Ознакомление с аппаратурой заводского изготовления, выпускаемой в виде комплектов деталей, имеет важное значение для конструкторов. Дело в том, что аппаратура этой группы отличается особой простотой схем и конструкций, легкостью их сборки и регулирования. Основное условие — это воспроизводимость параметров аппаратуры, собираемой в любительских условиях. Поэтому применяются всесторонне испытанные схемы, допускающие применение даже приближенных эквивалентов тех или иных деталей или узлов.
В комплектах деталей обычной многоканальной аппаратуры применяются готовые, собранные на заводе электрические LC-фильтры в приемниках и готовые, уже отлаженные тракты ВЧ в передатчиках. Передатчики такой аппаратуры имеют кварцевую стабилизацию.
Все сказанное выше относится также к комплектам деталей аппаратуры для пропорционального управления. В них, помимо готового, отлаженного тракта ВЧ в передатчиках, применяются также интегральные или гибридные схемы в шифраторах, дешифраторах, в усилителях исполнительных механизмов и приемниках. Очень часто приемники оснащены пьезокерамическими фильтрами ПЧ. Как правило, это — цифровые системы; аналоговые системы встречаются только в аппаратуре с одним — тремя исполнительными механизмами.
Исполнительные механизмы производятся также в комплектах, причем микродвигатель и механическая часть используются обычно от широко распространенных исполнительных механизмов заводского изготовления.
Очень часто монтажные платы комплектов изготовляются из прозрачного стеклопласта. Благодаря этому упрощается монтаж, поскольку видимая сверху схема соединений на нижней стороне платы совпадает с соответствующей монтажной схемой.
Каждый комплект деталей снабжен иллюстрированной инструкцией по сборке и регулированию аппаратуры. Большинство фирм, производящих комплекты деталей, принимают на себя обязанности по настройке и регулированию аппаратуры, собранной любителями (получая и отправляя их по почте).
Основой успеха при монтаже аппаратуры из комплекта деталей является умение хорошо паять. Для примера укажем, что пропорциональная аппаратура цифровой системы марки «Digitrio-4» с четырьмя исполнительными механизмами нуждается при сборке в выполнении такого количества паяных соединений: в передатчике — 300, в приемнике — 138, в дешифраторе — 139, в исполнительных механизмах — 4 по 160, в проводах — 18, в схеме питания приемника — 16, всего 1261 паяных соединений.
Комплекты деталей обычной аппаратуры фирмы Philips (Голландия)
Рис. 14.44. Аппаратура может быть расширена до десяти каналов (благодаря штекерным соединениям) и позволяет одновременное управление двумя рулями в модели. При складывании телескопической антенны включается резистор, предохраняющий выходной каскад передатчика от перегрузки. Имеется прибор, измеряющий напряжение батареи и мощность излучения. Размеры передатчика 170X170X55 мм.
Приемник сверхрегенеративный со схемой, показанной на рис. 7.4 а с электрическими LC-фильтрами по схеме, показанной на рис. 14.45 (конденсаторы С=1 мкФ). Двухканальный приемник имеет размеры 84X40X32 мм и массу 85 г.
Фирмы Reuter TE-10KS (ФРГ)
Рис. 14.45. Сверхрегенеративный приемник с кремниевыми транзисторами, с блоком из двух фильтров с релейным выходом или безрелейным выходом для исполнительных механизмов с центрирующей пружиной. Включение термисторов, показанное на рис. 14.45, более эффективнее, чем показанное на рис. 7.4 а, так как такое включение стабилизирует рабочую точку транзистора и притом не шунтирует резонансный контур фильтра.
Приемник и узлы фильтров имеют вид модулей, которые можно соединять штекерами в любые двух — двенадцатиканальные системы. Конструктивные детали такие, как на рис. 12.4.
