遥控汽车模型

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这种模型汽车的特点是利用同一个接收机,既可以接收无线电遥控,又可以接收声控,即由哨音控制。虽然接收设备非常简单,只有一个通道,但可以执行多种功能,例如启动、鸣喇叭、前进、左转弯、右转弯、倒退、停止等,操纵灵活、方便。

图1是系统的示意图。由无线电发射机或声源发出的信号,被远离一定距离的接收设备收到后,进行放大,再带动转换开关驱动执行机构,汽车作出相应的动作。

图1
图1 🔍原图 (835×264)

工作原理

无线电发射机:电路见图2。它是由音频振荡器、调制器、高频振荡器和发送器等几部分组成。其中BG\(_{1}\)等组成相移振荡器,产生1000赫左右的音频信号。由于这个音频信号不能发射,所以还需要将音频信号经C5调制到高频振荡信号上。BG\(_{2}\)等组成高频振荡器,改变L1的数值或调磁心位置,可以改变高频频率,本机设计的高频频率为29.5MHz。调制后的振荡信号,由L\(_{1}\)耦合至L2,然后经C\(_{11}\)由天线(L1、C\(_{11}\)和天线构成发送器)向空间发送出去。

图2
图2 🔍原图 (756×461)

无线电接收视:电路见图3。晶体管BG\(_{1}\)、L1、C\(_{4}\)、R2、C\(_{2}\)等构成超再生检波电路。当没有输入信号时,超再生检波电路由于噪声电压的激发,有超再生振荡产生,经检波放大后,出现超再生噪声即“沙沙”声。当有输入信号时,由于发射机发出的载频信号强度远大于超再生噪声,又由于L1、C\(_{4}\)调谐回路调谐在发射机的载频频率上,所以接收机天线接收到的信号能非常顺利地经C1送入超再生检波级,原来的超再生噪声被抑制。图中R\(_{3}\)为检波器的负载。检波后的音频信号经C3,低扼圈、C\(_{7}\)组成的滤波器进行滤波。并由C8耦合至BG\(_{2}\)、BG3等组成的直耦音频选频放大器进行低频放大,其中C\(_{9}\)、L2选频回路的数值选取为发射机的音频振荡频率(1000赫)。选频放大器放大后的音频信号电流,由变压器B\(_{1}\)耦合至BG4进行功率放大。当交流信号足够大时,BG\(_{4}\)集电极电流很大,继电器J动作。图3中,K2为遥控、声控切换开关。图示位置是无线电遥控接收状态,发射机每发送一个调幅信号,接收机中的继电器就吸动一次。

图3
图3 🔍原图 (1040×469)

当开关K\(_{2}\)置于位置“2”时,超再生检波级的电源被切断,BG2 的输入端接入了耳塞机,耳塞机作为声控接收机的传感器,使电路转入声控接收状态。此时耳塞机的作用完全代替了检波级的工作。我们用的声源是哨声,哨声频率约为1000赫,吹一声哨子,接收机中的继电器就吸合一次。这样,用同一个接收机就能完成接收无线电遥控信号和声控信号的两种作用。

转换开关

当继电器吸合一次时,转换开关就变换一组触点位置,使模型作出不同的动作。转换开关由驾驶电动机(带动前轮用的)、减速齿轮箱、转换转盘、簧片等部分组成,如图4(a)所示。模型汽车的前轮跟转换转盘连于同一个轴上。当驾驶电动机工作时,经过减速齿轮箱减速后能带动转换转盘与前轮一起旋转,使汽车模型转弯。转换转盘如图4(b)所示,它是一块厚1.5毫米、直径为30毫米的圆形印制板,上面的敷铜部分腐蚀成图示形状,S\(_{1}\)、S2互不相连。跟这个圆形印制板接触的有K、L、N三片簧片,簧片是用0.5毫米厚的铜片作的,固定在齿轮箱的外壳上,见图4(a)。在安装这三片簧片时,应注意它们的位置,并应和印制板有着良好的接触。

图4
图4 🔍原图 (759×359)

图5为转换开关的电原理图。图中电源的负极与S\(_{2}\)是连通的,这是因为电源的负极焊接在齿轮箱的外壳上,外壳与轴相连,而轴又焊接在印制板的中心,因而与S2 相通。图中D\(_{2}\)代表驾驶电动机,带动前轮,使汽车转弯。D1为驱动电动机,带动后轮,使汽车前进或后退。

图5
图5 🔍原图 (546×2591)

当接收机没有收到指令信号时,如图5(a)所示。由于继电器不吸动,它的两个动触片分别与常闭触点J\(_{1-1}\)、J2-1接通,而簧片K、L之间也不通,所以D\(_{2}\)、D1、喇叭电路均未接通,汽车处于静止状态,前轮位置如图示。

当发射极发出第一个指令信号时,接收机收到该指令后,继电器J吸合,它的动触片分别接通常开触点J\(_{1-2}\)、J2-2,如图5(b)所示。这时驾驶电动机D\(_{2}\)、喇叭的电源电路分别接通,D2带动前轮反时针转动,喇叭发出“嘟嘟”叫声。由于前轮转动时,带动转盘一起动,只要第一个指令信号不停止,前轮就继续反时针方向转动,喇叭也一直叫着。

如果在前轮转到图5(c)所示位置时,停发指令信号,这时由于继电器J释放,它的动触片又和常闭触点J\(_{1}\)-1、J2-1接通,断开了D\(_{2}\)、喇叭的电源,D2不再转动,前轮停止转弯,转盘就停止在这个位置,喇叭也不叫了。而这时,由于簧片K、L都与铜箔S\(_{1}\)相连而接通,而簧片N与S2相接通,D\(_{1}\) 的电源电路接通,D1带动后轮向前运动。只要不再发指令信号,模型汽车就按着前轮转到的方向一直前进。

如果发射机发送第二个指令信号,则继电器J再次吸动,动触片换到与常开触点J\(_{1}\)-2、J2-2接通的位置,见图5(d),这时D\(_{2}\)、喇叭电源电路接通,汽车前轮又转弯,喇叭又叫起来了。而D1由于电源电路被断开,不再转动,汽车停止前进。如果第二个指令信号不停发,汽车前轮就一直反时针转动。第二个指令信号一旦停发,继电器J就马上释放,如图5(e)所示,D\(_{2}\)、喇叭电路断开,D1又开始转动,汽车就按前轮已转到的方向前进。

当发送第三个指令信号时,继电器J又吸动,如图5(f)所示,D\(_{2}\)、喇叭的电源电路接通,前轮转动,如转到图示方向停转,汽车就按前轮转到的方向前进。

当转盘转至图5(g)位置时,停发指令后,继电器J释放,D\(_{2}\)停转,喇叭停叫。这时电动机的电源电路反向接通,D1倒转,带动汽车作倒退运动。

从图5可以看出,当转盘转到簧片K、L与S\(_{3}\)接触时,由于S3绝缘,K、L不能接通,D\(_{1}\)的电源电路被断开,D1无法转动,汽车不再前进。

从上述看,汽车似乎是要按固定的顺序控制,其实不完全这样。模型汽车的动作可以完全自由选择。例如,开始时,若模型汽车的前轮位置如图5(a)所示的停车位置,原来第一个动作是左转弯,现在要求它的第一个动作是倒车,只要发指令信号的时间略长一些,待转换转盘和前轮转至如图5(g)所示的位置时,再停发指令,模型就跳过了左转、前进、右转的动作而变为倒车了。也就是说,可用控制指令信号的长短来达到自由选择所需动作的目的。为了使动作更准确,可以在转换转盘的轴上(露出车外)装上一个标志,例如装饰成雷达天线,可通过观察标志来确定模型的动作。

元器件选择

发射机的BG\(_{1}\)、BG2用3DG6,30<β<120,可用3DG8、3DG12、3DG27代替。L\(_{2}\)用0.5毫米的镀银铜线绕在直径为8毫米的骨架上,绕9圈,骨架内装有6×12(毫米)的NX—20可调螺纹磁心。然后在L2的外面用线径为0.3毫米的漆包线绕1圈作为L\(_{1}\)。

接收机中,BG\(_{1}\)可以用3AK20、3AK21、3AG28(30<β<120)。BG2、BG\(_{3}\)、BG4用3AX31或其它型号的低频小功率三极管,BG\(_{4}\)的β>80,BG2、BG\(_{3}\)的β>30即可。L1用线径为0.5毫米的漆包线在直径为8毫米的骨架上间绕9圈,骨架中装进6×12的NX—20可调螺纹磁心。变压器B\(_{1}\)的初级(L2)用线径为0.07毫米的漆包线绕1080圈,次级用线径为0.09毫米的漆包线绕360圈,铁心用E14型。继电器J用JRX—13F或相类似的型号。

安装与调试

发射机的调试:先调音频部分,断开图2(b)中的a点与b点,调节R\(_{3}\)使BG1的集电极电流在0.7~1毫安之间,电路即能起振。此时,如果在BG\(_{1}\)的集电极与地之间跨接一只0.01微法的电容与高阻耳塞机(二者串联)即能听到“嘟…嘟…”的音频信号,改变W1,音调也随着改变。

调高频电路时,将9伏电源从a点直接送入(此时b点仍旧断开),调节R\(_{7}\)使BG2的集电极电流为7~9毫安,电路一般能起振,若不起振,可适当改变C\(_{9}\)的数值。检查电路是否起振,可以用场强计。将场强计靠近天线,若场强计的指针发生偏转,说明电路起振,再反复调节R7、C\(_{9}\)的数值,使指针偏转最大为好。如果没有场强计,可将发射机靠近电视机,若起振,电视机屏幕上应出现强烈的干扰信号条纹。电路起振后,再将a、b点连好。

接收机的调试:先调选频回路,把变压器B\(_{1}\)的L2、C\(_{9}\)接成如图6所示的线路,调节音频信号发生器的频率,同时调换或增减C9(C\(_{9}\)实际为几个电容的并联值)的数值,使毫伏表的读数为最小。如果没有音频信号发生器与毫伏表也不要紧,音频信号发生器可用原先调好的相移振荡器代替,毫伏表可用高阻抗万用表代替;只要仔细调试也有较好的效果。

图6
图6 🔍原图 (420×388)

把所有元件按图3的线路接好,接通电源,调节R\(_{1}\)使BG1的发射极电压在1~1.5伏之间,调R\(_{7}\)使BG2的集电极电压在2.5~3.3伏之间。此时在C\(_{12}\)正端与地之间接一高阻抗的耳塞机,即能听到超再生接收机所特有的“沙沙”声。如果听不到“沙沙”声,应检查线路有否接错,同时也可调换C5的数值。

调谐:使发射机在靠近接收机处发射信号,适当调节发射机和接收机中L\(_{1}\)的磁心,使接收机的耳机能听到清晰的音频信号“嘟嘟”声,然后适当调节发射机中的W1,使音频信号最响,同时观察接收机中的继电器,直至J吸合为止。

最后,再到室外作拉距离调试。调试时应由近到远,反复调节接收机中L\(_{1}\)的磁心,直到收到的信号最强。本设备室外有效距离为100米,室内距离将大为减小。

整机安装:模型汽车的底盘可选择1毫米厚的白铁皮制作。作为动力的电动机D\(_{1}\)可用一般玩具电动机,经减速后带动后轮。而驾驶用的电动D2,可用功率较小的玩具电动机,经减速后带动转换开关与前轮,转换开关与前轮均能绕轴旋转360°。当前轮与后轮的相对位置成180°角度时,应使模型处于停车状态。模型的前轮共有4个,其中两个是假前轮,大小跟后轮一样,安装时略离地面,它们并不真正转动。另外两个前轮的尺寸较小,它们装在模型的底部,从外面看不见,它们才是真正用来交换方向的。

安装完毕试车时,如果发现由于电动机的电火花干扰而接收机失灵,应在D\(_{1}\)、D2的电刷两端各并联上一只1微法电容,或安装其它的减火花电路,以消除干扰。作为声控传感用的耳塞机必须是高阻抗的,安装时要用泡沫塑料加以垫衬,汽车模型可根据自己所爱设计。(汤诞元)