Радиоуправляемая модель с нуля. Как сделать радиоуправляемый автомобиль Схемы радиоуправляемых моделей

Всем доброго, три месяца тому назад - сидя «на ответах маил ру» наткнулся на вопрос: http://otvet.mail.ru/question/92397727 , после данного мной ответа автор вопроса начал писать мне в личку, из переписки стало известно что Тов. «Ivan Ruzhitsky», он же «STAWR» строит р/у машинку по возможности без «дорогих» заводских железяк.

Из покупного у него имелись RF модули на 433МГц и «ведро» радиодеталей.

Я не то чтобы «заболел» этой задумкой, но все же стал размышлять о возможности реализации данного проекта с технической стороны.
На тот момент я в теории радиоуправления был уже довольно не плохо подкован (я так думаю), кроме того; некоторые наработки уже были на вооружении.

Ну а для людей которым интересно - Администрация придумала кнопку……

Итак:
Все узлы делались «на коленке» соответственно «красоты» никакой, основная задача выяснить - на сколько данный проект осуществим и во сколько это «вылезит» в рублях и в трудонях.

ПУЛЬТ:
Самодельный передатчик делать не стал по двум причинам:
1. У Ивана он уже есть.
2. Однажды пытался замутить 27МГц – ни чего хорошего из этого не вышло.
Поскольку управление задумывалось пропорциональным, всякие пульты от китайского хлама отпали сами собой.

Схему кодера (шифратор каналов) взял с этого сайта: http://ivan.bmstu.ru/avia_site/r_main/HWR/TX/CODERS/3/index.html
Спасибо огромное авторам, именно из за этого устройства мне пришлось еще научиться «прошивать» МК.
Передатчик и приемник купил тут-же на «Парке» правда на 315МГц, просто выбирал подешевле:
На сайте с кодером есть все необходимое – сама схема, печатная плата «под утюг» и целая куча прошивок с различными расходами.

Корпус пульта спаян из стеклотекстолита, стики взял от вертолетного пульта на ИК управлении, можно было и от комповского геймпада, но жена меня убила бы, она на нем играет в «DmC», Отсек для батареек от тог-же пульта.

Приемник есть, но чтобы тачка ехала нужен еще и декодер (дешифратор каналов), вот его-то искать пришлось очень долго – у меня даже «гугл» вспотел, ну как говорится «ищущий да обрящет» и вот он: http://homepages.paradise.net.nz/bhabbott/decoder.html

Там же и прошивки для МК.

Регулятор: Изначально сделал тот что попроще:

Но ездить только передом не айс и был выбран вот этот:

Ссылка на сайт: http://vrtp.ru/index.php?showtopic=18549&st=600
Там же и прошивки.

Перерыв гору материнок и видео карт нужных транзисторов не нашел, а именно для верхнего плеча (Р-канальные), поэтому Н-мост (это узел который питает мотор) был спаян на базе Тошибовской микросхемы из видеомагнитофона «TA7291P»,

максимальный ток 1,2А – что меня вполне устраивало (не TRAXXAS – же делаю), плату рисовал маркером за 20р, травил хлорным железом, паял со стороны дорожек. Вот что получилось.

В эфир излучается «чистый» РРМ, конечно не есть хорошо, на самолет я такое не поставлю, а для игрушки пойдет и так.
Машинка взята заводская, от братьев китайцев, вся трибуха кроме ходового двигателя удалена и на её место всунут наш с Иваном проект, хоть мы и заняты им порознь, задумка-то его!

Потрачено:
Комплект RF модулей – 200р
Два МК PIC12F675 - по 40р за штуку.
Серва - TG9e 75р
+3 вечера.

Если будут вопросы с радостью отвечу, (о многом не написал)
С уважением Василий.

Эта система радиоуправления предназначена для выполнения одной команды, в то-же время её модно расширить до четырёх-пяти команд. К её достоинствам можно отнести минимальные габариты платы приёмника, и сведение к минимуму числа его высокочастотных катушек. Систему можно использовать в каких-либо пусковых устройствах, в системе охранной сигнализации, персонального вызова, или дистанционного управления моделями и приборами.