Комплекты деталей аппаратуры для пропорционального управления. Аппаратура Dee Bee cQuadruplex-21» (США)
Рис. 14.46. Аналоговая система без исполнительных механизмов, но с механизмами «Bellamatic-II» (модифицированная центрирующая пружина или же показанная на рис. 10.3 з). Без сигнала механизмы отклоняются в одно крайнее положение, с сигналами — в другое Канальная информация для трех рулей передается путем модуляции ширины импульса. Модулирующие сигналы — синусоидальные. Ступенчатое регулирование оборотов двигателя осуществляется выключением или включением сигнала по каналу руля направления. В случае аварии система автоматически понижает обороты двигателя. Передатчик — с ручкой управления, обслуживающей руль направления и руль высоты. Регулирование двигателя приводится двумя кнопками. Воротки триммеров элеронов и руля высоты расположены в правом верхнем углу панели управления.
Передатчик с подводимой мощностью 1,7 Вт. Приемник сверхрегенеративный или супергетеродинный, размерами 86x57x48 мм, массой 210 г. Исполнительные механизмы, расположенные на плате, имеют размеры 70X127 мм. Питание вместе с приемником 4,8 В/1,2 А·ч. Преобразователь 4,8 на 20 и 40 В питает приемную схему. Суммарная масса аппаратуры в модели 600 г. Дальность действия на земле 450 м.
Это пример аппаратуры, не отражающей последнего слова техники, но простой и дешевой и бывшей наиболее распространенной в США до 1967 г. Она производилась в нескольких вариантах с 1963 г. Все элементы фильтров и генераторов НЧ залиты эпоксидной смолой. Сверхрегенеративный приемник (см. рис. 14.46) — это все еще самый излюбленный вариант приемника, собираемый моделистами. В некоторых приемниках электронная лампа в детекторе заменяется транзистором.
Аппаратура «Digital» фирмы World Engines (США)
Рис. 14.47 и 14.48. Система цифровая. Аппаратура имеет от четырех до шести исполнительных механизмов, передатчик в металлическом корпусе (размеры 203X133X48 мм), две ручки управления с триммерами, измерительный прибор, антенну с центральной удлинительной катушкой (длина антенны 1,25 м), стеклопластовую монтажную плату толщиной 1,5 мм, встроенный выпрямитель. Питание осуществляется от кадмиево-никелевых аккумуляторов или сухих батарей.
Приемник супергетеродинный, размерами 44X35X29 мм. Транзисторы германиевые в тракте ПЧ и кремниевый в гетеродине. Двухконтурный полосовой фильтр ВЧ на входе. Это дает эффективное подавление гармонических и зеркальных частот (от 50 до 60 дБ). Конденсатор, связывающий катушки контуров этого фильтра, уменьшает влияние металлического корпуса на настройку приемника. Слабая связь катушки L2 со смесителем противодействует электрическим помехам и перегрузке приемника вблизи передатчика. Монтажная плата — стеклопласт толщиной 1,5 мм.
Частота повторения импульсов 50 Гц, длительность импульсов: нейтраль 1,5 мс; управление 1,5±0,5 мс. Информационные импульсы отрицательные.
Исполнительные механизмы S-3 или S-4A. Усилители с интегральными схемами. Микродвигатели «Furuichi» 2,4 В (3 Ом). Монтажные платы — стеклопласт толщиной 0,75 мм. Потенциометры керметовые. Масса аппаратуры с четырьмя исполнительными механизмами в модели равна 344 г.; батарея емкостью 225 мА·ч.
Аппаратура известна в Европе под наименованием «RCM & E-Digitab (имеется также вариант приемника с кремниевыми транзисторами).
Аппаратура фирмы World Engines марки €В1ие Мах-U» (США)
Рис. 14.49. Система цифровая. Размеры передатчика 180X180X54 мм, масса 1,1 кг. Ручки управления выступают на 35 мм над передней панелью передатчика. Питание 12 В, ток потребления 80 мА. Подводимая мощность 1,25 Вт. Мощность излучения 0,6—0,75 Вт. Выключатель общий с блокировкой на время транспортировки передатчика. Гнездо для зарядки аккумуляторов расположено на передней панели передатчика.
Приемник супергетеродинный, размерами 43X37X30 мм, массой 50 г. Чувствительность 3 мкВ. Исполнительные механизмы S-4B.
