Проектирование конструкций

Она состоит из радиопередатчика и приемника сигналов, к которому подключено реле.
В момент приема радиосигнала по обмотке реле проходит электрический ток, и якорь притягивается. Когда радиосигнал прекращается, тока в обмотке реле нет, сердечник реле размагничивается, и пружина оттягивает якорь. Передвигаясь, якорь реле соединяет или разъединяет между собой плоские металлические пружины. Тем самым замыкаются или размыкаются различные электрические цепи.
Таким образом, можно на расстоянии включить электрическую лампочку, электрический звонок, пустить в ход электродвигатель и т. п.
В схеме рис. 5 при действии радиосигнала контакты реле включают ток одновременно в цепь лампочки, звонка, электродвигателя. Но можно сделать так, чтобы от одного нажатия на ключ радиопередатчика зажглась лампочка, от другого — зазвонил звонок, а от третьего — начал вращаться электродвигатель. Для этого обычно используют особое устройство — шаговый искатель. Как видно из схемы радиоуправления, приведенной на рис. 6, шаговый искатель по своему устройству похож на реле. Он имеет электромагнит и якорь. На якоре укреплена небольшая изогнутая пластинка — собачка. Она заходит своим концом в одну из впадин храповика — зубчатого колесика с косыми зубьями. Храповик укреплен на тонкой стальной оси. На этой же оси насажена пружинящая металлическая пластинка, называемая контактной щеткой.
Контактная щетка в момент покоя находится на одном из контактов, расположенных по дуге окружности. Эти контакты составляют так называемое контактное поле искателя. Когда электромагнит включается в цепь источника тока, его сердечник намагничивается и притягивает якорь.

Здесь мы рассмотрели несколько схем ламповых генераторов высокой частоты, наиболее пригодных для управления моделями по радио. Существуют и другие схемы.
Генератор высокой частоты вместе с источниками питания и вспомогательными устройствами (ключ, кнопка для передачи сигналов и т. п.) называется передатчиком. Для создания радиоволн он снабжается антенной. Практические примеры выполнения передатчиков приведены в главе IV. Прием сигналов телеуправления на регенеративный приемник в диапазоне метровых волн неустойчив. Стоит изменить напряжение питания, настройку колебательного контура или частоту принимаемого сигнала — и чувствительность регенеративного приемника резко падает. Бывает и так, что в нем возникают собственные незатухающие колебания, которые могут «сорвать» выполнение команд телеуправления. Поэтому регенеративный приемник, не* смотря на его простоту, нельзя рекомендовать для целей управления на расстоянии.
Гораздо лучше ставить в радиоуправляемых моделях сверхрегенеративные приемники. Они много чувствительнее регенеративных и обеспечивают устойчивый прием сигналов управления.
На рис. 13 изображена принципиальная схема простейшего однолампового сверхрегенератора. В этой схеме осуществляются усиление, детектирование и генерирование токов высокой частоты. Обратная связь между катушками L и Loc установлена такой, что при небольшом отрицательном напряжении смещения на сетке лампы в контуре LC создаются собственные колебания, а при увеличении отрицательного напряжения смещения они прекращаются. Для того чтобы генерация прекращалась (срывалась) автоматически, на сетку лампы подается вспомогательное переменное напряжение . Частота этого напряжения должна быть значительно ниже частоты собственных колебаний контура. Когда на сетку лампы поступает положительный полупериод вспомогательного напряжения, в схеме генерируются собственные колебания.

Таким образом, возникновения и срывы генерации происходят в такт с частотой, с которой меняется напряжение на сетке лампы, то есть в такт со вспомогательной частотой. Вспомогательную частоту Называют еще иначе гасящей частотой: с этой частотой «гасятся» (прекращаются) собственные колебания в контуре сверхрегенеративного приемника. Так как колебания напряжения гасящей частоты совершаются равномерно, с постоянной частотой й амплитудой, то именно с этой частотой и происходят периодические вспышки собственных колебаний приемника. При этом в анодной цепи лампы проходят чередующиеся кратковременные импульсы тока. При положительном полупериоде вспомогательного напряжения эти импульсы возникают постепенно, нарастая по амплитуде, а при отрицательном — затухают. Если в анодную цепь радиолампы в схеме рис. 13 вместо реле включить телефон, мы услышим шорох—так называемый шум сверхрегенерации. Он напоминает клокотание закипающей воды в чайнике.
Хотя каждого импульса анодного тока в отдельности мы услышать не можем (вспомогательное напряжение изменяется со сверхзвуковой частотой), но шум сверхреге-керации мы будем слышать все время, пока передатчик не работает.
Как только антенна приемника уловит электромагнитные волны радиопередающего устройства, тотчас же беспорядочные вспышки собственных колебаний приемника упорядочиваются. Теперь эти вспышки зависят уже от интенсивности приходящих радиосигналов. Они получаются гораздо более мощными, чем при отсутствии сигнала, и следуют непрерывно одна за другой. В результате пульсирующий ток в анодной цепи приемной лампы также становится много больше, чем при отсутствии сигнала. Увеличивающийся ток заставляет сработать реле, включенное в анодную цепь сверхрегенератора.

