Помехозащищенная система телеуправления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аппаратура радиоуправления

 Комментарии к статье

На страницах радиолюбительской литературы уже не раз были описаны узлы дискретного радиоуправления моделями [1, 2], использующего различные способы кодирования команд. Наиболее приемлемым для многих практических случаев оказывается цифровой способ. Однако подобные системы имеют недостаточную защищенность от импульсных помех.

Как известно, источником импульсных помех могут быть не только грозовые разряды, но и исполнительные двигатели модели, а также различная аппаратура, которая используется в народном хозяйстве и медицине и работает на частотах, близких к тем, что применяют для телеуправления. Эти помехи, попадая на вход дешифратора, создают на его выходе ложный сигнал, и модель выполняет ложную команду.

Рассматриваемая ниже система управления обладает повышенной защищенностью от импульсных помех благодаря особому построению дешифратора. В ней использован числоимпульсный принцип подачи команд.

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схеме шифратор показана на рис. 1. На логических элементах D01.1 и DD1.2 собран тактовый генератор. Его частота зависит от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1. Узел DD2.1, DD2.2 - восьмиразрядный сдвиговый регистр. Транзистор - VT1 электронный ключ.

Рассмотрим процесс формирования групп импульсов на примере команды "Стоп". При подаче напряжения питания на шифратор тактовый генератор вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов с частотой 200 Гц и скважностью, равной двум (рис. 2, а). Эти импульсы одновременно поступают на счетный вход

регистров DD2.1 и DD2.2 и на верхний по схеме вход элемента DD1.3. Если командные кнопки SB1-SB4 находятся в положении, показанном на схеме, то на нижнем входе этого элемента будут появляться импульсы длительностью 30 мс (рис. 2, б). На выходе инвертора DD1.4 будут сформированы группы импульсов, разделенные паузой (рис. 2, в). На время действия импульса транзистор VT) открывается, и напряжение от источника питания GB1 поступает на модулятор передатчика.

При выключении питания переключателем SA1 конденсатор С2 через резистор R2 быстро разряжается. Если его не разряжать, то при выключении питания напряжение на нем станет убывать медленно и антенна передатчика некоторое время будет излучать в пространство не командные группы, а последовательность импульсов тактового генератора. Работа дешифратора будет нарушена.

Как формируются группы импульсов остальных команд, легко понять, рассмотрев таблицу.

Чтобы избежать одновременной подачи двух и более команд при случайном нажатии на несколько кнопок, в шифраторе использованы кнопки с переключающими контактами [3].

Для правильной работы устройства защиты от импульсов помех необходимо, чтобы при переходе от одной команды к другой кнопки SB1-SB4 хотя бы на некоторое время находились в ненажатом положении. В этом случае посла каждой переданной команды модель будет выполнять команду "Стоп".

Принципиальная схема помехозащищенного дешифратора показана на рис. 3. Дешифратор состоит из узла, определяющего паузы между командными группами импульсов - одновибратора на логических элементах DD1.2, DD1.3; формирователя импульсов обнуления на элементах DD1.4, DD2.1 и инверторе DD2.2; счетчика DD3 числа импульсов команды в каждой группе и узла защиты от импульсов помех DD4, DD5, VD1-VD16, считающего группы командных импульсов. Регистр DD4.1 подсчитывает группы импульсов команды "Влево", DD4.2 - "Вправо", DD5.1 - "Вперед"и DD5.2 - "Назад". Диод VD17 препятствует прохождению по цепи питания отрицательных импульсов помех, создаваемых двигателями модели. Конденсаторы C3, С4 уменьшают пульсации напряжения, возникающие при работе модели.

(нажмите для увеличения)

Рассмотрим работу дешифратора при команде "Стоп"в отсутствие помех. Допустим, что при подаче питания на дешифратор счетчик DD3 и регистры DD4, DD5 устанавливаются в исходное состояние, т. е. на выходе 0 счетчика DD3 будет уровень 1, а на всех выходах регистров - уровень 0. Это состояние дешифратора считают дежурным, устанавливающимся после включения сначала питания модели, а через некоторое время - передатчика.

Если теперь на вход инвертора DD1.1 поступит первая группа импульсов команды "Стоп"(рис. 4, а), то фронт первого импульса запустит одновибратор и на его выходе (вывод 11 элемента DD1.4) появится уровень О (рис. 4, б). Но импульсы команды поступят также -и на счетный вход счетчика DD3. С каждым импульсом группы высокий уровень будет переходить с одного выхода счетчика DD3 на другой в сторону возрастания их номеров, и в первые разряды регистров DD4, DOS поочередно запишется информация со входа D.

По спаду шестого импульса группы уровень 1 с выхода 6 счетчика DD3 через соответствующие диоды поступит на установочный вход R всех регистров и подтвердит их исходное состояние. Через промежуток времени, равный 6Т (его устанавливают, подбирая резистор R1), на выходе одновибратора появится уровень 1, и на выходе узла формирования импульсов сброса (вывод 4 элемента DD2.1) сформируется короткий импульс отрицательной полярности (рис. 4, в). Длительность импульса (около 0.25 мс) устанавливают, подбирая конденсатор С2. С выхода инвертора DD2.2 импульс (рис. 4, г) поступит на вход R счетчика 003 и установит его в исходное состояние. Затем на вход дешифратора придут вторая, третья, четвертая и т. д. группы, и рассмотренный процесс будет каждый раз повторяться.

Теперь уже легко будет понять работу дешифратора при приеме команды, например, "Назад"в присутствии помех. В каждой группе этой команды содержатся по пять импульсов тактового генератора. Допустим, что на вход дешифратора поступают группы импульсов с помехами - в первой и третьей группах содержится по одному импульсу помехи, т. е, эти группы будут соответствовать группам импульсов команды "Стоп".

В этом случае по окончании первой группы регистр DD5.2 останется в исходном состоянии. В конце второй группы на выходе 1 этого регистра появится уровень 1, который через соответствующие диоды поступит на вход R остальных регистров и запретит запись информации в них по входу D. После третьей группы регистр DD5.2 возвратится в исходное состояние, а на входах R остальных регистров установится уровень 0.

По окончании четвертой группы импульсов вновь на выходе 1 регистра DD5.2 появится уровень 1. Затем после пятой, шестой и седьмой групп уровень 1 будет появляться соответственно на выходах 2, 3 и 4 регистра DD5.2. В результате сработает электронный ключ канала "Назад"и модель выполнит команду.

Если теперь на вход дешифратора поступит группа импульсов команды "Назад"с помехой, то все регистры на очень короткое время - 37,5 мс - возвратятся в исходное состояние, на выходе "Назад"появится уровень логического нуля и электронный ключ закроется и вновь откроется. Даже если исполнительный механизм модели успеет сработать на это время, то положения модели это практически не изменит.

Рассмотрим еще один пример - прохождение команды "Вперед", когда на вход дешифратора поступают группы импульсов с помехами. В каждой группе этой команды - по четыре импульса. Допустим, что только к первой группе этой команды добавился один импульс помехи. Тогда пятый импульс переведет регистры в исходное состояние и дальнейшая запись в них происходить не будет. Но так как вторая и последующие группы импульсов помех не содержат, ни на одном из выходов дешифратора управляющего напряжения команды не появится (поскольку запись в регистр DD5.1 запрещена) и тогда оператор должен будет на короткое время отпустить командную кнопку "Вперед"на передатчике и вновь на нее нажать. Иными словами, ложная команда на выход не пройдет.

В шифраторе использованы конденсаторы К50-6 (С2), КМ (О). Командные кнопки - КМ1-1. Источник питания GB1 - батарея "Крона". Конденсаторы в дешифраторе - К50-6. Диод Д220А можно заменить на Д220Б, Д311А, Д311Б.

При налаживании шифратора подбирают резистор R1 таким, чтобы при частоте тактового генератора 200 Гц скважность импульсов была бы равна двум. Подбирая резистор R1 в дешифраторе, добиваются, чтобы длительность сигнала одновибратора была равна 6Т. Потребляемый шифратором ток в режиме команды "Стоп"- не более 3 мА, а дешифратором - не более 5 мА.

Описанная выше помехозащищенная система телеуправления рассчитана на пять команд. Однако их число нетрудно увеличить. Для получения девяти команд необходимо в шифраторе использовать двенадцатиразрядный сдвиговый регистр и добавить четыре командные кнопки. В дешифраторе надо использовать свободные выходы счетчика 003, добавить соответствующее число регистров и диодно-резисторных узлов, а также установить длительность выходного импульса одновибратора равной ЮТ.

С описанным дешифратором можно совместно использовать готовый настроенный (или самодельный) приемник из комплекта приемопередатчика "Сигнал-1". Из этого комплекта можно также использовать и передатчик. Усовершенствованный вариант этого комплекта был опубликован в статье В. Борисова и А. Проскурина "Модифицированный "Сигнал-1"в "Радио", 1984, № 6, с. 50, 51.

Литература

1. В. Козлов. Узлы аппаратуры управления моделями.- Радио, 1983, № 4, с. 24, 25.
2. В. Иноземцев. Шифратор и дешифратор команд телеуправления.- Радио, 1985. № 7, с. 40, 41.
3. С. Алексеев. Квазисеисорные переключатели на микросхемах.- Радио, 1984. № 3, с. 26-29.

Автор: А. Проскурин, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Аппаратура радиоуправления.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Изолированные 24V дискретные входы ISO1211 и ISO1212 01.09.2017 Компания Texas Instruments представила ISO1211 и ISO1212 - специализированные интегральные схемы для реализации 24 В дискретных входов (по стандарту IEC 61131-2 тип 1, 2 и 3 ГОСТ 61131-2) с индивидуальной гальванической развязкой. При помощи ISO1211 можно реализовать компактный изолированный дискретный вход с защитой на одной микросхеме, а при помощи ISO1212 сразу два гальванически развязанных дискретных входа на одной микросхеме. Традиционно дискретные входы строятся на пассивных компонентах, а в качестве развязки, как правило, используют оптрон. Этот подход достаточно прост и имеет низкую стоимость, однако имеет ряд недостатков: большой размер всего решения, достаточно высокая рассеиваемая мощность, низкая скорость срабатывания. Использование ISO1211 или ISO1212 сводит эти недостатки к минимуму и позволяет построить низкопотребляющий малогабаритный канал со скоростью до 4 Мбит в секунду. Это особенно актуально, когда речь идет о разработке малогабаритного промышленного логического контроллера (ПЛК). Для работы ISO1211 и ISO1212 не требуется использовать гальванически развязанный DC/DC преобразователь, достаточно лишь подать питание со стороны цифровой части в пределах 2,25В...5,5В. Микросхемы имеют встроенную защиту от переполюсовки и превышения напряжения в диапазоне +-60В. Гальванический барьер имеет значение изоляции 2,5кВ среднеквадратичного значения в течение одной минуты (UL 1577). ISO1211 - выполнен в корпусе SOIC8 (4.90 мм х 3.91 мм), ISO1212 - в корпусе SSOP16 (4.90 мм х 3.90 мм).

Другие интересные новости:

▪ Пыле- и влегозащищенный смартфон LG Optimus GJ

▪ Бюджетные китайские электромобили

▪ В больницу - без галстука

▪ Употребление яиц и мяса улучшают умственную деятельность у мужчин

▪ Металл-трансформер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Британский лев. Крылатое выражение

▪ статья Зачем в США действует налог на марихуану, хотя сама ее продажа незаконна? Подробный ответ

▪ статья Тополь черный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Туалетное мыло. Простые рецепты и советы

▪ статья О взаимодействии УМЗЧ с нагрузкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026