Диапазон рабочей температуры от —20 до +50°С. Дальность действия с моделью (летающей на высоте 15 м) 1400 м.
Суммарная масса аппаратуры с четырьмя исполнительными механизмами в модели 370 г., питание 500 мА·ч.
Аппаратура «гElectronics-Classic» фирмы RCM Royal (США)
Рис. 14.50—14.56. Система цифровая. Аппаратура, имеющая от двух до шести исполнительных механизмов, выпускается с 1968 г. и в виде комплекта деталей для любительской сборки.
Приемник супергетеродинный, его размеры 44X35X30 мм, масса 68 г, чувствительность 1,5—3 мкВ, двухконтурный фильтр на входе, АРУ охватывает три каскада (диапазон эффективного регулирования от 10 до 100 000 мкВ).
Дешифратор с тиристорами BRY39 или 3N84 или же с интегральными схемами.
Время повторения импульсов 20 мс. Длительность импульсов: нейтраль 1,5 мс; управление 1,5 ±0,5 мс.
Исполнительные механизмы: с механизмами от PS-2, PS-3, «Digimite» 4RS/RMK, усилитель специальный. Точность установки 0,5%. Продолжительность перехода из одного крайнего положения в другое 0,55 с. Управляющее усилие 18 Н. Диапазон рабочей температуры от —19 до +55°С, питание 4,8 В/280 мА.
Суммарная масса аппаратуры с четырьмя исполнительными механизмами в модели 435 г.
Вариант аппаратуры «Classic» с шестью и восемью исполнительными механизмами, выпускаемой с 1973 г. (KPS-11—KPS-15), имеет полевые транзисторы УВЧ и в смесителе, четыре контура ПЧ и дешифратор с интегральной схемой, а вариант Royal «Super Sport-1» имеет пять и шесть исполнительных механизмов RS-4, а суммарная масса такой аппаратуры с четырьмя исполнительными механизмами в модели равна 340 г. Исполнительные механизмы имеют мостовую схему усилителей.
Аппаратура «Heathkit GD-19» (США)
Рис. 14.57. Система цифровая. Это улучшенная (в части тракта ВЧ в передатчике) аппаратура Kraft образца 1969 г. с пятью исполнительными механизмами, выпускаемая в виде комплекта деталей для любительской сборки. Передатчик имеет две ручки управления, по пять сменных канальных кварцев в полосах 27; 53 и 72 мГц. Мощность излучения 0,4 Вт. Корпус алюминиевый, толщиной 1,5 мм. Антенна длиной 1,45 м. Питание 9,6 В/500 мА·ч. Измерительный прибор. Продолжительность работы до 6 ч. Приемник супергетеродинный, в нейлоновом корпусе, размерами 58x51X20 мм. Масса приемника 85 г. Дополнительный шумоподавитель и интегрирующая схема для увеличения точности установки исполнительного механизма. Питание 4,8 В/500 мА·ч. Исполнительные механизмы KPS-9, в нейлоновом корпусе, с нейлоновыми шестернями и толкателями.
На сборку всей такой системы из готовых деталей требуется от 32 до 35 ч.
Передатчик имеет налаженный на заводе тракт ВЧ. Передатчик и приемник могут быть пущены в ход и настроены при использовании единственного измерительного прибора, расположенного в передатчике. Суммарная масса аппаратуры с четырьмя исполнительными механизмами в модели равна 455—570 г.
В 1972 г. появился улучшенный вариант аппаратуры с пятью исполнительными механизмами GD-19S. Передатчик этой аппаратуры имеет увеличенную мощность излучения. Приемник супергетеродинный, с тремя пьезокерамическими фильтрами, с УВЧ и АРУ, охватывающим два каскада. Новые субминиатюрные исполнительные механизмы GDA-19-41 (KPS-11) с интегральными схемами «Motorola М443-75». Исполнительный механизм состоит лишь из 18 элементов, в том числе двух выходных транзисторов. Информационные импульсы положительные. Потенциометр керметовый. Имеется возможность регулировки нейтрали исполнительного механизма снаружи с помощью отвертки. На сборку исполнительного механизма требуется 2,5 ч. Исполнительный механизм GD-19-42 — это KPS-12. Для регулирования исполнительных механизмов служит испытательное устройство, похожее на показанное на рис. 10.29.