Во всех этих случаях когда нудно дистанционное управление с расстояния до 500-500м в городе, и до 5000м в открытом пространстве или над водой.

Технические характеристики:

1. Рабочая частота канала............. 27,12 Мгц.
2. Мощность передатчика.............. 600 мВт.
3. Напряжение питания передатчика......... 9 В.
4. Ток потребления передатчиком............. 0,3 А.
5. Чувствительность приёмника............... 2мкв.
6. Селективность при расстройке на 10 кгц......... 36 дб.
7. Напряжение питания приемника........... 3,3-5В.
8. Ток потребления приёмника в покое............... 12 мА.
9. Ток потребления приёмником при срабатывании - 60 мА, и зависит от типа используемого реле.

Принципиальная схема и монтажная приёмного тракта изображена на рисунке 1. Радиочастотный сигнал от антенны через переходной конденсатор С1 поступает в входной контур L1 С2 настроенный на частоту 27,12 Мгц. С выхода этого контура сигнал поступает на высокочастотный усилитель на полевом транзисторе VT1. Диод VD1 служит для ограничении исходного сигнала при не большом расстоянии между антеннами приёмника и передатчика.

Этот транзистор согласует несимметричный высокоомный выход контура с симметричным низкоомным входом микросхемы DA1, которая выполняет функции преобразователя частоты. Частота гетеродина определяется частотой резонанса резонатора Q1. В данном случае частота гетеродина 26,655 мгц. Сигнал промежуточной частоты 465 кгц выделяется на нагрузке преобразователя резисторе R3.

С этого резистора сигнал ПЧ через пьезокерамический фильтр Q2 (он определяет всю селективность) поступает на микросхему DA2, на которой выполнен усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, система АРУ и усилитель низкой частоты. С выхода детектора микросхемы (выгод 8) низкочастотное напряжение амплитудой 50-100 мВ поступает через подстроечный резистор R8 на вход УЗЧ, который усиливает этот сигнал до 1,5 - 2 В.

Усиленный низкочастотный сигнал с вывода 12 микросхемы, через С1В поступает на каскад на транзисторе VT2. Это рефлексный ключевой каскад. Он усиливает переменное напряжение, которое с его коллектора поступает на колебательный контур L2 С19, настроенный на 1250 гц.

Если входное напряжение имеет эту частоту контур входит в резонанс и на катоде диода VD2 появляется постоянное напряжение, которое приводит к открыванию транзистора. Его коллекторный ток увеличивается и как только достигает значения срабатывания реле XS оно срабатывает и замыкает или размыкает своими контактами цепь устройства, подлежащего управлению.

Конструктивно приёмник собран на малогабаритной печатной плате, схема которой изображена в натуральную величину. Нужно использовать малогабаритные детали. Катушка L1 наматывается на цилиндрическом ферритовом стержне диаметром 2,8 мм и длиной 12 мм. Она содержит 14 витков провода ПЭВ-0,31. Наматывают её так, чтобы сердечник мог с некоторым трением двигаться в ней. Пьезокерамический фильтр тоже малогабаритный - ФГЛП061-02 на 465 кгц. Можно использовать и другой фильтр на эту частоту важно, чтобы габариты позволяли.

Реле - РЭС55 - герконовое, паспорт РС4.569.603. Это реле допускает ток коммутации до 0,25А. Можно использовать другое малогабаритное реле, например РЭС43 или РЭС44. Катушка низкочастотного контура L2 намотана на ферритовом кольце К7-4-2 из феррита 400НН, она содержит 350 витков провода ПЭВ-0,06.

Настройка ВЧ части приёмника сводится к настройке входного контура на частоту канала. Настройка каскада на VT2 сводится к установке режима таким образом, чтобы при выключенном модуляторе передатчика контакты реле находились в обесточенном положении. Режим устанавливают подбором R9, в некоторых случаях его можно исключить. R8 подстраивают таким образом, что-бы была максимальная чувствительность и при этом реле не срабатывало от шумов.

Принципиальная схема передатчика изображена на рисунке 2. Задающий генератор передатчика выполнен на VT1 с кварцевой стабилизацией частоты. Кварцевый резонатор Q1 выбран на частоту несущей - 27,12 Мгц. Напряжение этой частоты выделяется в дросселе L1 и через конденсатор С8 поступает на усилитель мощности на транзисторе VT2. Усиленное напряжение ВЧ выделяется на дросселе L3.

