Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Arrow Multisolution Day
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

Stiepanowna 13 Lut 2013 21:53 10566 2
  • Niniejszym przedstawiam projekt sterowania radiowego opracowanego dla modelu samolotu zdalnie sterowanego.

    Kodowanie PPM


    Opisane poniżej modulatory wykorzystują kodowanie PPM. To standard powszechnie znany dlatego nie będę się rozpisywał.

    W koderze PPM na każdy kanał jest podawany impuls o długości od 700 do 2200μs; ta długość zależy od położenia drążka sterowania. Podane zakresy mogą trochę się zmieniać w zależności od modelu aparatury. Średniej pozycji serwomechanizmu odpowiada impuls o długości ok 1500μs. Ilość impulsów w ramce to 2-8 w zależności od liczby kanałów.

    Z wyjścia modulatora sygnał wyświetlony na górnym wykresie przechodzi na moduł wysokiej częstotliwości i leci w eter. Następnie jest odbierany przez odbiornik i przesyłany do dekodera, a z wyjścia dekodera każdy impuls jest podawany na odpowiedni serwomechanizm. Pakiet impulsów jest wysyłany ok. 50 razy na sekundę, co oznacza, że co 20ms pozycja serwomechanizmu odpowiada położeniu drążka sterowania.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Modulator nadajnika

    Mikrokontroler PIC16F873/876 posiada wbudowany 10-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Wykorzystując ten mikrokontroler można łatwo zaprojektować modulator sterowania w systemie proporcjonalnym o dość dobrych parametrach.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    - 5 kanałów proporcjonalnych, 2 elementy dyskretne
    - cyfrowe trymowanie
    - pamięć obejmująca 4 modele
    - sygnalizator poziomu naładowania baterii nadajnika

    Za pomocą przycisków TR1+..TR5+ zwiększa się długość impulsu kanałowego, a poprzez przyciśnięcie TR1-..TR5- zmniejsza się długość impulsu; zakres strojenia wynosi 256 kroków.

    Przyciski М+, М- służą do wyboru modelu - numer wybranego modelu wyświetlają dwie diody w systemie binarnym.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym





    Przycisk SAVE zapisuje ustawienie trymerów w wybranym modelu. C0 to wyjście zwykłego sygnału PPM, a C1 wyjście odwróconego sygnału PPM. Ten, którego potrzebujemy, wybieramy za pomocą zworki. Wiąże się to z tym, że część odbiorników odwraca sygnał, a część nie. Mam firmware zarówno na zwykły sygnał, jak i odwrócony, więc możecie próbować i z C0 i z C1 (załącznik TX.zip).

    Płytka drukowana

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Dla tych, co nie lubią rozwiązań z jedną płytką, przedstawiam inny wariant układu ścieżek.

    Na rysunku przedstawionym poniżej, dla klawiatury przewidziano osobne płytki; jest również możliwość podłączenia wyświetlacza LCD.

    Wykorzystanie wyświetlacza umożliwia rozszerzenie funkcji aparatury.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Jeśli nie ma potrzeby korzystania z piątego kanału proporcjonalnego, przy pomocy przełącznika J2 port A5 można podłączyć do +baterii poprzez dzielnik R29 i R30. W takim przypadku sygnał nadal będzie przechodził przez modulator, ale długość impulsu nie będzie zależna od położenia rezystora R5.

    Sygnał na wyjściu modulatora

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Płytka drukowana

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym
    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Pamięć na 16 modeli, numer danego modelu jest pokazywany na wyświetlaczu w systemie szesnastkowym od 0 do F.

    W ten sam sposób są wyświetlane wartości trymerów od 00 do FF.

    W załączniku wsad do modulatora z LCD wersja 1.1a (załącznik mod_87_LCD.zip); wsad do LCD 1x16.

    Firmware do modulatora z LCD i tekst źródłowy programu w wersji 1.3.1a (załącznik mod5_87.zip), firmware do LCD 2x16 (B1602B2).


    Odbiornik, dekoder, regulator obrotów


    Przedstawiony poniżej dekoder jest przeznaczony do pracy ze standardowymi serwomechanizmami. Odbiornik został opracowany dla samolotu zdalnie sterowanego.

    Dekoder zaprojektowałem na dość popularnym PIC16F628A. Ten mikrokontroler posiada wbudowany kontroler PWM i generator, co ułatwiło realizację regulatora obrotów i pozbycie się rezonatora kwarcowego i dwóch kondensatorów.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    - 8 wyjść do podłączenia standardowych serwomechanizmów
    - 1 na tranzystor regulatora obrotów silnika DC

    Schemat włączenia rezonatora kwarcowego jest przewidziany dla rezonatora, pracującego na częstotliwości podstawowej. Kiedy zastosujemy rezonator overtonowy, pracujący na trzeciej harmonicznej, należy z kondensatorem C8 szeregowo połączyć obwód składający się z dławika 1,8µH i kondensatora 27pF. Sam kondensator C8 w tym przypadku powinien mieć 1000pF (patrz schemat).

