Aparatura zdalnego sterowania 433 (2).pdf

Aparatura zdalnego sterowania na pasmo 433 MHz

Dział „Projekty Czytelników” zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze

odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż

sprawdzamy poprawność konstrukcji.

Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,

że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany . Honorarium za publikację

w tym dziale wynosi 250,– zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie

prawo do dokonywania skrótów.

Aparatura zdalnego sterowania na

pasmo 433 MHz, część 2

Czy jest wśród męskiej części

elektroników ktoś taki, kto

w młodości nie chciał być

strażakiem, policjantem, albo

lotnikiem? Choć w miarę upływu

czasu nasze plany zawodowe

najczęściej ulegają weryﬁkacji,

to zawsze gdzieś tam w głębi

nas tkwią te dziecinne

marzenia. Nie duśmy więc

ich w sobie. Każdy z nas może

zostać pilotem czy kierowcą

wyścigowego bolidu. Emocje

będą podobne, no może tylko

bez odczuwania ogromnych

przeciążeń. Do realizacji tego

niezbędny jest stosowny model

i aparatura zdalnego sterowania.

Montaż

i uruchomienie

Manipulatory

nadajnika zosta-

ły wymontowane

z dwu najtań-

szych dżojstików

do komputera

PC. Jak widać na

fot. 4 , mechani-

ka manipulatorów

dała się łatwo

oddzielić i wmon-

tować w nadajnik.

Należało tylko

zmienić sprężyny

powrotne, usta-

wiające drążki

w pozycjach środ-

kowych, na nieco słabsze.

Antena ( fot. 5 ) jest połączona

z nadajnikiem odcinkiem przewodu

koncentrycznego (50 V). Jest ona

wykonana w postaci dipola półfalo-

wego zasilanego w środku. Jedno ra-

mię jest połączone z żyłą środkową,

a drugie z oplotem kabla.

Ramiona wykonane są z drutu

miedzianego f1,5 mm, są rozwarte

pod kątem około 120 stopni. Dłu-

gość każdego ramienia (pomiędzy

punktem rozejścia żyły i oplotu,

a końcem ramienia) wynosi około

140...170 mm (dobierane w czasie

strojenia). Na koncentryk u nasady

ramion anteny nałożono rurkę fer-

rytową (przeciwzakłóceniową), teore-

tycznie działa ona jak symetryzator.

Niemniej jednak należy traktować

jego działanie jako dość wątpliwe,

gdyż jest to ferryt o nieznanych pa-

rametrach w.cz. Antena pozbawiona

symetryzatora działa również do-

brze.

Elementy anteny są mocowane

na płytce izolacyjnej o wymiarach

około 40x50 mm. Ponadto zastoso-

wano dobrej jakości złącze BNC do

łatwego odłączania anteny od nadaj-

nika. Alternatywnie do dipola pół-

falowego, można zastosować zwykły

pręt ćwierćfalowy – zwłaszcza, że

Fot. 4. Mechanika manipulatorów

obudowa jest metalowa i stanowi

dobrą przeciwwagę. Można go wyko-

nać jako odcinek drutu (długości ok.

160 mm) przylutowany bezpośrednio

do wtyczki BNC. Jednak prosta ante-

na prętowa ma pewną wadę: najsła-

biej promieniuje w swojej osi, czyli

na wprost. Jeśli zdecydujemy się na

taką antenę, dla uniknięcia zaników

transmisji należy zawsze ustawiać

Projekt

148

PODSTAWOWE PARAMETRY

• Częstotliwość pracy: 433,92 MHz

• Moc nadajnika: 10 mW

• Czułość odbiornika: 2 m V

• Zasięg maksymalny: ok. 300 m

• Liczba kanałów: 4 lub 7

• Pobór prądu nadajnika: 35 mA

• Pobór prądu odbiornika: 20 mA (bez

dodatkowych urządzeń)

Fot. 5. Widok anteny nadajnika

112

Elektronika Praktyczna 3/2007

PROJEKTY CZYTELNIKÓW

Aparatura zdalnego sterowania na pasmo 433 MHz

napięcie na konden-

satorze C8. Powinno

się mieścić w prze-

dziale 3...3,5 V. Jest to

szczególnie istotne jeśli

zostaną zastosowane

potencjometry o innej

wartości rezystancji niż

w układzie modelo-

wym. Korekty dokonuje

się dobierając wartość

rezystora R9.

