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Sistema de telecontrol proporcional. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Equipos de radiocontrol

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Nuestra revista ha hablado repetidamente de equipos de telecontrol discretos. Su funcionamiento es fiable, su codificador y decodificador son fáciles de fabricar y configurar, pero el sistema discreto tiene un inconveniente importante: no permite la implementación de algoritmos de control complejos.

El llamado sistema proporcional puede proporcionar una mayor flexibilidad. En este artículo, presentamos a los lectores una de sus opciones. Como de costumbre, solo se describen el codificador y el decodificador.

El codificador utiliza el método de codificación de ancho de pulso más común ahora con multiplexación por división de tiempo.

La duración media de los pulsos de información (ti = 2 ms) y las pausas entre ellos (tp = 0,3 ms) no difiere mucho de eso. que se acepta en equipos industriales. Sin embargo, para un control más suave de los motores eléctricos, el incremento en la duración del pulso de información (dt) en la posición extrema de las perillas de control es de ±1 ms, que es más de lo generalmente aceptado. Para simplificar el control de los motores eléctricos, el período T de la repetición de los paquetes de información se elige constante e igual a 16 ms. Al final de cada paquete de información, se forma una pausa, que es necesaria para la sincronización del distribuidor del receptor. Al mover las perillas de control, la duración de la sincropausa (tsp) varía de 3 a 11 ms.

El diagrama esquemático del codificador se muestra en la Fig.1. y señales en algunos de sus puntos - en la Fig.2. El diagrama inferior de la Fig. 2 muestra el paquete de información para un ciclo de transmisión de comandos en un equipo de cuatro canales.

Sistema de control remoto proporcional
Fig.1 (haga clic para ampliar)

El nodo principal del codificador es un generador de pulsos rectangulares. Consiste en un seguidor de fuente en el transistor VT3 y un disparador Schmitt en los elementos DD4.3, DD4.4. El generador también incluye resistencias R11 -R14 y un decodificador DD2.

Sistema de control remoto proporcional
Ris.2

Cuando se enciende la alimentación, se establece una señal de bajo nivel en la salida del elemento DD4.4. El capacitor C2 se cargará a través de un transistor abierto VT2, y el capacitor C4 se cargará con la corriente de entrada que fluye del elemento DD4.3 a través de la resistencia R9. Dado que la constante de tiempo de carga del capacitor C2 es menor que la de C4, cuando el gatillo Schmitt cambie a un solo estado, el capacitor C2 estará cargado a un voltaje de aproximadamente 5 V. El tiempo de carga del capacitor C4 determina la pausa. entre pulsos de información.

Después de cambiar el elemento DD4.4 a un solo estado, el transistor VT2 se cierra y el capacitor C2 comienza a descargar una de las resistencias del control remoto seleccionado por el decodificador DD2. El voltaje del capacitor C2 a través del seguidor de fuente VT3 y el diodo VD1 se suministra al disparador Schmitt. Cuando este voltaje disminuye al umbral de conmutación, determinado por la posición de la resistencia de corte R7, el disparador cambia al estado cero: se forma un pulso de información.

El estado del decodificador DD2 está determinado por las señales provenientes del contador en los disparadores DD1.1 y DD1.2. El contador cambia en el momento de la disminución de cada pulso de información y conecta alternativamente las resistencias R11--R14 al generador. Cuando en las salidas invertidas de disparadores DD1.1. DD1.2 será la señal 1, luego aparecerá una señal de bajo nivel en la salida del elemento DD3, prohibiendo la operación del disparador Schmitt. En este intervalo de tiempo se forma una sincropausa.

Nuevamente, el generador se iniciará con un pulso de un generador de reloj ensamblado en un transistor VT1 y los elementos DD4.1 y DD4.2.

El codificador se alimenta de un regulador de voltaje hecho con transistores VT4, VT5 y un diodo zener VD2. El uso de este estabilizador permitió aumentar la estabilidad de todo el dispositivo. El codificador está operativo cuando el voltaje cambia de 7 a 15 V. La corriente consumida por el dispositivo es de 10 ... 11 mA.

En lugar de los transistores bipolares indicados en el diagrama, se pueden usar cualquier transistor de silicio de baja potencia de la estructura apropiada. El transistor KP303G se puede reemplazar por KP303D, KP303E. En lugar de KP303A, puede usar cualquier transistor de esta serie con un voltaje de corte de no más de 1,5 V. Diodo VD1: cualquier germanio. El chip K134LA2 se puede reemplazar con un chip de la serie K106 o K136. No es deseable reemplazar el resto de los chips, ya que esto conducirá a la necesidad de volver a calcular el codificador. Los condensadores C1 y C2 deben ser de papel, metal-papel o película, ya que de ellos depende la estabilidad del codificador: C3 - K50-3. El termistor MMT-1 (RK1) se puede reemplazar con KMT-12, MMT-9. Resistencias R11-R14 - SP-1. Su resistencia puede ser de 68 a 150 kOhm, pero si los ángulos de rotación completa de todas las perillas de control se eligen de la misma manera, entonces los valores de todas las resistencias deberían ser los mismos.