Для согласования с антенной используется двойной "51" образный контур на элементах L4, L5, С12, С13, С14 и С15. Он согласует по входному сопротивлению антенну и выход передатчика, и отфильтровывает гармоник несущей частоты. Катушка L6 используется для увеличения эквивалентной длины антенны и следовательно к увеличению отдаваемой энергии.

Для модуляции используется ключевой каскад на транзисторе VT3. При подаче на его базу отрицательного относительно эмиттера напряжения он открывается и подаёт питание на усилитель мощности.

Прямоугольные импульсы для управления модулятором вырабатывает мультивибратор на микросхеме D1. Частота генерации определяется конденсатором С3 и резисторами R1 и R2. Элемент D1.3 выполняет роль формирователя импульсов, а D1.4 выключателя модуляции.

В рабочем режиме при отсутствии команды питание поступает на передатчик (S2 замкнут). Тумблер S1 в этом случае замкнут, и на выходе элемента D1.4 устанавливается напряжение близкое к нулю (относительно минуса питания). Это напряжение является отрицательным по отношению к эмиттеру VT3. Оно через R5 поступает на базу этого транзистора и открывает его.

В результате в режиме отсутствия команды передатчик излучает не модулированный сигнал. Это нужно для того, чтобы забить высокочастотный тракт приёмника и исключить влияние на его работу электрических помех и атмосферных шумов. Для того, чтобы послать команду нужно разомкнуть тумблер S1. Тогда элемент D1.2 откроется и пропустит через себя прямоугольные импульсы от мультивибратора.

Передатчик будет излучать модулированный сигнал, реле приёмника сработает. Если нет опасности от помех и расстояние между приёмником и передатчиком небольшое можно исключить постоянное излучение, разомкнув S1 и посылать команды только замыкая S2. Такой режим нужно использовать при работе аппаратуры в охранном комплексе, так как занимать частоту на столь длительное время нельзя.

Передатчик смонтирован на печатной плате, рисунок которой в натуральную величину изображен на рисунке 2. В передатчике делать минимальные габариты платы не обязательно и можно использовать не такие малогабаритные детали как в приёмнике.

Микросхему К176ЛА7 можно заменить на K561ЛA7 или при изменении разводки платы на К564ЛА7. Транзистор VT1 можно использовать КТ608 с любой буквой, VT2 - КТ606, КТ907. VТ3 - KT816 или ГТ403.

Катушки передатчика L4 и L5 бескаркасные, они имеют диаметр 7 мм и длину 10 мм, L4 содержит 15 витков ПЭВ-0,61, L6 20 витков ПЭВ-0,56. Катушка L6 выполнена так-же как и катушка входного контура приёмника, она имеет ферритовый сердечник. Она содержит 18 витков ПЭВ-0,2. Дроссели L1, L2 и L3 наматываются на постоянных резисторах МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100-с проводом ПЭВ-0,16, по 40 витков. В качестве антенны используется штырь длиной 75 см.

Настройка

Передатчик настраивают при помощи волномера с индикатором напряженности поля или высокочастотным осциллографом (С1-65) с катушкой на входе. В обеих случаях тумблер S1 замыкают и измеряют напряжение на коллекторе VT3, оно должно быть близко к напряжению питании.

Затем с подключенной рабочей антенной путём сжатия и раздвигании витков L4 и L5, подстройкой С13 и изменяем индуктивности перемещением сердечника L6 добиваются максимального неискаженного синусоидального сигнала основной частоты (по ошибке можно настроиться на гармонику), регистрируемого волномером или осциллографом с расстояния около 1 метра от антенны.

Теперь можно включить модуляцию тумблером S1. Теперь на экране осциллографа должен быть виден модулированный сигнал если уменьшить период развёртки осциллографа на его экране появятся сплошные прямоугольники, они не должны иметь искажений и выбросов. Сопряжение низкочастотных настроек приемника и передатчика производится в передатчике подстройкой резистора по максимальной дальности срабатывания.