Dalsza regulacja na-

dajnika polega na mo-

dyﬁkacjach długości

ramion anteny i ewentualnie kąta jej

rozwarcia, w celu uzyskania jak naj-

lepszego zasięgu. Zmiany długości

ramion nie powinny raczej przekro-

czyć podanego zakresu. W prototy-

pie najlepszy sygnał uzyskałem przy

155 mm długości. Regulację najpro-

ściej wykonać, używając do tego

celu odbiornika z dołączoną diodą

sygnalizacyjną LED (patrz opis re-

gulacji odbiornika), ale bez anteny.

Dzięki temu, odległość na której

odbiór zanika będzie wynosiła kil-

ka–kilkanaście metrów.

Do zasilania nadajnika modelo-

wego służy pakiet dwucelowy typu

LiIon o pojemności 1800 mAh. Moż-

na zastosować dowolny pakiet aku-

mulatorów NiCd, NiMh lub baterii

o napięciu od 7 do 12 V. Nadajnik

prototypowy zamknięto w obudowie

metalowej ( fot. 7 ). Taka obudowa

jest dobrą przeciwwagą dla anteny

oraz ekranuje układ nadajnika od

możliwego, zakłócającego wpływu

emitowanego pola EM.

Do uruchomieniu odbiornika bę-

dzie przydatny sygnalizator z diody

świecącej D1 i rezystora R8. Sygna-

lizator podłączamy do wyjścia LED

odbiornika. Po włą-

czeniu zasilania

odbiornik powinien

od razu podawać

na wyjścia kana-

łów 2...7 sygnał

o wartości średniej

(impulsy długości

1,5 ms). Podłączone

serwomechanizmy

powinny ustawiać

się w pozycji środ-

kowej. Na kanał nr

1 (przeznaczony do

sterowania silni-

kiem) jest wysyłana

wartość minimal-

na (impuls 1 ms

lub PWM=0%), co

oznacza wyłączenie silnika. Dioda

LED powinna być wygaszona. Na-

stępnie włączamy nadajnik (w trybie

normalnej pracy). Odbiornik powinien

natychmiast zacząć sygnalizować od-

biór szybkim mruganiem diody LED,

a sygnały wyjściowe kanałów powin-

WYKAZ ELEMENTÓW

nadajnik

Fot. 6. Sposób wlutowania rezystora 47 k V włączają-

cego na stałe generator nadajnika

Rezystory

R1...R7, R10...R12: 10 k V

R8, R10: 2,2 k V

R9, R13, R16: 1 k V

R14: 100 k V

R15: 330 V

R17: 47 k V

PR1...RP7: 130 k V (potencjometr, kąt

pracy ok. 60 o )

Kondensatory

C1...C8, C11, C12, C16, C17: 330 nF

C9, C10, C15, C21: 4,7 nF

C13, C14: 33 pF

C18: 220 m F/16 V

C19, C20: 100 nF

Półprzewodniki

T1: BC413 (237, 550, itp. NPN)

T2: BC308 (560, itp. PNP)

U1: AT89C2051

U2: HC4051

U3: PCF8582

U4: LM2940

Inne

X1: rezonator kwarcowy 12 MHz

Moduł nadajnika BT27

Odbiornik

się pod pewnym kątem do modelu.

Dipol ustawiony poprzecznie nie ma

tej wady – najsilniej promieniuje na

wprost.

