Схемы радиоуправление на 4 команды для avr. Делаем радиоуправление для самолета. Выбор модели и системы управления

Подготовил инженер М. И.Зингер

Как сделать приемник и передатчик для радиоуправления моделями с одновременной подачей двух команд

Консультация № 20

Уважаемый товарищ!

Прежде чем приступить к постройке радиопередаю-щего устройства для управления моделями необходимо получить разрешение от Государственной инспекции электросвязи. Ниже приводятся выдержки из Ин-струкции о порядке регистрации и эксплуатации люби-тельских радиостанций, утвержденной Министром свя-зи 25 февраля 1967 года.

П. 5. Постройка (приобретение) и любительских радиостанций может производиться -ко после получения от Государственной инспекции электросвязи областного (краевого) управления Мини-стерства связи или Министерства связи союзной респуб-лики извещения о разрешении постройки (приобрете-ния) и эксплуатации радиопередающего устройства.

П. 6. Для получения разрешения на постройку (при-обретение) и эксплуатацию любительской коротковол-новой или ультракоротковолновой радиостанции кол-лективного или индивидуального пользования организа-ции и отдельные радиолюбители подают через комите-ты или радиоклубы ДОСААФ в Государственную ин-спекцию электросвязи областного (краевого) управле-ния Министерства связи следующие документы:

а) Заявление-анкету с фотокарточкой в I экзем-пляре;

б) Ходатайство местного комитета ДОСААФ в I эк-земпляре.

П. 24. Любительским передатчикам индивидуально-го и коллективного пользования для радиоуправляемых моделей разрешается работать мощностью не более 1 Вт, типом излучения А2 при ширине полосы излуче-ния не более 25 кГц, с передачей команд телеуправле-ния в диапазона-х 28,0 - 28,2 МГц и 144 - 146 МГц и на частоте 27,12 МГц ± 0,05%.

Использование таких передатчиков для проведения радиосвязей КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

П. 26. Передатчики для радиоуправляемых моде-лей разрешается использовать только на территории

области (края, республики), где выдано разрешение, П. 27. При выезде «а соревнования в другую об-ласть (край, республику) владелец передатчика обя-зан оформить в местной Государственной инспекции электросвязи временное разрешение на право вывоза передатчика с указанием места назначения и срока пре-бывания на соревнованиях. выданного временно-го разрешения должна быть выслана в Государствен-ную инспекцию электросвязи по месту соревнований. П. 28, За изготовление, хранение и использование радиопередающих устройств без разрешения Государ-ственной инспекции электросвязи владельцы этих уст-ройств, в зависимости от характера совершенного ими нарушения, несут уголовную или административную ответственность в соответствии с указами президиумов Верховных Советов союзных республик «Об ответствен-ности за незаконное изготовление и использование ра-диопередающих устройств».

В настоящей консультации использованы узлы и схемы, разработанные автором совместно с М. Василь-ченко. Вся аппаратура выполнена на общедоступных деталях, которые можно приобрести в радиомагазинах или через базы Посылторга. Комплект аппаратуры со-стоит из передающего и приемного устройства.

Принцип работы устройства радиоуправления моде-лями заключается в следующем. У оператора нахо-дится передатчик с пультом управления. В схеме пуль-та управления имеется шифратор, основными узлами которого являются два генератора, настроенные на раз-ные частоты звукового диапазона, и коммутатор. Вклю-чение и выключение генераторов (подача команд) осу-ществляется нажатием и отжатием соответствующих кнопок на пульте. Генераторы с помощью электронного-коммутатора поочередно подключаются к модулятору мощного каскада передатчика приблизительно на время 0,025 с. Процесс коммутации генераторов происходит непрерывно. При нажатии кнопки подачи команды -ного из генераторов передатчик излучает в течение 0,025 с серию радиоимпульсов, частота повторения-ко-торых равна частоте включенного генератора низкой частоты. В следующие 0,025 с передатчик излучает немодулированный сигнал. При нажатии кнопок подачи команд сразу друх генераторов генера- передатчика поочередно, через каждые 0,025 с, бу-дет промодулирована различными звуковыми частотами. Приемник радиоуправления находится на модели. Он имеет в своем составе дешифратор. Модулирован-ный сигнал передатчика усиливается и детектируется приемной части модели, в результате чего выделяются низкочастотные сигналы поданных команд. В дешифра-торе для разделения сигналов команд используются се-лективные реле, каждое из которых срабатывает только при появлении на его входе сигнала определенной низ-кой частоты. Выходы селективных реле соединяются с соответствующими исполнительными механизмами (электромотор или электромагнитная ).

ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Передающее уст-ройство (рис. 1) включает в себя три автономных бло-ка: передатчик с модулятором, шифратор с коммутато-ром и пультом управления, батарею питания.