Las entradas del chip DD3 que no se muestran en el diagrama (pines 3, 5, 8, 9, Fig. 1) deben conectarse a cualquiera de las entradas conectadas.

Antes de configurar el codificador, es necesario configurar la resistencia inicial (Rini) de las resistencias de la consola. Esta resistencia está determinada por la fórmula:

donde R es la resistencia nominal de la resistencia del control remoto, a es el ángulo total de rotación del motor, da es el ángulo de rotación del motor cuando la perilla de control se mueve de neutral a una de las posiciones extremas. Para una resistencia SP-1 (a=255°) con una resistencia de 100 kOhm a da igual a 45°, la resistencia inicial debe ser de 35 kOhm.

La resistencia R3 se selecciona de modo que el ciclo de reloj sea de 16 ms. Si la duración del pulso de reloj negativo difiere de 4±0.5 ms. es necesario configurarlo dentro de los límites especificados seleccionando una resistencia R2. Después de eso, se conecta un osciloscopio a la salida del codificador y, al girar la resistencia de sintonización R7, se logra la generación de paquetes de información. La resistencia R7 está configurada en una posición en la que la duración de cada pulso de información con la posición neutral de las perillas de control es de 2 ms.

Los equipos de radio control deben funcionar de manera estable en un amplio rango de temperatura, por lo que la elección correcta de la resistencia R8 es un paso final importante para establecer un codificador. Primero, en lugar de resistencias Rl 1-R14, se conectan resistencias fijas iguales a Rini al codificador. Luego la placa del codificador, junto con un termómetro de ejemplo, se envuelve con varias capas de tela (para aislamiento térmico) para que los conductores de potencia y salida queden libres, y se coloca en el congelador de la nevera durante una hora. Después de eso, se retira la placa y, sin desplegarla, se conecta a una fuente de alimentación y un osciloscopio. Cuando el termómetro muestra 5 ... 10 ° C, se mide la duración de cualquier pulso de información.

Luego, sin desplegar el tablero, se calienta lentamente (por ejemplo, se envuelve en una almohadilla térmica). A una temperatura de 45 ... 50 "C, la duración del mismo pulso se mide nuevamente. Si la diferencia de duración entre el codificador frío y calentado supera los 0,1 ms, entonces la resistencia de la resistencia R8 debe aumentarse en aproximadamente 100 ohmios por cada 0,1 ms de diferencia Si el pulso de la placa calentada será más corto, entonces la resistencia de la resistencia debe reducirse en la misma proporción.

En el receptor, la señal de la salida del detector se alimenta a la entrada del distribuidor, que divide el paquete de información en cuatro pulsos de canal separados, que se alimentan a sus decodificadores.

El diagrama esquemático del distribuidor se muestra en la fig. 3. Reforzado por el elemento DD1.1 y llevado a los niveles TTL por el elemento DD1.2, el paquete de información ingresa al selector que selecciona las pausas de sincronización (DD1.4. VD1, C1) y a través del inversor DD1.3 para la entrada del contador (DD2.1, 1) 02.2). y además al decodificador-desmultiplexor DD3, DD4. Dado que los pulsos de información recibidos por el receptor tienen un nivel de 0, entonces la salida del elemento DD1.4 será de nivel 1. El mismo nivel permanecerá en la pausa entre los pulsos porque la pausa no es lo suficientemente larga para cargar el capacitor. C1 a un nivel alto y cambie el estado del elemento DD1.4 .cuatro. El contador DD2.1, DD2.2 cambia de estado a la caída de cada pulso de información, permitiéndoles pasar alternativamente a cada salida del decodificador-demultiplexor.

Sistema de control remoto proporcional
La figura. 3

Después de 1 ms después del inicio de la sincropausa, el condensador C1 se carga a la tensión de conmutación del elemento DD1.4. Se establece un nivel bajo en su salida y activa el interruptor DD2.1, DD2.2 al estado 0, que corresponde a la selección del primer canal. Cuando llega el siguiente paquete de información, el elemento DD1.4 cambia a un solo estado y se repetirá el proceso de distribución de pulsos.

El distribuidor de ajuste no requiere ninguno y comienza a trabajar de inmediato. Solo al conectarlo al receptor puede ser necesario seleccionar la resistencia R1. Se selecciona, logrando un funcionamiento estable del distribuidor con el mayor cambio en la amplitud de las señales del receptor.