Аппаратура Lextronic «Digilex» (Франция).
Рис. 14.58. Система цифровая. Аппаратура с шестью исполнительными механизмами. Диапазон рабочей температуры от —10 до +60°С. Передатчик с алюминиевым корпусом, обклеенным поливинилхлоридом, имеет размеры 180X175X55 мм. Две ручки управления с механическими триммерами. Имеется также вариант с одной ручкой. Антенна ввинчиваемая, с центральной удлинительной катушкой. Длина антенны 1,5 или 1,25 м. Имерительный прибор. Одиннадцать сменных канальных кварцев в полосе 27 МГц и шесть — в полосе 72 МГц. Мощность излучения 0,9 Вт. Частоту повторения импульсов 50 Гц задает генератор с однопереходным транзистором. Потенциометры ручек управления изменяют ширину импульсов в диапазоне 1—2 мс.
Приемник супергетеродинный, размерами 50X40X30 мм, массой 50 г, с дешифратором для пяти исполнительных механизмов. Чувствительность 2 мкВ. Ширина полосы ±4,5 кГц. Корпус алюминиевый, анодированный. Питание — два элемента по 2,4 В/500 мА-ч. Исполнительные механизмы с механической схемой от механизмов PS-3D, PS-4D, S-3, S-4, «Horizon», «Logictrob, KPS-9 или KPS-10. Усилитель смонтирован на плате размерами 27X20 мм.
На рис. 10.32 показана схема приставки с электромагнитными реле, включенной вместо исполнительного механизма. Она действует так, как обычная непропорциональная схема управления. Диапазон рабочей температуры от —5 до +65°С. Для регулирования шифратора и приемника необходимы осциллограф и высокоомные телефоны.
Проверка чувствительности приемника с передатчиком без антенны, находящимся на расстоянии 50 м от приемника; уровень сигнала на Еыходе детектора в приемнике должен быть равен или превышать 200 мВ. Для регулирования исполнительных механизмов имеется прибор, схема которого показана на рис. 10.29.
Аппаратура «Tondichron» фирмы Blum Elektronik (ФРГ). Рис. 14.59. Система цифровая. Аппаратура с четырьмя исполнительными механизмами.
Четыре однопозиционных мультивибратора переключают пачки импульсов НЧ в передатчике (как и в аппаратуре «Telecont», схема которой показана на рис. 14.11). Ширина импульса в ждущем мультивибраторе изменяется с помощью ручки управления (ее потенциометра). В приемнике происходят выделение каждой пачки импульсов в его фильтре — резонансном контуре — и преобразование в импульс, близкий к прямоугольному с такой же шириной, как у пачки. Этот прямоугольный импульс возбуждает своим передним фронтом однопозиционный мультивибратор, который срабатывает и посылает в этот момент сравниваемый импульс. Импульс, поступающий от передатчика, сравниваемый с ним импульс от ЖМ имеют различные полярности. При расхождении их длительности вырабатываются положительные или отрицательные импульсы, которые изменяют результирующее напряжение в сравнивающем элементе, которое и управляет усилителями исполнительных механизмов. Аппаратура нечувствительна к расстоянию между передатчиком и приемником и колебаниям температуры. Ее помехоустойчивость близка к помехоустойчивости простых управляющих аппаратов с LC-фильтрами.
