сигнал, и судят о назначении переданной команды. Аппаратура дискретного управления в таком варианте может иметь до десяти независимых каналов с возможностью одновременной работы на трех из них.

При выборе значений кодовых частот для многоканальной аппаратуры необходимо учитывать два момента:

♦ во-первых, ширина спектра излучаемого сигнала Δf_с, например при амплитудной модуляции, равна удвоенному значению модулирующей частоты F_M, т. е.

Δf_с= 2F_M

Регламентирующие документы требуют, чтобы ширина спектра не превышала 20 кГц. Очевидно, максимальная модулирующая частота не должна превышать 10 кГц;

♦ во-вторых, командный сигнал на выходе приемника часто представляет собой сильно искаженное гармоническое колебание, а то и вовсе прямоугольные импульсы (меандр).

В этих случаях в спектре командного сигнала помимо основной гармоники присутствуют так называемые высшие (кратные) гармоники — колебания, частоты которых в целое число раз превышают основную частоту. Подробнее понятие спектра рассмотрено в разделе 4.4.1.

Очевидно, кодовые частоты должны быть распределены таким образом, чтобы кратные частоты низкочастотных каналов не совпадали с частотами последующих каналов. В противном случае возможны ложные срабатывания дешифраторов. Примерное распределение частот (в килогерцах) для десятиканальной аппаратуры может представлять ряд

0,75; 0,9; 1,08; 1,32; 1,61; 1,97; 2,4; 2,94; 3,58; 4,37.