Los pulsos de información negativa de las salidas del distribuidor se alimentan a cuatro decodificadores de canal idénticos. En la fig. 4 muestra un diagrama de uno de ellos, y las señales en sus puntos característicos se muestran en la fig. 5.

Sistema de control remoto proporcional
Fig.4 (haga clic para ampliar)

Sistema de control remoto proporcional
La figura. 5

Un pulso de información negativo de anchura modulada, que pasa por el repetidor DD1.1, DD1.2 y el circuito diferenciador C1R2, activa un monoestable (VT1, DD1.3, VD1), que genera un pulso de referencia negativo, cuya duración está determinada por la fórmula:

donde Ucontrol - voltaje en el control de entrada. descifrador.

La información negativa y los pulsos ejemplares positivos se alimentan al nodo de coincidencia DD2.1, DD2.2. En el mismo nodo, solo en los elementos DD3.1, DD3.2, recibe información positiva y pulsos ejemplares negativos. Si el pulso de información es más largo que el ejemplar. luego aparecerá un pulso positivo diferencial en la salida del momento DD3.2, y viceversa, en la salida del elemento DD2.2 (ver Fig. 5, la señal en la salida de los elementos DD3.2 y DD2.2 .XNUMX).

Los impulsos diferentes de los nodos de coincidencia llegan a dos dispositivos de extensión de impulsos idénticos. El primero consta de un integrador (C3, R5, VD4, R4), un seguidor de emisor (VT2) y un disparador Schmitt (DD2.3. DD2.4), y el segundo consta de un integrador (C4, R11, VD6, R10), un seguidor de emisor (VT3) y un disparador Schmitt (DD3.3, DD3.4). Dado que la constante de tiempo de carga para los condensadores C3. C4 es mucho más corto que el tiempo de descarga, entonces se formarán pulsos positivos en la salida de los disparadores Schmitt, cuya duración es proporcional a la duración de los pulsos de diferencia. La duración de los pulsos positivos será de 16 a 40 veces mayor que la duración de los pulsos diferenciales.

El estabilizador de voltaje (VT1, VT2, VB2, C2) está diseñado para alimentar el distribuidor y todos los decodificadores (ver Fig. 3). El distribuidor y cada uno de los decodificadores consumen una corriente no superior a 6 mA.

Los transistores decodificadores y el transistor regulador de voltaje VT1 pueden ser de cualquier silicio. El transistor KP303G en el estabilizador se puede reemplazar con KP303D. Microcircuitos KP303E y K134LB2 en el distribuidor - en K106LB2.

Para establecer un decodificador, se requiere un generador que genere pulsos con una duración de 1 ... 3 ms y un período de repetición de 16 ms. Si no existe dicho generador, puede usar un codificador conectándole un distribuidor. La señal del codificador se envía a la entrada del elemento distribuidor DD1.2 y la salida 1 del elemento DD1.1 se desactiva temporalmente.

El vibrador único del decodificador está sintonizado al voltaje en la entrada de control. 2,2 V. Se aplican pulsos negativos a la entrada de la señal y se selecciona la resistencia R3 para que la duración del pulso negativo en la salida del elemento DD1.3 sea de 2 ms.

Si el decodificador está diseñado para encender el motor durante un tiempo determinado, se instalan puentes en lugar de las resistencias R5, R11. Se aplican pulsos con una duración de 2,3 ms al decodificador (aparecerá un pulso de diferencia con una duración de 3.2 ms en la salida del elemento DD0,3) y se selecciona la resistencia R10 para que la duración de los pulsos en la salida de el elemento DD3.4 es 12 ... 15 ms. Luego, la duración de los pulsos de entrada se reduce a 1,7 ms (diferencia de pulso 0,3 ns) y se selecciona la resistencia R4 para que la salida del elemento DD2.4 tenga pulsos con una duración de 12 ... 15 ms.

Si el decodificador se utiliza para controlar la velocidad del motor. luego en la entrada ex. también se debe aplicar una tensión de 2,2 V y la duración de los pulsos de salida debe ser de 2,8 ms. La resistencia R11 se selecciona para que el capacitor C4 se cargue a un voltaje de 2,5 V. La resistencia R10 se selecciona para que la duración del pulso en la salida del elemento DD3.4 sea de aproximadamente 15 ms. Las resistencias R4, R5 se seleccionan de la misma manera que R10, R11, pero se deben aplicar pulsos con una duración de 1,2 ms a la entrada del decodificador.

El distribuidor puede trabajar con cualquier tipo de receptor. Los pulsos de información en la salida del receptor deben ser negativos con una amplitud de más de 1 V. La salida del receptor debe estar cerrada o tener una señal de salida en niveles TTL.

Literatura

  1. Radio 7, 1987, págs.42-44

Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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