Передатчик имеет трехкаскадный тракт ВЧ, что требуется ввиду повышенной мощности. Модуляция 100%-ная. Данные обмоток: L1, L2 — 14 витков провода ПЭВ 0,28 мм (рис. 14.59 а, б) и 4 витка ПЭВ 0,28 мм (рис. 14.59 в, г), L3 — 10 витков ПЭВ 0,28 мм, каркасы диаметром 5 мм (ферритовый сердечник диаметром 4 мм); Др — 30 витков ПЭВ 0,15 мм на ферритовом сердечнике диаметром 1,6 мм; А — задающий генератор, Б — УВЧ и модулятор, В — каскад усилителя мощности ВЧ, Г — УНЧ. Генератор (рис. 14.59 г) и шифраторы (рис. 14.59 б) питаются от одного и того же источника тока со стабилизированным напряжением 6,8 В. Обозначения функциональных узлов: 1 — стабилизатор напряжения; 2 — дифференцирующая цепь на Вых2; 3 — мультивибратор (ГТИ); 4 — дифференцирующая цепь на Вых1; 5 — мультивибратор и шифратор 1; 6 — дифференцирующая цепь; 7 — мультивибратор и шифратор 2. Потенциометры R1, R2 — 250 кОм для канала регулирования приводного двигателя в модели; R — общая нагрузка для коллекторов всех транзисторов, работающих в шифраторах. Частоты каналов: Кан1 — 8 кГц (руль высоты), Кан2 — 6,5 кГц (элероны), Кан3 — 5,31 кГц (руль направления), Кан4 — 4,37 кГц (двигатель).
Для ферритового броневого сердечника диаметром 14X8 мм данные элементов L- и С-генераторов НЧ (рис. 14.59 е) в передатчике для каналов: Кан1 — 295 витков провода ПЭВ 0,12 мм + 0,015 мкФ; Кан2 — 310 витков ПЭВ 0,12 мм + 0,022 мкФ; Кан3 — 370 витков ПЭВ 0,12 мм + 0,033 мкФ; Кан4 — 380 витков ПЭВ 0,12 мм + 0,047 мкФ. Потенциометры R1, R2 (ручек управления) регулируются в диапазоне от 40 до 120 кОм, они должны сохранять линейность в диапазоне ±40 кОм от положения нейтрали (80 кОм).
Приемник (рис. 14.59 ж) сверхрегенеративный, любого типа (может быть и супергетеродинным). А — блок питания 6 В/225 мА·ч, 2,4 В/500 мА·ч, Б — стабилизатор напряжения (стабилитрон 4,7 В), В — приемник с усилителем-ограничителем, Г — формирователь управляющих импульсов, Д — дифференцирующая цепь, Е — ждущий мультивибратор, Ж — сравнивающий элемент; И — усилитель исполнительного механизма. Элементов Г—И должно быть столько, сколько требуется каналов пропорциональной связи (до четырех включительно), обеспечивающих независимое управление исполнительными механизмами.
L — катушка на броневом ферритовом сердечнике диаметром 14X8 мм содержит для 4,3 кГц— 330 витков провода ПЭВ 0,12 мм (для высоких канальных частот надо отмотать некоторое число витков). С=0,033 мкФ для каналов 4,3 кГц и 5,3 кГц; 0,022 мкФ для 6,5 кГц и 0,05 мкФ для 8 кГц. Резистор R — около 27 кОм для 8 кГц и 6,5 кГц; 33 кОм для 5,3 кГц и 4,3 кГц; он должен иметь как можно большее сопротивление. Др1 — 30 витков провода ПЭВ 0,15 мм на ферритовом сердечнике диаметром 1,5 мм; Др2 — 200 витков ПЭВ 0,1 мм в броневом ферритовом сердечнике диаметром 14X8 мм.
Осциллограммы в различных местах приемной схемы (рис. 14.59 з): I, II, III, IV — ручки управления передатчика в нейтрали; сигнал в точке III при отклонении ручек (1 — более короткий импульс от передатчика, 2 — более длинный импульс от передатчика); VII — неправильная установка уровня потенциометром R, а возможно резистором R1 (до 10 кОм). Все каналы регулируют этим способом, только канал управления приводным двигателем устанавливают с помощью потенциометра R2 не на среднюю ширину импульса от передатчика, а на короткие импульсы (при выключенном передатчике исполнительный механизм автоматически уменьшает газ).
Усилительные механизмы с микродвигателями «Micromax» Т03 (60:1). Если в нейтрали при включенном передатчике исполнительный механизм вибрирует, то надо подобрать емкость конденсатора С1 (для канала управления приводного двигателя С1 — 20 мкФ).