Jak wspomniano, nadajnik BT27

odznacza się nienajlepszą prędkością

transmisji. Dzieje się tak dlatego,

że sygnał modulujący w stanie ni-

skim wyłącza zarówno generator jak

i wzmacniacz wyjściowy nadajnika.

Czas ponownego wzbudzania się ge-

neratora jest na tyle długi, że ogra-

nicza to prędkość transmisji. Można

temu łatwo zaradzić, włączając ge-

nerator na stałe. Modulacja odbywa

się wtedy tylko poprzez kluczowa-

nie stopnia wyjściowego nadajnika,

co jest w zupełności wystarczające.

W tym celu należy wlutować dodat-

kowy rezystor o wartości 47 kV, tak

jak pokazano na fot. 6 . Zastosowano

zwykły rezystor 0,125 W, oczywiście

można wlutować rezystor SMD.

Przy włączaniu zasilania, przełącz-

niki DUAL, TRIM i SAVE powinny

być rozwarte (stan normalny). Po włą-

czeniu, dioda LED powinna „mrugać”

w dość szybkim tempie, co świadczy

o poprawnej pracy układu. Jeśli tak

się nie dzieje, należy skontrolować

Rezystory

MR1: 8x10 k V

R1, R4, R5: 10 k V

R2: 15 k V

R3: 33 V

R6: 100 k V

R7, R9: 330 V

R8: 1 k V

Kondensatory

C1: 10 m F/16 V

C2, C4,: 330 nF

C3: 220 m F/16 V

C5: 100 nF

C6, C7: 10 nF

C10: 1 nF

C11, C12: 33 pF

Półprzewodniki

D1: LED (dowolna)

U1: AT89C2051

U2: LM2940 (z niewielkim radiatorem

np. typu U)

Inne

DŁ1: 15 zw. na rdzeniu ferrytowym

f 3 mm

DŁ2: 10 m H

X1: 12 MHz

Moduł odbiornika BR27

Fot. 7. Widok obudowy nadajnika

Elektronika Praktyczna 3/2007

113

Aparatura zdalnego sterowania na pasmo 433 MHz

Fot. 8. Kondensatory przeciwzakłóce-

niowe lutowane bezpośrednio przy

silniku

Dla osiągnięcia mak-

symalnego zasięgu na-

leży dobrać optymalną

długość anteny odbior-

czej, wykonanej z cien-

kiej linki miedzianej.

W czasie prób odbiornik

powinien być umiesz-

czony w docelowej po-

zycji w modelu. Ante-

na początkowo powin-

na mieć długość około

75 cm. Z tak przygoto-

wanym modelem oddalamy się od

pracującego nadajnika na odległość,

w której dioda LED zaczyna wyka-

zywać zanik transmisji (przerywany,

nieregularny rytm pracy). Wtedy na-

leży stopniowo skracać antenę – po

2...3 cm – aż do uzyskania lepszego

odbioru. W razie „przedobrzenia” moż-

na ew. stosować sztukowanie. Antena

w odbiorniku modelowym zapewniała

najlepszy zasięg przy długości około

60 cm. Należy podkreślić, że w cza-

sie strojenia, antena nie powinna być

ułożona na ziemi, w pobliżu metalo-

wych przedmiotów, czy bardzo blisko

rąk regulującego. W takich warunkach

test będzie niemiarodajny.

Klucz sterujący silnikiem (rys. 3)

jest wykonany na tranzystorze MOS-

FET typu MTP75N03, sterowanym

przez wyjście kanału 1 odbiornika

w trybie PMW. Może on wysterować

silnik prądem do ok. 10 A, bez nad-

miernego rozgrzania się, nawet bez

radiatora. Można zastosować również

tranzystory IRL2203, IRL3803 lub

inne FET–y mocy, dostosowane do

sterowania bramki poziomami logicz-

nymi (+5 V) i o rezystancji kanału

rzędu pojedynczych miliomów. Jeśli

aparatura będzie używana do stero-

wania silnikiem elektrycznym, ważne

Rys. 10. Płytka drukowana odbiornika

ny zacząć odzwierciedlać sterowanie.