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Stosowanie dodatkowego obwodu może być konieczne w przypadku braku wzbudzenia heterodyny; przy kilku zbudowanych odbiornikach takiej potrzeby nie było. W przypadku braku wzbudzenia można skorzystać z dławika 0,8µH, podłączonego szeregowo z rezonatorem kwarcowym.

    Zamiast rezonatora kwarcowego w demodulatorze częstotliwości można zastosować obwód - najlepiej gotowy częstotliwości pośredniej. Co prawda proces strojenia odbiornika będzie wtedy nieco trudniejszy.

    Tranzystor regulatora obrotów (na schemacie zaznaczony linią kropkowaną) zaprojektowano na osobnej płytce, możliwie najbliżej silnika.

    Sygnał na wyjściu RA4 i wyjściach RB0-RB7, RA6 demodulatora

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Wsad do demodulatora można pobrać poniżej (dem5I_628.zip).
    Źródła (dem4I_628_src.zip)

    Płytka jednostronna, 3 zworki.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Nadajnik

    Pomimo że niżej zaprezentowany projekt jest dość prosty; osobom, które nie posiadają doświadczenia w konstruowaniu urządzeń w.cz. zalecam kupić gotowy nadajnik i przerobić.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Zasilanie - 9,6V (8 akumulatorów po 1,2V)
    Moc wyjściowa - 0,6W (bez problemu osiąga do 2W)
    Częstotliwość 35 lub 40MHz (jest określona przez kondensatory w obwodach rezonansowych)
    Obliczanie obwodu PI na częstotliwość 35MHz nie było wykonywane!

    Do wykonania nadajnika użyto obudowy cewek z chińskich radiotelefonów na 46MHz. W środku znajduje się tam jeszcze kondensator, zazwyczaj o pojemności 27pF, który może się przydać. Na wszelki wypadek przewidziano na płytce miejsce na kondensatory. Z takiego starego telefonu może się przydać wiele części - np. cewka L5 nawet bez przeróbki, obwód demodulatora częstotliwości czy tranzystory.

    Strojenie nadajnika

    Do dostrojenia nadajnika przyda nam się sonda wysokiej częstotliwości, oscyloskop o zakresie częstotliwości ponad 400MHz i analizator widma. Jeśli tym nie dysponujemy, można zrobić sondę w.cz. (patrz rysunek). Może nie jest tak dobra jak oscyloskop, ale wystarczy do zestrojenia.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    W czasie składania nadajnika nie montujemy tranzystorów T2 i T4 (T3 nie szukajcie, pojawił się tylko w pośrednim wariancie). Rezonator kwarcowy również możemy tymczasowo usunąć; podłączając sondę w punkt styku R8, R9 i C10 (suwak potencjometru sondy znajduje się w najwyższej pozycji wg schematu) upewniamy się czy nie ma napięcia w.cz. - wskazówka nie powinna się odchylać. Montujemy ponownie rezonator kwarcowy - wskazówka sondy powinna się odchylić. Obracając rdzeniem cewki L1 stroimy na maksymalną wartość napięcia w.cz. Następnie montujemy T2 i podłączamy do punktu styku L19 i С17.

    Odnośnie elementów L19 i С17 - tymczasowo też nie są nam potrzebne (właściwie to poprawiają one zakres częstotliwości, można z nich całkowicie zrezygnować). W tym przypadku również obracamy rdzeniem cewki L1 do momentu otrzymania wartości maksymalnej napięcia w.cz.

    Ośmiokanałowe, zdalne sterowanie w systemie proporcjonalnym

    Źródło tłumaczonego tekstu: http://radioteh.nm.ru/shemes/telemeh/RC2005.htm


    Fajne!
  • Arrow Multisolution Day
  • #2 14 Lut 2013 01:50
    Carmixus
    Poziom 14  

    Stiepanowna napisał:

    W koderze PPM na każdy kanał jest podawany impuls o długości od 700 do 2200ms; ta długość zależy od położenia drążka sterowania. Podane zakresy mogą trochę się zmieniać w zależności od modelu aparatury. Średniej pozycji serwomechanizmu odpowiada impuls o długości ok 1500ms. Ilość impulsów w ramce to 2-8 w zależności od liczby kanałów.


    Tutaj nie powinno być µs? Długość ramki rzędu kilkunastu sekund nie wygląda zbyt ciekawie. Poza tym, w przypadku kodowania PPM, te wartości to nie długości impulsów a raczej odstępy czasowe między nimi - a dokładniej między dwoma kolejnymi zboczami narastającymi (jak na rysunku).

  • Arrow Multisolution Day
  • #3 14 Lut 2013 10:27
    Stiepanowna
    Poziom 12  

    @Carmixus, mój błąd - powinno być "µs". Już poprawiłam ;)