Для нормальной работы приемника сигналов телеуправления одного каскада недостаточно. Дело в том, что одноламповый' сверхрегенератор в моменты вспышек собственных колебаний излучает энергию в пространство наподобие передатчика. Это может помешать работе других радиолиний. Чтобы устранить вредное излучение энергии в пространство, между антенной и сверхрегенератором ставят дополнительный каскад усиления высокой частоты. Применение дополнительного каскада усилителя высокой частоты не только устраняет вредное излучение, но и повышает чувствительность приемника. Кроме того, сверхрегенератор с каскадом усиления высокой частоты работает гораздо устойчивее, потому что антенный контур непосредственно не связан с контуром сверхрегенеративного каскада. Изменения размеров антенны и ее положения в этом случае не влияют на настройку и режим работы сверхрегенератора.
Высокая чувствительность таких приемников объясняется тем, что слабые сигналы радиопередающего устройства управляют более мощными собственными колебаниями, возникающими в схеме сверхрегенератора. Сверхрегенеративные приемники отличаются простотой конструкции и работают безотказно. Различные примеры практического выполнения самодельных сверхрегенеративных приемников даны в главе V.
Дело в том, что в генераторах метровых волн емкости и индуктивности контуров очень малы. Они получаются одного порядка с междуэлектродными емкостями и индук-тивностями вводов обычных радиоламп. Поэтому электронные генераторы метровых волн могут хорошо работать только на специальных радиолампах, имеющих малые емкости между электродами и малые индуктивности вводов.
При использовании ламп, предназначенных для работы в передающих устройствах коротковолновых радиостанций, можно в некоторой степени уменьшить паразитные емкости, если цоколи снять и развести выводные про-воднички в разные стороны. При этом проводнички необходимо максимально укоротить, чтобы уменьшить их индуктивность.

В генераторах передающих устройств и в приемниках телеуправления могут быть применены лампы типа «желудь» — 6Ж1Ж, 6С1Ж, 6К1Ж, «пальчиковые» лампы прямого накала, рассчитанные на питание от электрических батарей — 1К1П, 1Б1П, 1П2Б, 2П1П, подогревные «пальчиковые» лампы —6ЖЗП, 6Н15П, 6С1П, 6К1П, а также 6Ж6С и 12Ж1Л,
Для включения ламп, имеющих штырьки, следует применять высококачественные ламповые панельки из керамики.
Колебательные контуры генераторов метровых волн должны иметь возможно малые потери и обеспечивать достаточно высокую стабильность частоты.
При изготовлении деталей аппаратуры необходимо применять изоляционные материалы, предназначенные для работы на высоких радиочастотах: специальную радиокерамику, полистирол. В случае если этих материалов нет, можно применить органическое стекло или эбонит.
Не следует пользоваться такими изоляционными материалами, как гетинакс, текстолит, карболит: эти материалы в метровом диапазоне вносят большие потери.
Катушки колебательных контуров желательно делать бескаркасными. Выполнять их следует из голого медного провода диаметром 2—3 мм. Лучше применять посеребренный провод.
Катушку колебательного контура для получения одной и той же индуктивности можно сделать короткой, но большего диаметра или, наоборот, малого диаметра, но подлиннее. Какая из них будет лучше? Если диаметр катушки чрезмерно большой, то потери на бесполезное излучение энергии увеличиваются. Кроме того, в таких катушках возрастают потери за счет индуктирования токов в окружающих катушку металлических деталях и в диэлектриках.
Диаметр катушек колебатель-Ркс. 15, Катушка коле- ного контура обычно не превы-бательного контура: шает 40—50 ММ. Однако Диаметр
в-длина; 2а - диаметр. катушки менее 10 мм делать также не рекомендуется (рис. 15),
Для уменьшения потерь энергии необходимо располагать катушку колебательного контура таким образом, чтобы различные металлические части (кожух и т. д.) передатчика находились от нее на расстоянии не меньше ее удвоенного диаметра.
Важное условие для обеспечения стабильности частоты — прочность (жесткость) катушки колебательного контура. Если катушка недостаточно прочно укреплена или если при тряске ее витки вибрируют, то от этого изменяются индуктивность колебательного контура и частота его настройки.