Передатчик с модулятором состоит из задающего генератора (77, Т2), усилителя мощности (ТЗ) и моду-лятора (Т4, Т5). представляет собой двухтактный автогенератор, частота которого) устанавливается конденсатором С5 в диапазоне 28,0 - 28,2 МГц. Связь задающего генератора с усилителем мощности индуктивная. мощности собран на транзисторе типа П609 по схеме с общей базой. Моду-ляция несущей осуществляется запиранием транзистора ТЗ командными сигналами звуковой частоты. Напря-жение звуковой частоты поступает на базу транзисто-ра Т4 и полностью открывает его, что приводит к запи-ранию транзистора Т5. При отсутствии модуляции транзистор Т5 открыт и передатчик непрерывно излу-чает несущую частоту.

Начинающему конструктору можно рекомендовать исключить контур L3 С8 в коллекторной усилите- мощности и между конденсатором С7 и антенной включить удлинительную катушку. Несмотря на про-игрыш в к. п. д. и потерю мощности, в этом случае зна-чительно упрощается регулировка при достаточном уровне сигнала в антенне. В качестве передающей ан-тенны используется длиной 120 мм.

Рис. 1. Принципиальная схема передающего устройства

Блок шифратора состоит из двух генераторов низ-кой частоты (Т6, Т7 и Т8, Т9), управляющих каскадов (Т10 и Т11) и электронного коммутатора [Т12 и Т13). Генераторы низкой частоты собраны по схеме -вибратора с последовательным колебательным конту-ром. мультивибратора определяет-ся параметрами контура, т. е. индуктивностью L4 и одним из конденсаторов С16 или С17 для первого ге-нератора и соответственно индуктивностью L5 и кон-денсаторами С18 или С19 для второго. Конденсаторы подключаются кнопками Кн1-Кн4 (подача команд). В данном случае каждый генератор рассчитан на две команды, но при необходимости их количество можно увеличить.

Звуковые колебания от генераторов НЧ поступают на управляющие транзисторы Т10 и Т11 соответствен-но, которые работают в режиме электронного клю-ча. Работой электронных ключей управляет коммутатор (Т12, Т13), собранный по схеме симмет-ричното мультивибратора, поочередно включая их на время 0,025 с. Питается передатчик и шифраторов от трех батарей типа 3336 Л, соединенных последова-тельно.

Изготовление передающего устройства. Все катушки индуктивности и дроссели передатчика и блока шифра-торов самодельные. Катушки и L3 намотаны на по-листироловом каркасе диаметром 7 - 8 мм и высотой 20 - 25 мм. В торце каркаса имеется отверстие под винт МЗ для крепления катушки к монтажной плате. Обмотки содержат по 14 витков провода ПЭВ-1 0 0,8 мм с отводом от середины. Катушка связи L2 на-матывается поверх катушки Ы в средней ее части и содержит три витка монтажного провода ПМВГ 0 0,35 или аналогичного. Намотка однослойная, виток к витку. Обмотка дросселя Др1 выполнена на корпусе резистора ВС-1 с сопротивлением более 50 кОм и со-держит 170 - 180 витков провода ПЭВ-1 0 0,2 мм. Др1 порядка 50 мкГ. Подстроечный кон-денсатор С5 типа КПК емкостью 5 - 20 пФ. Катушки L4 и L5 выполнены в броневых сердечниках Б18 и со-держат 1500 витков провода ПЭВ-1 0 0,1 мм. При отсутствии сердечников типа Б18 их можно заменить на сердечник СБ28а, увеличив число витков намотки до 3000. Транзистор П609 можно заменить на два -раллельно включенных транзистора типа П416. Такая замена приведет к уменьшению мощности в антенне, но дальность действия аппаратуры будет вполне доста-точной для первых опытов в радиоуправлении. Удли-нительная катушка, включаемая при отсутствии конту-ра L3 С2 содержит 160 витков провода ПЭЛ-1 диамет-ром 0,8 на каркасе диаметром 7 мм.

Рис. 2. Монтажная плата передатчика

Рис. 3. Монтажная блока шифраторов

Конденсаторы СЗ, С4 и С8 типа КТК, КДК или КЛС. Остальные неполярные конденсаторы могут быть одного из типов МБМ, БМ, КСО и КЛС. Электроли-тические конденсаторы типа ЭМ или « ». Все ре-зисторы - УЛМ-0,125 или МЛТ-0,5.

В качестве коммутирующих элементов Кн1 - Кн4 могут применяться кнопки любого типа, но без фикса-ции. Желательно использовать двухпозиционные вы-ключатели с фиксацией рычага в нейтральном положе-нии или самим изготовить их на базе выключателей типа ВТ-3.602.011.

Регулировка передающего устройства. Тщательно проверив , качество паек, отсутствие коротких замыканий, включают питание и измеряют общий по-требляемый ток. Он должен быть не более 80 - 100 . Миллиамперметр включается в общий провод между выключателем и источником питания. Обычно задающий генератор при исправных деталях сразу начи-нает работать. Настройку задающего генератора и усилителя мощности следует производить с помощью волномера или по шкале связного приемника, имеющего указанный диапазон. Установив конденсатором С5 нужную частоту, настраивают выходной контур L3 С8 по максимальным показаниям волномера. про-изводится с подключенной антенной. К волномеру -ключают небольшой (10 см) провода и относят его от передатчика на такое расстояние, чтобы прибор волномера не зашкаливал. При наличии лампового вольтметра к основанию антенны подключают выносной высокочастотный детекторный пробник и настраивают выходной L3 С8 по наибольшим показаниям вольтметра. При отсутствии выходного контура наст-ройка передатчика сводится к установлению нужной частоты задающего генератора. Для проверки работо- модулятора кратковременно закорачивают коллектор с эмиттером у транзистора Т4. При этом общий потребляемый ток передатчика должен резко уменьшиться до 20 - 30 ,мА. Окончательная настройка контуров ведется после установки передатчика в ко-жух.

Для регулировки блока шифраторов к нему под-ключают источник питания и замеряют общий ток по – , требления, который не должен превышать 25 мА. Если ток превышает указанную величину, необходимо про-вести покаскадную проверку токов транзисторов. При-мерные значения токов и включения миллиампер-метра указаны на рис. 1. Проверка работоспособности коммутатора заключается в измерении напряжения эмиттер-коллектор транзисторов Т12 и 773. Это напря-жение должно быть равно примерно половине напря-жения питания, т. е. около 6 В. Правильно собранный никакой регулировки не требует.

Рабочие частоты генераторов низкой частоты вы-браны следующие: для первой команды - 1750 Гц, для второй - 2500 Гц, третьей - 3250 Гц и четвертой - 4000 Гц. В соответствии с приведенными выше моточ-ными данными индуктивность катушек L4 - L5-0,4 Г. Ориентировочные значения емкостей контурных конден-саторов при этом будут следующие: С16-20000 пФ (1750 Гц), С17-10000 ПФ (2500 Гц), C78-6200 пФ (3250 Гц) и С7Р-3900 пФ (4000 Гц). Более точная на-стройка на частоты команд производится подбором ука-занных емкостей. Для проверки генератора низкой ча-стоты необходимо нажать одну из кнопок подачи команд этого генератора. низкой частоты, возникающие при подаче команды, можно наблюдать с помо-щью осциллографа, вход которого подключается к рези-стору R14. При отсутствии осциллографа, тестером за-меряют напряжение на резисторе R14. Без команды оно-практически равно нулю, при подаче команды - возра-стает до 1В. У второго генератора наме-ряется на резисторе R23. Добившись нормальной ра-боты генераторов низкой частоты и коммутатора, пере-ходят к установке частот модуляции. Измерить частоту модуляции можно с помощью частотомера осцил-лографа и звукового генератора по фигурам Лиссажу, В последнем случае напряжение сигнала низкой часто-ты с резистора R14 или R23 подается на вход верти-кального усилителя осциллографа, а напряжение от звукового генератора - на вход горизонтального -лителя (развертка осциллографа выключается). При-равенстве частот сигналов от звукового генератора и от генератора передающего устройства на экране ос-циллографа появится неподвижная замкнутая , близкая по форме к окружности или эллипсу.

Если измерительных приборов нет, то поступают следующим образом. Устанавливают частоты команд приближенно, сохраняя нужные соотношения между ни- , а точную настройку на частоты команд про-изводят в дешифраторах приемного устройства.. Известно, что для увеличения частоты настрой-ки контура в два раза, при неизменной индук-тивности, величину емкости конденсатора следует умень-шить в четыре раза. С другой увеличение кон-турной емкости в два раза приведет к уменьшению ча-стоты настройки в 1,4 раза. Таким образом, приняв величину емкости С16-6,02 мкФ для каждой следующей команды, будем устанавливать конденсаторы с емко-стью в два раза меньше предыдущей, т. е. 10 000 пФг 5000 пФ, 2500 пФ и т. д. В этом случае, если первая была, например, 1700 Гц, то для последующих емкостей мы получим соответственно частоты 2400, 3400, 4800 Гц и т. .

Расчет приведен только в виде примера. Чтобы из-бежать кратности частот, емкость конденсаторов сле-дует изменять не в два, а в 1,7 - 1,8 раза.

Модулятор передатчика (Т4 и Т5) не требует под-бора каких-либо элементов. При исправной работе передающего устройства подача двух команд одновремен-но вызывает уменьшение общего тока потребления при-близительно на 30 - 40%.

ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Подготовил инженер Марат Исакович Зингер

Редактор Э. И. Меньшенина

Технический редактор М. А. Медведева

Корректор Р. М. Рыкунина,

Подписано к печати 22. 7. 74 г. Изд № 2/288з Формат 84X108 1/32.

Усл. п. л. 0,84 Уч.-изд. л. 0,85

Изд- ДОСААФ, Б-66, Новорязанская ул., л. 26

Изд- ДОСААФ. Зак. 479

В этой статье, вы увидите как сделать радиоуправление на 10 команд своими руками. Дальность действия данного устройства 200 метров на земле и более 400м в воздухе.