Если нужно сделать несколько команд нужно сделать переключатель, который будет коммутировать несколько резисторов R2. В приёмнике нужно сделать несколько каскадов, аналогичных каскаду на VT2, которые будут отличаться только емкостью С19, и и подключить их к точке "А" (рис.1). Рекомендуемые емкости С19 для четырёх команд - 0,15 мкф, 0,1 мкф, 0,068 мкф и 0,033 мкф.

После настройки все катушки передатчика и входную катушку приёмника нужно зафиксировать эпоксидной смолой.

Раньше даже близко не было такого изобилия товаров вообще и игрушек в частности. И во многом современный детский рай обязан прогрессу в электронике. Говорящие роботы , мультикоптеры, - всё это не просто есть в магазинах, а продаётся по очень недорогой, для многих, цене. К тому же игрушки иногда бывают настолько продвинутые в плане радиоэлектронной начинки и интересные по работе, что тут впору покупать их не для детей, а для себя. Тем более если отец радиолюбитель:) В общем случайно проходя мимо витрины магазина "Всё по доллару" заметил коробку с китайской радиоуправляемой машинкой, которая стоила всего 10$! Естественно это за весь комплект.

Комплектация Р/У машинки

Машина - гоночный автомобиль
Пульт дистанционного управления
Четыре аккумулятора 1,2 В 600 мА/ч
Зарядное устройство 4,8 В 250 мА

Характеристики авто на радиоуправлении

Питание машинки - 4 шт. 1,2 В никель-кадмиевые аккумуляторы
Питание пульта - 3 пальчиковые батарейки АА
Время заряда - 5 часов
Время работы - пол часа
Частота радиоканала - 27 МГц
Дальность действия радиоканала - 10 метров

На коробке всё написано по китайски - ни одного не то что русского - даже английского слова. Что ж, время учить китайский или развивать интуицию:) Сложного по идее ничего нет: вставил аккумуляторы в авто, три батарейки в пульт - и поехали.

Пульт управления машинкой

Обратите внимание, в комплект не входят батарейки для ПДУ, только к автомобилю. Так что понадобится 3 элемента АА по 1,5 В.

Пульт сразу привлёк внимание полным отсутствием кнопок, не считая кнопки включения.

Всё дело в том, что здесь команды на поворот влево-вправо, движение вперёд-назад, подаются наклоном. Если открыть пульт ДУ и изучить плату с деталями, то видно 4 датчика положения. Внутри этих цилиндриков, впаянных с наклоном, и находятся датчики в виде шариков.

Сама микросхема передатчик формата DIP, как и остальные детали, поэтому пульт очень компактный и лёгкий. К нему спереди прикручена телескопическая антенна на 3 колена. Длинна в разложенном виде - около 30 см. Если вы стоите рядом с авто - можно и не раскладывать её. Но при дальности свыше 5 м это необходимо.

Радиоуправляемая машина

Прежде чем установить аккумуляторы в батареечный отсек авто, необходимо их зарядить. Для этого в комплекте есть маленькой зарядное устройство, естественно импульсное.

Плата внутри него - копия обычной зарядки от мобильного телефона. И параметры (и схема) аналогичные - импульсный преобразователь на транзисторе примерно 2-3 ватта.

При включении кнопки машинки (она на днище), все 4 колеса сразу начнут мигать синими и красными светодиодами, установленными изнутри. Это и красиво, и удобно - сразу понятно, что питание активировано. Чтоб не было ситуации, при которой поигрались и забыли обесточить авто, посадив или вообще угробив аккумуляторы.

Разберём её тоже и заглянем под крышку. Приёмная часть собрана на базе микросхемы RX-2B . Схемы включения вы можете , они стандартны для большинства радиоуправляемых моделей 27 МГц, малого радиуса действия.

А транзисторы С945 коммутируют два моторчика - основной, что находится в задней части авто, и вспомогательный, ответственный за поворот передних колёс.

Фары спереди засвечиваются когда машина едет вперёд. При заднем ходе они сразу гаснут. Интересно, что тут применили не светодиоды, а лампочки. Это конечно более реалистично, но расход энергии увеличивается почти на 100 мА, поэтому для экономии просто перерезал ножницами провода, идущие к ним от платы управления.