Аппаратура €Digilog» фирмы Reuter (ФРГ)
Рис. 14.60 и 14.61. Система цифроаналоговая. Аппаратура имеет от пяти до восьми исполнительных механизмов. Передатчик с мощностью излучения 0,4—0,5 Вт. Несущая частота 27 и 72 МГц. Приемник супергетеродинный, размерами 69X44X34 мм и массой 74 г. Питание 4,8 или 6 В. Потребление тока 6 мА. Междуканальный интервал ВЧ 12 кГц (—6 дБ). Диапазон рабочей температуры от —10 до +50°С. Быстрая реакция исполнительных механизмов. Исполнительные механизмы с микродвигателем «Micromax» Т03 с передаточным отношением (60:1) и муфтой скольжения. Управляющий момент 12 Н·см. Потребление тока 250 мА. Масса 58 г. Длительность импульсов: синхронизирующая пауза 1,6 мс; канал 1 4 мс, каналы 2—6 по 2,7 мс (всего 13,5 мс), междуимпульсная пауза 0,9 мс, всего 20 мс (частота повторения импульсов 50 Гц). Аппаратуру начали выпускать в 1965—1968 гг., но она до сих пор является примером конструкции, обеспечивающей исключительную стойкость к помехам всякого рода; автоматика обеспечивает возврат рулей в нейтраль в случае аварийной ситуации. При одном из испытаний, расположенных рядом друг с другом, приемных устройств «Digilog» и «Varioton-S», работающих на том же самом канале ВЧ, первое из этих устройств работало нормально, а второе «молчало».
Чтобы увеличить дальность действия аппаратуры «Digilog», в приемнике применяют настроенную антенну со средней удлинительной катушкой, связанной тремя витками провода диаметром 0,4 мм с катушкой входного контура L1, второй конец соединяют с «корпусом» системы. Антенна (см. рис. 4.4в) состоит из мягкого провода и штыря из нержавеющей стали диаметром 1—2 мм и длиной 350 мм каждый, разделенных катушкой с каркасом диаметром 5 мм, на котором плотно уложено 38 витков проволоки ПЭВ 0,2. Ферритовый сердечник катушки должен быть полностью ввинчен.
Аппаратура «ЕН-Ргор-1С» фирмы Reuter (ФРГ)
Рис. 14.62 и 14.63. Система цифровая. Аппаратура с четырьмя исполнительными механизмами. Интегральные схемы в шифраторе, дешифраторе и в усилителях исполнительных механизмов. Аппаратура может взаимодействовать с разнообразными приемниками и передатчиками заводского изготовления других фирм. Частота повторения импульсов 50 Гц. Длительность импульсов: нейтраль 1,5 мс; управление 1,5± ±0,5 мс.
Аппаратура «Commander» фирмы ААМ (США)
Рис. 14.64. Система цифровая. Эта аппаратура с двумя исполнительными механизмами. Выпускается с 1972 г. Ее можно использовать с восемью исполнительными механизмами.
Передатчик имеет одну ручку управления и два триммера. Антенна со средней удлинительной катушкой имеет длину 1,3 м. Шифратор с тремя интегральными схемами. Питание 9—12 В (минимум 7,5 В). Приемник супергетеродинный. Дешифратор с двумя интегральными схемами.
Исполнительные механизмы с любой механической частью, но с усилителем с двумя интегральными схемами фирмы World Engines (WE3141). Аппаратура работает с любыми исполнительными механизмами независимо от полярности информационных импульсов, но с усилителями по мостовой схеме. Управляющий момент 10 Н-см, время на переход из одного крайнего положения в другое 0,6 с, точность установки 0,25°. Шаг управляющего диска ±40°, диапазон коррекции триммерами ±8°. Минимальное напряжение питания 3,6 В. Микродвигатель фирмы Furuichi (11 Ом).
Частота повторения импульсов 70 Гц. Длительность импульсов: нейтраль 1,5 с; управление 1,5 ±0,5 мс.
Диапазон рабочей температуры от —18 до +65°С. Дальность действия — в поле видимости модели.