Для настройки колебательных контуров радиопередающих и радиоприемных устройств можно применять подстроечные керамические конденсаторы типа КПК (рис. 17). Статор и ротор этих конденсаторов сделаны из специальной высокочастотной керамики, покрытой проводящим слоем. Конденсаторы КПК не боятся ни жары, ни мороза, ни тряски, ни повышенной влажности воздуха. Их емкость почти не изменяется при изменении внешних условий. Поэтому настройка колебательного контура с таким конденсатором остается постоянной, куда бы ни залетела или ни заплыла модель, на которой он установлен. Конденсаторы КПК выпускаются трех видов: КПК-1 (емкость от 2 до 7 пф), КПК-2 (от 4 до 15 пф) и КПК-3 (от 8 до 30 пф). Для работы в метровом диапазоне радиоволн лучше всего подходят конденсаторы КПК-1.
Конденсаторы постоянной емкости
Отечественная промышленность выпускает конденсаторы постоянной емкости различных типов: керамические, бумажные, слюдяные, электролитические и другие (рис. 18).
В передатчиках и приемниках сигналов телеуправления следует применять только конденсаторы высокого качества. При выборе конденсаторов для той или иной цепи учитывайте, что при работе в метровом диапазоне волн их электрическая прочность резко понижается, поэтому рабочее напряжение принимайте с запасом.
В качестве контурных, разделительных и сеточных конденсаторов постоянной емкости хорошо применять керамические трубчатые конденсаторы КТК или керамические дисковые конденсаторы КДК.

С обратной стороны панели монтируются: тумблер для включения питания передатчика, штепсельная колодка для ключа (или кнопки), рукоятка настройки, стойки для подсоединения лучей антенны. Через небольшое отверстие в панели выпускаются провода к источнику питания. Панель служит крышкой ящика, который склеен из фанеры и привинчивается к панели четырьмя шурупами (рис. 38).
Питание передатчика осуществляется от батареи напряжением 6 в, составленной из четырех последовательно соединенных сухих элементов типа ЗС-Л-30. Эта батарея не только накаливает нить генератора лампы, но используется также и для питания анодной цепи. Для этого применен вибропреобразователь.
Вибропреобразователь можно изготовить самому. Для этого потребуется выходной трансформатор от любого радиоприемника и вибратор от фабричного вибропреобразователя 1. Схема вибропреобразователя, изготовленного моделистом С. Башкиным, показана на рис. 39. Данные этой схемы следующие: первичная обмотка трасформатора имеет 65 витков провода ПЭЛ диаметром 0,69 мм, вторичная — 2700 витков провода ПЭЛ диаметром 0,15 мм. Сердечник Ш-15, набор — 25 мм. Конденсаторы, шунтирующие контакты вибраторов, имеют емкость по 10 000 пф каждый. Передатчик вместе с 6-вольтовым вибропреобразователем потребляет ток 1,2 а; из них катушка возбуждения вибратора потребляет 0,2 а, обмотка трансформатора — 0,7 а и на питание нити накала лампы расходуется 0,3 а.
Когда передатчик не включен, во вторичной обмотке трансформатора индуктируется довольно высокое напряжение — порядка 250 в. Оно может пробить конденсаторы, включенные в цепь сетки генераторной лампы. Во избежание этого необходимо соблюдать определенную последовательность включения, а именно: сначала включить накал радиолампы и только спустя 40—50 сек. начинать подавать сигналы управления, нажимая на ключ передатчика.
Мощность, излучаемая этим радиопередающим устройством, порядка 1,5 вт. Частота модуляции при применении вибропреобразователя порядка 100—200 гц.

Радиоприемник собран по сверхрегенеративной схеме (рис. 46), на трех одинаковых лампах типа 1П2Б. Одна лампа включена в приемный колебательный контур, а две другие служат для усиления низкой частоты.
Колебательный контур состоит из катушки индуктивности L\ с двумя конденсаторами Сх и С2. Катушка индуктивности L\ выполнена без каркаса, из витков голого медного провода диаметром 1,5 мм. Наружный диаметр катушки 18 мм, расстояние между крайними витками также 18 мм.
Конденсатор Сх — подстроечный, фарфоровый, емкостью от 5 до 15 пф. Конденсатор С2 — постоянной емкости, керамический, типа КТК, 5 пф. Эти элементы схемы радиоприемника позволяют получить диапазон настройки в пределах от 38 до 40 Мгц. При включении питания в контуре возникает прерывистая генерация, состоящая из ряда быстро следующих друг за другом «вспышек» (см. стр. 24). Продолжительность каждой такой вспышки зависит от емкости конденсатора С3, а пауза между двумя следующими друг за другом вспышками — от той же емкости и от величины сопротивления R\. Подбором величин емкости Сз и сопротивления Ri можно получить вспышки генерации, следующие с частотой в 20—30 кгц (сверхзвуковая частота). Величина сопротивления R\, играющего роль утечки управляющей сетки первой лампы, порядка 0,5 — 1,0 мгом (подбирается практически при настройке и регулировке приемника).
Импульсы «вспышек» детектируются первой лампой, и на нагрузке R2 выделяется напряжение низкой частоты, равной частоте модуляции сигнала радиопередатчика.
Напряжение низкой частоты с сопротивления R2 подается в усилительный каскад, то есть на управляющую сетку лампы Л2, через разделительный конденсатор Cs емкостью 0,01 мкф. Лампа Л2 усиливает приходящий сигнал, и на ее анодной нагрузке #5 образуется некоторое падение напряжения. Так как этого напряжения еще недостаточно для срабатывания реле, то оно поступает на управляющую сетку выходной лампы через разделительный конденсатор С8 емкостью 0,01 мкф.
Для того чтобы не возникла паразитная генерация низкой частоты, в цепь питания анодов между нагрузкой сверхрегенератора и первым каскадом усиления низкой частоты включены сопротивление #3-5000 ом и электролитический конденсатор Сб емкостью 10 мкф (с рабочим напряжением 50 в). Сопротивление и конденсатор образуют ячейку фильтра.

Конденсаторы Сю и С9 защищают первичную обмотку трансформатора от токов, создаваемых беспорядочными вспышками генерации при отсутствии сигнала. Так как частота этих токов довольно большая, то они замыкаются через емкости конденсаторов С9 и С10, а в обмотку трансформатора не попадают. Таким образом удается избавиться от искажающих сигналов.
Вторичная обмотка трансформатора соединена с выпрямительным мостиком, состоящим из четырех селеновых шайб диаметром 18 мм, по одной в каждом плече. Ток, выпрямленный мостиком, поступает в обмотку приемного реле. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока мостик шунтируется электролитическим конденсатором С п емкостью 10 мкф (с рабочим напряжением 12 в).
Со вторичной обмотки трансформатора усиленный сигнал низкой частоты поступает в выпрямительный мостик, а оттуда — в обмотку первичного реле.
Для радиоуправляемых моделей самолетов можно использовать малогабаритный выходной трансформатор от портативных слуховых аппаратов типа «Звук». Вторичная обмотка этого трансформатора заменяется. Она наматывается из 3000 витков провода ПЭЛ-1 диаметром 0,05 мм.
Для сухопутных и плавающих моделей можно взять трансформатор от любого приемника, на выходе которого включена радиолампа типа 2П1П.
В качестве первичного реле можно применить любое реле чувствительностью 0,5 ма. Сопротивление обмотки реле должно быть в пределах от 5000 до 6000 ом. Если оно меньше, последовательно включается постоянное сопротивление соответствующей величины.
Преимущество описанной схемы радиоприемного устройства заключается в том, что, когда команды телеуправления не передаются, обмотка реле не находится под током.

Дроссель Др в цепи сверхрегенератора наматывается на корпусе сопротивления типа ВС величиной не менее 5 мгом и мощностью 0,5 вт. Намотка производится проводом марки ПЭЛШО диаметром 0,15 — 0,12 мм виток к витку в один слой на всю длину корпуса.
Все постоянные сопротивления — Ru R2, #4, #5, R7 — типа ВС на мощность рассеивания 0,25 вт. Данные этих сопротивлений указаны на принципиальной схеме (рис. 46). Данные конденсаторов также указаны на схеме. Из них конденсатор С{ — фарфоровый, подстроечный; С2, Сз, Си, С is — керамические типа КТК; С6 и Сп — электролитические, а все остальные — герметического исполнения в фарфоровых корпусах типа КБГ-4.
Приемник монтируется на панели из органического стекла толщиной 1,5—2,0 мм, размерами 120 X 60 мм. Панель размечают по рис. 47 и сверлят в ней отверстия. В отверстия вставляют и расклепывают с обеих сторон кусочки луженой медной проволоки диаметром 1,5 мм. К образовавшимся заклепкам припаивают монтажные провода. На одной стороне панели укрепляют радиолампы, штырь для подключения антенны, подстроечный конденсатор Сх и конденсатор С13, включаемый в анодную цепь лампы Л2.
На другой стороне панели размещают катушку индуктивности колебательного контура и все остальные детали схемы. Электролитический конденсатор Сб емкостью 10 мкф туго вставлен в отверстие панели (рис. 48 и 49).
Проверив правильность монтажа приемника, приступают к наладке. Поворачивая подвижную пластину полупеременного конденсатора С\ колебательного контура, приемник настраивают на частоту сигналов радиопередающего устройства. Параллельно первичной обмотке трансформатора присоединяют трубки от головного телефона.