Видеоролик работы машинки

В общем китайцы в очередной раз удивляют не столько технологиями, хотя они держат руку на пульсе и постоянно пополняют рынок новыми интересными девайсами, а возмутительно низкой ценой. Подумайте, сколько бы стоили отдельно 4 аккумулятора? А зарядное устройство? Не говоря про остальное. Что касается качества: ребёнок играет уже больше месяца и ничего, машина жива-здорова, хотя перезаряжалась уже раз 20.

Многие хотели собрать простую схему радиоуправления, но чтоб была многофункциональна и на достаточно большое расстояние. Я все-таки эту схему собрал, потратив на неё почти месяц. На платах дорожки рисовал от руки, так как принтер не пропечатывает такие тонкие. На фотографии приемника светодиоды с не подрезанными выводами - припаял их только для демонстрации работы радиоуправления. В дальнейшем их отпаяю и соберу радиоуправляемый самолет.

Схема аппаратуры радиоуправления состоит всего из двух микросхем: трансивера MRF49XA и микроконтроллера PIC16F628A. Детали в принципе доступные, но для меня проблемой был трансивер, пришлось через интернет заказывать. и платой качайте здесь. Подробнеее об устройстве:

MRF49XA - малогабаритный трансивер, имеющий возможность работать в трех частотных диапазонах.
- Низкочастотный диапазон: 430,24 - 439,75 Mгц (шаг 2,5 кГц).
- Высокочастотный диапазон А: 860,48 - 879,51 МГц (шаг 5 кГц).
- Высокочастотный диапазон Б: 900,72 - 929,27 МГц (шаг 7,5 кГц).
Границы диапазонов указаны при условии применения опорного кварца частотой 10 МГц.

Принципиальная схема передатчика:

В схеме TX довольно мало деталей. И она очень стабильная, более того даже не требует настройки, работает сразу после сборки. Дистанция (согласно источнику) около 200 метров.

Теперь к приемнику. Блок RX выполнен по аналогичной схеме, различия только в светодиодах, прошивках и кнопках. Параметры 10-ти командного блока радиоуправления:

Передатчик:
Мощность - 10 мВт
Напряжение питания 2,2 - 3,8 В (согласно даташиту на м/с, на практике нормально работает до 5 вольт).
Ток, потребляемый в режиме передачи - 25 мА.
Ток покоя - 25 мкА.
Скорость данных - 1кбит/сек.
Всегда передается целое количество пакетов данных.
Модуляция - FSK.
Помехоустойчивое кодирование, передача контрольной суммы.

Приемник:
Чувствительность - 0,7 мкВ.
Напряжение питания 2,2 - 3,8 В (согласно даташиту на микросхему, на практике нормально работает до 5 вольт).
Постоянный потребляемый ток - 12 мА.
Скорость данных до 2 кбит/сек. Ограничена программно.
Модуляция - FSK.
Помехоустойчивое кодирование, подсчет контрольной суммы при приеме.

Преимущества данной схемы

Возможность нажатия в любой комбинации любого количества кнопок передатчика одновременно. Приемник при этом отобразит светодиодами нажатые кнопки в реальном режиме. Говоря проще, пока нажата кнопка (или комбинация кнопок) на передающей части, на приемной части горит, соответствующий светодиод (или комбинация светодиодов).

Во время подачи питания на приемник и передатчик, они уходят в тест режим на 3 секунды. В это время ничего не работает, по истечению 3-х секунд обе схемы готовы к работе.

Кнопка (или комбинация кнопок) отпускается - соответсвующие светодиоды сразу же гаснут. Идеально подходит для радиоуправления различными игрушками - катерами, самолётами, автомобилями. Либо можно использовать, как блок дистанционного управления различными исполнительными устройствами на производстве.

На печатной плате передатчика кнопки расположены в один ряд, но я решил собрать что-то наподобии пульта на отдельной плате.

Питаются оба модуля от аккумуляторов 3,7В. У приемника, который потребляет заметно меньше тока, аккумулятор от электронной сигареты, у передатчика - от моего любимого телефона)) Схему, найденную на сайте вртп , собрал и испытал: [)еНиС

Обсудить статью РАДИОУПРАВЛЕНИЕ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