Схема была взята на сайте vrtp.ru
Передатчик

Приемник

Для работы нам потребуются список деталей:
1) PIC16F628A-2 шт (микроконтроллер) (ссылка на алиекспрес pic16f628a )
2) MRF49XA-2 шт (радио трансмиттер) (ссылка на алиекспрес MRF 49 XA )
3) Катушка индуктивности 47nH (или намотать самому)-6шт
Конденсаторы:
4) 33 мкФ (электролитический)-2 шт
5) 0,1 мкФ-6 шт
6) 4,7 пФ-4 шт
7) 18 пФ-2 шт
Резисторы
8) 100 Ом-1 шт
9) 560 Ом-10 шт
10) 1 Ком-3 шт
11) светодиод-1 шт
12) кнопки-10 шт
13) Кварц 10MHz-2 шт
14) Текстолит
15) Паяльник
Как видите устройство состоит из минимум деталей и под силу каждому. Стоит только захотеть. Устройство очень стабильное, после сборки работает сразу. Схему можно делать как на печатной плате. Так и навесным монтажом (особенно для первого раза, так будет легче программировать). Для начала делаем плату. Распечатываем

Припаиваем все компоненты, PIC16F628A лучше припаивать самым последним, так как его нужно будет еще запрограммировать. Первым делом припаиваем MRF49XA

Радиоуправление своими руками на 12 команд

Схема позволяет управлять моделями или другими устройствами и нагрузками на расстоянии .Допускается нажатие одновременно до 8 кнопок. Схема проста в изготовлении,и требует после сборки только прошивки контроллеров.Индикаторы исполнения команд – светодиоды. Разумеется, к соответствующим выводам процессора можно подключить например затворы мощных полевых или базы биполярных транзисторов через токоограничивающие резисторы.

Схема передатчика:

Приемник

Сверхрегенератор: При номиналах указанных на схеме и исправных деталях обладает 100% повторяемостью.

Его настройка заключается лишь в раздвигании витков контурной катушки и подборе емкости связи с антенной.3 й вывод контроллера дешифратора служит для контроля прохождения сигнала при настройке (программно подключенный выход внутреннего компаратора).Контролировать можно с помощью обычного УНЧ.
Дешифратор приемника – PIC16F628A , он осуществляет декодирование и исполнение принятых команд.

Система кодер - декодер может работать как по проводам так и с другими приемником и передатчиком. Каждая посылка 0 и 1 со стороны кодера «закрашена» колебаниями 5,5 кГц для лучшей помехозащищенности + передача контрольной суммы.
Питание приемника обязательно от стабилизированного источника 5 вольт (на схеме не показан, в плате предусмотрен КРЕН 5 А +диод). Питание передатчика от 3,6 вольта но не больше 5,5 вольта (на плате предусмотрен КРЕН 5А+диод).
Картина нажатых кнопок в PORTB (выводы 6 - 13) на передающей части полностью отражается на приемной части в PORTB (выводы 6 - 13) соответственно. Картина нажатых кнопок в PORTA (3>2, 4> 15,15> 16, 16> 17).

Пост загорелся и я идеей склепать свой самолетик. Взял готовые чертежи , заказал у китайцев моторчики, аккумуляторы и пропеллеры. А вот радиоуправление решил сделать самостоятельно, во-первых - так интереснее, во-вторых - надо себя чем-то занять пока посылка с остальными запчастями будет ехать, ну и в третьих - появилась возможность соригинальничать и добавить всяких плюшек.
Осторожно, картинки!

Как и чем управлять

Итак, если мы хотим установить привод в крайнее левое положение нужно слать импульсы длительностью 0,9мс с интервалом 20мс, если в крайнее правое - длительность 2,1мс, интервал тот же, ну со средними положениями аналогично. Как оказалось, регуляторы скорости управляются аналогично. Те, кто в теме скажут что это обычный ШИМ , который реализовать на любом микроконтроллере - плевое дело. Вот и я так решил, купил в местном магазине сервомашинку и склепал на макетке для нее так называемый сервотестер на ATtiny13. И тут оказалось, что ШИМ не совсем простой, а с подводными камнями. Как видно из вышеприведенной диаграммы, скважность (отношение длительности импульса к длительности периода) от 5% до 10% (в дальнейшем я за крайние положения принимаю импульсы длительностью 1,0мс и 2,0мс) для 256-значного ШИМ счетчика ATtiny13 это соответствует значениям от 25 до 50. Но это при условии, что на заполнение счетчика уйдет 20мс, а на деле так не получится и для частоты 9,6МГц и предделителя 1024 нужно ограничить счетчик значением 187(ТОР), в таком случае у нас получится частота 50,134Гц. В большинстве (если не во всех) сервомашинок нету точного генератора опорной частоты и поэтому частота управляющего сигнала может немного плавать. Если оставить ТОР счетчика 255, то частота управляющего сигнала будет 36,76Гц - на некоторых приводах оно будет работать (возможно с глюками), но далеко не на всех. Итак, теперь у нас 187-значный счетчик, для него 5-10% соответствуют значениям от 10 до 20 - всего 10 значений, немного дискретно получится. Если думаете поиграть с тактовой частотой и предделителем ниже привожу сравнительную табличку для 8-битного ШИМа:

Но ведь у большинства микроконтроллеров есть 16-битный (и больше) таймер для генерации ШИМ. Здесь проблема с дискретностью сразу пропадет еще и частоту можно точно выставить. Долго расписывать не буду, сразу даю табличку:

Я не думаю, что для китайской сервомашинки есть существенная разница в 600 и 1200 значений, поэтому вопрос с точностью позиционирования можно считать закрытым.

Многоканальное управление

Программная реализация

Остается реализовать прерывания:
ISR(TIMER1_COMPA_vect) //прерывание по достижению верхнего значения счетчика, непосредственно перед началом следующего импульса { //c_num- переменная, обозначающая номер текущего канала, channels - массив значений каналов if (c_num <= 7) { OCR1B = channels; } else { OCR1B = 0; //отключаем ШИМогенератор для несуществующих в демультиплексоре 8 и 9 канала } } ISR(TIMER1_COMPB_vect, ISR_NOBLOCK)// прерывание возникающее в конце импульса { if (c_num <= 7) { PORTC = c_num; //для каналов 0-7 выводим номер канала на PORTC } //и изменяем значение счетчика от 0 до 9 if (c_num >= 9) { c_num = 0; } else { c_num++; } }
Глобально разрешаем прерывания и готово, забивая в channels значения от LOW до HIGH изменяем значения на каналах.

Реализация в железе

Ну с теорией разобрались, пришло время все это реализовать. Мозгом системы выбран микроконтроллер ATmega8A, тактируется от кварца на 16МГц (не потому, что я захотел 16000 позиций сервомашинки, а потому, что у меня такие валялись). Управляющий сигнал для МК будет поступать через UART. В результате получилась вот такая схемка:


Спустя некоторое время появилась вот такая платка:




Два трехштыревых разъема я не припаял потому, что они мне не нужны, а не подряд они впаяны поскольку у меня нету металлизации отверстий, а в нижнем разъеме дорожки с двух сторон, можно было бы заменить проволочкой, но программно нету проблемы выводить сигнал на любой разъем. Также отсутствует 78L05 ибо в моем регуляторе двигателя есть встроенный стабилизатор (ВЕС).
Для получения данных к плате подключается радиомодуль HM-R868:


Изначально думал втыкать его прямо в плату, но эта конструкция не помещалась в самолетик, пришлось сделать через шлейф. Если изменить прошивку, то контакты разъема для программирования можно использовать для включения/отключения каких-нибудь системам (бортовые огни и т.п.)
Плата обошлась примерно в 20грн = $2.50, приемник - 30грн = $3,75.

Передающая часть

Самолетная часть есть, осталось разобраться с наземной аппаратурой. Как уже писалось ранее, данные передаются по UART, на каждый канал по одному байту. Вначале подключал свою систему проводом через переходник к компьютеру и команды слал через терминал. Чтобы дешифратор определял начало посылки, а в будущем выделял посылки адресуемые именно ему, вначале шлется байт-идентификатор, затем 8 байт определяющих состояние каналов. Позже стал использовать радиомодули, при отключении передатчика все моторчики начинали дико дергаться. Дабы отфильтровать сигнал от шумов, десятым байтом шлю XOR всех 9 предыдущих байт. Помогло, но слабо, добавил еще проверку на таймаут между байтами, если он превышается - вся посылка игнорится и прием начинается заново, с ожидания байта-идентификатора. С добавлением контрольной суммы в виде XOR слать команды с терминала стало напряжным, поэтому я побыстрому наклепал вот такую программку с ползунками:


Число в нижнем левом углу - контрольная сумма. Передвигая ползунки на компе двигались рули на самолете! Вообщем отладил я все это и стал думать о пульте ДУ, купил для него вот такие джойстики:

Но потом меня посетила одна мысль. В свое время я тащился от всяких авиасимуляторов: «Ил-2 Штурмовик», «Lock On», «MSFSX», «Ка-50 Черная Акула» и др. Соответственно был у меня джойстик Genius F-23 и решил я прикрутить его к вышеописанной проге с ползунками. Погуглил как это реализовать, нашел этот пост и получилось! Управлять самолетиком с помощью полноценного джойстика, мне кажется, гораздо круче, чем маленькой палочкой на пульте. Вообщем все вместе изображено на первой фотке - это нетбук, джойстик, преобразователь на FT232, и подключенный к нему передатчик HM-T868. Преобразователь подключается 2м кабелем от принтера, что позволяет закрепить его на каком нибудь дереве или чем-то подобном.

Пуск!

Итак, есть самолетик, есть радиоуправление - Поехали!(с) Первый полет производился над асфальтом, результат - сломанный пополам фюзеляж и полувырванный двигатель. Второй полет производился над более мягкой поверхностью:

Последующие полетов 10 были тоже не особо удачными. Основной причиной я считаю сильную дискретность джойстика - по крену он выдавал только 16 значений (вместо возможных 256), с осью тангажа - не лучше. Но так как в результате испытаний самолет был значительно поврежден и не подлежит ремонту:


- проверить правдивость этой версии пока не представляется возможным. В пользу этой версии говорит и зафиксированная на видео попытка выровнять самолет - он летит накрененным, а потом резко заваливается в противоположную сторону (а должен плавно). Вот более наглядное видео:

Дальность действия аппаратуры - примерно 80м, дальше тоже ловит, но через раз.
Ну вот и все, благодарю за внимание. Надеюсь, приведенная информация окажется для кого-то полезной. Буду рад ответить на все вопросы.

Кто из начинающих радиолюбителей не хотел сделать какое-нибудь устройство с управлением по радиоканалу? Наверняка многие.

Давайте рассмотрим, как на базе готового радиомодуля собрать несложное радиоуправляемое реле.

В качестве приёмо-передатчика я использовал готовый модуль. Купил его на AliExpress вот у этого продавца .

Комплект состоит из пульта-передатчика на 4 команды (брелок), а также платы приёмника. Плата приёмника выполнена в виде отдельной печатной платы и не имеет исполнительных цепей. Их необходимо собрать самому.

Вот внешний вид.

Брелок добротный, приятный на ощупь, поставляется с батарейкой 12V (23А).

В брелоке встроена плата, на которой собрана довольно примитивная схема пульта-передатчика на транзисторах и шифраторе SC2262 (полный аналог PT2262). Смутило то, что на микросхеме в качестве маркировки указано SC2264, хотя из даташита известно, что дешифратор для PT2262 - это PT2272. Тут же на корпусе микросхемы чуть ниже основной маркировки указано SCT2262. Вот и думай, что к чему . Что ж, для Китая это не удивительно.

Передатчик работает в режиме амплитудной модуляции (АМ) на частоте 315 МГц.

Приёмник собран на небольшой печатной плате. Радиоприёмный тракт выполнен на двух SMD-транзисторах с маркировкой R25 - биполярных N-P-N транзисторах 2SC3356. На операционном усилителе LM358 реализован компаратор, а к его выходу подключен дешифратор SC2272-M4 (она же PT2272-M4).

Как работает устройство?

Суть работы сего устройства такова. При нажатии на одну из кнопок пульта A, B, C, D передаётся сигнал. Приёмник усиливает сигнал, а на выходах D0, D1, D2, D3 платы приёмника появляется напряжение 5 вольт. Вся загвоздка в том, что 5 вольт на выходе будет только пока нажата соответствующая кнопка на брелоке. Стоит отпустить кнопку на пульте - напряжение на выходе приёмника пропадёт. Упс. В таком случае не получиться сделать радиоуправляемое реле, которое бы срабатывало при кратковременном нажатии кнопки на брелоке и отключалось при повторном.

Связано это с тем, что существуют разные модификации микросхемы PT2272 (китайский аналог - SC2272). А в такие модули почему то ставят именно PT2272-M4, у которых нет фиксации напряжения на выходе.

А какие же бывают разновидности микросхемы PT2272?

PT2272-M4 - 4 канала без фиксации. На выходе соответствующего канала +5V появляется только тогда, пока нажата кнопка на брелоке. Именно такая микросхема используется в купленном мной модуле.

PT2272-L4 - 4 зависимых канала с фиксацией. Если включается один выход, то другие отключаются. Не совсем удобно, если необходимо независимо управлять разными реле.

PT2272-T4 - 4 независимых канала с фиксацией. Самый лучший вариант для управления несколькими реле. Поскольку они независимы, то каждое может выполнять свою функцию независимо от работы других.

Что же сделать, чтобы реле срабатывало так, как нам нужно?

Тут есть несколько решений:

Выдираем микросхему SC2272-M4 и вместо неё ставим такую же, но с индексом T4 (SC2272-T4). Теперь выходы будут работать независимо и с фиксацией. То есть можно будет включить/выключить любое из 4 реле. Реле будут включаться при нажатии кнопки, и выключаться при повторном нажатии на соответствующую кнопку.

Дополняем схему триггером на К561ТМ2. Так как микросхема К561ТМ2 состоит из двух триггеров, то понадобиться 2 микросхемы. Тогда будет возможность управлять четырьмя реле.

Используем микроконтроллер. Требует навыков программирования.

На радиорынке микросхему PT2272-T4 я не нашёл, а заказывать с Ali целую партию одинаковых микрух счёл нецелесообразным. Поэтому для сборки радиоуправляемого реле решил использовать второй вариант с триггером на К561ТМ2.

Схема достаточно проста (картинка кликабельна).

Вот реализация на макетной плате.

На макетке я быстренько собрал исполнительную цепь только для одного канала управления. Если взглянуть на схему, то можно увидеть, что они одинаковые. В качестве нагрузки на контакты реле нацепил красный светодиод через резистор в 1 кОм.

Наверняка заметили, что в макетку я воткнул готовый блок с реле. Его я вытащил из охранной сигнализации. Блок оказался очень удобным, так как на плате уже было распаяно само реле, штыревой разъём и защитный диод (это VD1-VD4 на схеме).

Пояснения к схеме.

Приёмный модуль.

Вывод VT - это вывод, на котором появляется напряжение 5 вольт, если был принят сигнал от передатчика. Я к нему подключил светодиод через сопротивление 300 Ом. Номинал резистора может быть от 270 до 560 Ом. Так указано в даташите на микросхему.

При нажатии на любую кнопку брелока светодиод, который мы подключили к выводу VT приёмника, будет кратковременно вспыхивать - это свидетельствует о приёме сигнала.

Выводы D0, D1, D2, D3; - это выходы микросхемы дешифратора PT2272-M4. С них мы будем снимать принятый сигнал. На этих выходах появляется напряжение +5V, если был принят сигнал от пульта управления (брелока). Именно к этим выводам подключаются исполнительные цепи. Кнопки A, B, C, D на пульте (брелоке) соответствуют выходам D0, D1, D2, D3.

На схеме приёмный модуль и триггеры запитываются напряжением +5V от интегрального стабилизатора 78L05. Цоколёвка стабилизатора 78L05 показана на рисунке.

Буферная цепь на D-триггере.

На микросхеме К561ТМ2 собран делитель частоты на два. На вход С приходят импульсы с приёмника, и D-триггер переключается в другое состояние до тех пор, пока на вход С не придёт второй импульс с приёмника. Получается очень удобно. Поскольку реле управляется с выхода триггера, то и оно будет включено или выключено до тех пор, пока не придёт следующий импульс.

Вместо микросхемы К561ТМ2 можно использовать К176ТМ2, К564ТМ2, 1КТМ2 (в металле с позолотой) или импортные аналоги CD4013, HEF4013, HСF4013. Каждая из этих микросхем состоит из двух D-триггеров. Их цоколёвка одинаковая, но вот корпуса могут быть разные, как, например, у 1КТМ2.

Исполнительная цепь.

В качестве силового ключа используется биполярный транзистор VT1. Я использовал КТ817, но подойдёт КТ815. Он управляет электромагнитным реле K1 на 12V. К контактам электромагнитного реле K1.1 можно подключать любую нагрузку. Это может быть лампа накаливания, светодиодная лента, электродвигатель, электромагнит замка и др.

Цоколёвка транзистора КТ817, КТ815.

Следует учесть, что мощность подключаемой к контактам реле нагрузки должна быть не меньше той мощности, на которую рассчитаны контакты самого реле.

Диоды VD1-VD4 служат защитой транзисторов VT1-VT4 от напряжения самоиндукции. В момент отключения реле в его обмотке возникает напряжение, которое противоположено по знаку тому, которое поступало на обмотку реле от транзистора. В результате транзистор может выйти из строя. А диоды по отношению к напряжению самоиндукции оказываются открытыми и "гасят" его. Тем самым они берегут наши транзисторы. Не забывайте про них!

Если хотите дополнить исполнительную цепь индикатором включения реле, то добавляем в схему светодиод и резистор на 1 кОм. Вот схема.

Теперь, когда на обмотку реле будет подано напряжение, включится светодиод HL1. Это будет указывать на то, что реле включено.

Вместо отдельных транзисторов в схеме можно использовать всего лишь одну микросхему с минимумом обвязки. Подойдёт микросхема ULN2003A . Отечественный аналог К1109КТ22 .

Это микросхема содержит 7 транзисторов Дарлингтона. Удобно то, что выводы входов и выходов расположены друг против друга, что облегчает разводку платы, да и обычное макетирование на беспаечной макетной плате.

Работает довольно просто. Подаём на вход IN1 напряжение +5V, составной транзистор открывается, и вывод OUT1 подключается к минусу питания. Тем самым на нагрузку подаётся напряжение питания. Нагрузкой может быть электромагнитное реле , электромотор, цепь из светодиодов, электромагнит и пр.

В даташите производитель микросхемы ULN2003A хвастается, что ток нагрузки каждого выхода может достигать 500 мА (0,5А), что собственно, не мало. Тут многие из нас умножат 0,5А на 7 выходов и получат суммарный ток в 3,5 ампера. Да, здорово! НО . Если микросхема и сможет прокачать через себя такой существенный ток, то на ней можно будет жарить шашлык...

На самом деле, если задействовать все выходы и пустить в нагрузку ток, то выжать без вреда для микросхемы можно будет около ~80 - 100мА на канал. Опс. Да, чудес не бывает.

Вот схема подключения ULN2003A к выходам триггера К561ТМ2.

Есть ещё одна широко распространённая микросхема, которую можно использовать - это ULN2803A.

У неё уже 8 входов/выходов. Я её выдрал с платы убитого промышленного контроллера и решил поэкспериментировать.

Схема подключения ULN2803A. Для индикации включения реле можно дополнить схему цепью из светодиода HL1 и резистора R1.

Вот так это выглядит на макетке.

Кстати, микросхемы ULN2003, ULN2803 допускают объединение выходов для увеличения максимально-допустимого выходного тока. Это может потребоваться, если нагрузка потребляет более 500 мА. Соответствующие входы также объединяются.

Вместо электромагнитного реле в схеме можно применить твёрдотельное реле (SSR - S olid S tate R elay). В таком случае, схему можно существенно упростить. Например, если применить твёрдотельное реле CPC1035N, то отпадает необходимость в питании устройства от 12 вольт. Достаточно будет 5-вольтового блока питания для питания всей схемы. Также отпадает необходимость в интегральном стабилизаторе напряжения DA1 (78L05) и конденсаторах С3, С4.

Вот так твёрдотельное реле CPC1035N подключается к триггеру на К561ТМ2.

Несмотря на свою миниатюрность, твёрдотельное реле CPC1035N может коммутировать переменное напряжение от 0 до 350 V, при токе нагрузки до 100 mA. Иногда этого достаточно, чтобы управлять маломощной нагрузкой.

Можно применить и отечественные твёрдотельные реле, я, например, экспериментировал с К293КП17Р.

Выдрал его с платы охранной сигнализации. В данной релюшке, кроме самого твёрдотельного реле, есть ещё и транзисторная оптопара. Её я не использовал - оставил выводы свободными. Вот схема подключения.

Возможности К293КП17Р весьма неплохие. Может коммутировать постоянное напряжение отрицательной и положительной полярности в пределах -230...230 V при токе нагрузки до 100 mA. А вот с переменным напряжением работать не может. То есть постоянное напряжение к выводам 8 - 9 можно подводить как угодно, не заботясь о полярности. Но вот переменное напряжение подводить не стоит.

Дальность работы.

Чтобы приёмный модуль надёжно принимал сигналы от пульта-передатчика, к контакту ANT на плате нужно припаять антенну. Желательно, чтобы длина антенны была равна четверть длины волны передатчика (то бишь λ/4). Так как передатчик брелока работает на частоте в 315 МГц, то по формуле длина антенны составит ~24 см. Вот расчёт.

Где f - частота (в Гц), следовательно 315 000 000 Гц (315 Мегагерц);

Скорость света С - 300 000 000 метров в секунду (м/c);

λ - длина волны в метрах (м).

Чтобы узнать, на какой частоте работает пульт-передатчик, вскрываем его и ищем на печатной плате фильтр на ПАВ (Поверхностно-акустических волнах). На нём обычно указана частота. В моём случае это 315 МГц.

При необходимости антенну можно и не припаивать, но дальность действия устройства сократится.

В качестве антенны можно применить телескопическую антенну от какого-нибудь неисправного радиоприёмника, магнитолы. Будет очень даже круто .

Дальность, при которой приёмник устойчиво принимает сигнал от брелока небольшое. Опытным путём я определил расстояние в 15 - 20 метров. С преградами это расстояние уменьшается, а вот при прямой видимости дальность будет в пределах 30 метров. Ожидать чего-то большего от такого простого устройства глупо, схемотехника его весьма проста.

Шифрование или "привязка" пульта к приёмнику.

Изначально, брелок и приёмный модуль незашифрованы. Иногда говорят, что не "привязаны".

Если купить и использовать два комплекта радиомодулей, то приёмник будет срабатывать от разных брелоков. Аналогично будет и с приёмным модулем. Два приёмных модуля будут срабатывать от одного брелока. Чтобы этого не происходило, применяется фиксированная кодировка. Если приглядеться, то на плате брелока и на плате приёмника есть места, где можно напаять перемычки.

Выводы от 1 до 8 у пары микросхем кодеров/декодеров (PT2262/PT2272 ) служат для установки кода. Если приглядется, то на плате пульта управления рядом с выводами 1 - 8 микросхемы есть лужёные полоски, а рядом с ними буквы H и L . Буква H - означает High ("высокий"), то есть высокий уровень.

Если паяльником накинуть перемычку от вывода микросхемы к полоске с пометкой H , то мы тем самым подадим высокий уровень напряжения в 5V на микросхему.

Буква L соответственно означает Low ("низкий"), то есть, накидывая перемычку c вывода микросхемы на полоску с буквой L, мы устанавливаем низкий уровень в 0 вольт на выводе микросхемы.

На печатной плате не указан нейтральный уровень - N . Это когда вывод микросхемы как бы "висит" в воздухе и ни к чему не подключен.

Таким образом, фиксированный код задаётся 3 уровнями (H, L, N). При использовании 8 выводов для установки кода получается 3 8 = 6561 возможных комбинаций! Если учесть, что четыре кнопки у пульта также участвуют в формировании кода, то возможных комбинаций становится ещё больше. В результате случайное срабатывание приёмника от чужого пульта с иной кодировкой становится маловероятным.

На плате приёмника пометок в виде букв L и H нет, но тут нет ничего сложного, так как полоска L подключена к минусовому проводу на плате. Как правило, минусовой или общий (GND) провод выполняется в виде обширного полигона и занимает на печатной плате большую площадь.

Полоска H подключается к цепям с напряжением в 5 вольт. Думаю понятно.

Я установил перемычки следующим образом. Теперь мой приёмник от другого пульта уже не сработает, он узнает только "свой" брелок. Естественно, распайка должна быть одинаковой как у приёмника, так и у пульта-передатчика.

Кстати, думаю, вы уже сообразили, что если потребуется управлять несколькими приёмниками от одного пульта, то просто распаиваем на них такую же комбинацию кодировки, как на пульте.

Стоит отметить, что фиксированный код не сложно взломать, поэтому не рекомендую использовать данные приёмо-передающие модули в устройствах доступа.