Podłączone serwa powinny nadążać

za położeniem potencjometrów w na-

dajniku.

Skontrolowania i regulacji może

wymagać napięcie odcięcia „cut off”.

Napięcie to wynosi około 5,8 V i jest

tak dobrane, aby zabezpieczyć przed

całkowitym rozładowaniem pakiet

złożony z 7 akumulatorów NiCd lub

NiMH lub pakiet z dwóch cel typu

LiIon, LiPol. Aby skontrolować działa-

nie odcięcia, należy zasilić odbiornik

z regulowanego zasilacza, włączyć na-

dajnik i obserwować kanał 1 odbior-

nika – najprościej, mierząc napięcie

wyjściowe w trybie PWM. Napięcie

powinno być proporcjonalne do stero-

wania. Natomiast po zmniejszeniu na-

pięcia zasilania poniżej progu, powin-

no natychmiast opadać do 0 V. Jeśli

planujemy zastosować pakiety o innej

liczbie ogniw niż podane wyżej, na-

leży zmodyﬁkować napięcie odcięcia.

Zaleca się, aby nie było niższe niż

0,8 V na celę dla akumulatorów NiCD

lub NiMH oraz 2,5...3 V dla cel lito-

wo–jonowych. Korekt dokonujemy po-

przez dobór wartości R1 lub R2. Nie

należy ustawiać progu poniżej 5,5 V,

ponieważ stabilizator pracuje popraw-

nie dopiero od tej wartości.

jest prawidłowe odkłócenie. Należy

zastosować kondensatory o wartości

około 100...220 nF lutowane bezpo-

średnio między wyprowadzeniami

silnika oraz między każdym z nich,

a metalową obudową, jak to poka-

zano na fot. 8 . Dodatkową ochronę

przeciw przenikaniu zakłóceń do

odbiornika po zasilaniu zapewniają

dławiki DL1, DL2 oraz kondensatory

blokujące C2...C7.

Płytki drukowane nadajnika i od-

biornika oraz rozmieszczenie ele-

mentów pokazano na rys. 9 i 10 .

Zamiast użytych w rozwiązaniu

modelowym modułów BT27/BR27,

można zastosować ich funkcjonal-

ne odpowiedniki, np. dość popular-

ne moduły RTQ1/RRQ1 ﬁrmy Tele-

controlli. Wymaga to nieznacznego

przeprojektowania płytek nadajnika

i odbiornika. Odbiornik i antena po-

winien być zamontowany w modelu

możliwie daleko od źródeł zakłóceń,

czyli silników i serwomechanizmów.

Należy unikać prowadzenia anteny

w bezpośredniej bliskości przewodów

i innych elementów metalowych.

Użytkowanie – zasady

bezpieczeństwa

Jeśli w miejscu, w którym będzie-

my chcieli używać opisanej aparatury

spotkamy innych modelarzy, zgodnie

z dobrym zwyczajem należy poinfor-

mować ich, jakiego rodzaju jest na-

sza aparatura oraz dla sprawdzić, czy

nie spowoduje ona zakłóceń w ich

modelach. Co prawda szansa takiego

pechowego zdarzenia jest znikoma,

lecz lepiej sprawdzić to zawczasu,

niż później spotkać się z zarzutem

spowodowania kraksy, często bardzo

kosztownych modeli. Pamiętajmy, że

modelarze są bardzo wyczuleni na

przestrzeganie pewnych reguł (np.

uzgadnianie używanych kanałów),

z drugiej strony są to ludzie bardzo

otwarci i uczynni o czym autor miał

okazję niejednokrotnie się przekonać.

Jakub Witkowski

Rys. 9. Płytka drukowana nadajnika

114

Elektronika Praktyczna 3/2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: