Как устроены радиоуправляемые модели
Радиоуправляемые модели автомобилей вызывают в последние годы все более живой интерес как у детей, так и у взрослых. Это могут быть модели на электродвигателе или даже на двигателе внутреннего сгорания.
В рамках данной статьи мы раскроем тему устройства радиоуправляемых моделей различных типов, и рассмотрим принцип их работы, чтобы тот, кто заинтересуется конструированием собственных радиоуправляемых моделей или просто их покупкой, знал, с чем ему предстоит иметь дело.
Что касается радиоуправляемых моделей автомобилей, то в первую очередь нужно обратить внимание на то, что масштабы бывают очень разными, начиная от 1:5, заканчивая 1:28. Наиболее популярны сегодня масштабы 1:8 и 1:10, а что касается масштаба 1:5, то это очень крупные модели, которые в основном являются моделями на ДВС. Двигатель внутреннего сгорания больше в размерах, чем электродвигатель.
По объему цилиндров двигатели внутреннего сгорания подразделяются на классы: 12, 15, 18, 21, 25. Это цифры, обозначающие рабочий объем двигателя в кубических дюймах, в соответствии с американской классификацией. Очевидно, чем выше класс двигателя, тем выше его мощность. Так, например, мощность двигателя 15 класса составляет в среднем 0,9 л.с.
Двигатели внутреннего сгорания для радиоуправляемых моделей работают, как правило, на смеси масла, метанола и нитрометана. Такое топливо в канистрах можно приобрести в магазинах, где продаются радиоуправляемые модели. Фирменное топливо — гарантия долговечной работы мотора.
Говоря об электродвигателях, следует отметить, что питаются они, как правило, от аккумуляторов, набранных в батарею, и общее напряжение батареи составляет 7,2 В и более.
В магазинах радиоуправляемых моделей продаются такие аккумуляторы, как в виде отдельных ячеек по 1,2 В, так и в виде готовых батарей различной емкости. Сами двигатели классифицируются по количеству витков обмотки статора, обычно — от 10 и более, и чем меньше витков, тем выше скорость вращения ротора.
Основой модели является шасси, ведь именно на шасси располагаются и крепятся как сам двигатель, так и электроника. Шасси бывают различных типов, с разными модификациями приводов, в зависимости от назначения модели. Формула-1 обычно заднеприводные (чаще) или полноприводные (реже), чтобы по ровной поверхности развивать высокую скорость.
У багги, которые водят по гравию, по песку, — чаще всего привод полный, реже — задний. Аналогично багги, траки чаще всего используют полный привод. Монстры с огромными колесами, в основном — полный привод. Шоссейные модели, для езды по ровным поверхностям, чаще — с полным приводом.
Когда стоит вопрос выбора между электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, важно сравнить все достоинства и недостатки того и другого типа двигателей, чтобы выбор получился рациональным.
Так, модели на жидком топливе способны развивать огромные скорости — до 80 км/ч, но задумайтесь, чем чреваты аварии, лобовые столкновения на таких скоростях. Стоит случайно врезаться в стену, и потребуется дорогостоящий ремонт.
Потяните ли вы регулярные заправки качественным топливом, которое дороже бензина? Хотя, объем двигателя мал, и 4-литровой канистры хватит надолго, но все же. Плюс ДВС в том, что продолжительность езды по времени довольно значительна, при этом звук двигателя очень реалистичен. Модели на ДВС дороже моделей на электродвигателях.
Отсюда виден основной минус радиоуправляемых моделей на электродвигателях — у них довольно быстро садится аккумулятор, и езда на одной зарядке вряд ли будет длиться более четверти часа. Но модели на электродвигателях, в сравнении с моделями на ДВС, ездят очень тихо, мотор почти не слышно, нет выхлопов, высокое ускорение, хотя и невелика скорость. Тем не менее, придется раскошелиться на хороший аккумулятор и на зарядное устройство, чтобы заряжаться от сети или от автомобильного прикуривателя.
Принципиально радиоуправление моделей не зависит от масштаба, оно устанавливается на модель в формате Ready to run, если вы покупаете модель, и не требует от потребителя ничего кроме того, чтобы взять в руки пульт, и приступить к вождению. Однако, некоторые модели продаются в виде конструктора, и наконец, кто-то захочет самостоятельно изготовить модель. Поэтому давайте все же рассмотрим принцип работы системы радиоуправления.
В моделях на электродвигателях (как и на моделях с ДВС) установлен приемник. Когда на пульте управления нажимается курок или поворачивается рулевое колесо, приемник внутри модели тут же принимает посланный с пульта сигнал. Сигнал обрабатывается в приемнике, и соответствующее устройство в конструкции модели приводится в действие.
При повороте рулевого колеса (на пульте), сервопривод заставит через тяги повернуться колеса. При нажатии на курок газа, регулятор скорости получит сигнал к изменению оборотов двигателя, и через передачу (кардан или ремни) колеса начнут вращаться быстрее или медленнее. Мотор, как и электроника приемника с регулятором скорости, питается от батареи.
Если говорить о моделях с ДВС, то при нажатии на курок газа на пульте, или при повороте руля на пульте, все так же посылается сигнал в приемник. Приемник обрабатывает сигнал, и включает соответствующие устройства.
При повороте руля на пульте, через систему тяг сервомотор заставит колеса повернуть. При нажатии на газ, второй сервомотор станет двигать заслонку карбюратора, и топливно-воздушная смесь будет подана в цилиндр потоком определенного объема, — скорость изменится. Для питания сервомоторов используется батарея.
Итак, как вы поняли, в конструкцию именно радиоуправляемой модели входят следующие неотъемлемые ее компоненты: пульт управления, приемник, сервоприводы, двигатель (электрический или ДВС), регулятор скорости для электродвигателей. Данные части продаются в виде комплектов или по отдельности.
Остановимся более подробно на принципе работы электроники передатчика и приемника. Передатчик представляет собой в простейшем виде высокочастотный генератор и низкочастотный модулятор. Модулятор включает высокочастотный генератор с частотой команды. Излучаемый антенной пульта, модулированный высокочастотный сигнал принимается приемником, установленным на модели.
Приемник содержит усилитель низкой частоты, высокочастотный каскад и электронное реле. Высокочастотный каскад усиливает и детектирует принятый сигнал, затем сигнал фильтруется, и отфильтрованный сигнал поступает на вход усилителя низкой частоты. Ток низкой частоты сигнала команды действует на эмиттерный повторитель, который приводит к срабатыванию реле в цепи питания соответствующего двигателя.
В простейшем виде радиоуправляемая модель способна ехать вперед и поворачивать, это зависит, разумеется, от количества сервоприводов. Так, квадрокоптер может обладать шестью приводами.
Что касается команд, то они могут передаваться и по радиоканалу, и по wi-fi, и по bluetooth, и по ИК, благодаря тому, что сигнал как-никак всегда кодируется, и не создает помех, а приемник легко распознает свой сигнал, благодаря предварительной настройке.
Теперь остановимся на аккумуляторах для моделей с электродвигателем. Сегодня распространены три типа аккумуляторов: Никель-кадмиевые, никель-металлгидридные и литиевые. Напряжение 7,2 В характерно для первых двух типов, и 7,4 вольта — для литиевых. Литиевые нынче все более популярны, их емкость достигает десятков миллиампер-часов, хотя цена, конечно, соответствующая.
Что касается жидкого топлива, то здесь, как говорилось выше, требуется особое топливо, которое содержит нитрометан. Нитрометан усиливает отдачу ДВС, и содержание сего компонента обычно лежит в диапазоне 16-25%. Содержащееся в топливе масло обеспечивает двигателю смазку. На канистре с топливом указывается процентное содержание в топливе нитрометана, а также тип моделей, для которых данное топливо подойдет.
Кузовы изготавливают из поликарбоната, — легкого и эластичного материала, стойкого к ударам. В продаже есть модели с кузовом и без. Кузов для своей модели можно приобрести и отдельно. Благо, выбор кузовов сегодня очень велик.
Есть прозрачные и окрашенные варианты. Прозрачные можно покрасить изнутри краской для поликарбоната, такая краска продается в магазинах моделей. Для новичков лучше всего подойдет кузов более эластичный, чтобы управление неопытного водителя не привело бы к быстрому его разрушению от аварийных ударов.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрические приборы и устройства
Все, что вы хотели знать о радиоуправляемых моделях машин, но боялись спросить.
Итак, сайт у нас автомобильный и рассказ о радиуправляемых моделях машин будет вполне уместен.
Рассказывать я буду не о игрушках из Ашана, а о серьезных масштабных моделях, преобрести которые можно только в специализированных магазинах.
типичный пример детской игрушки
Итак, начнем с классификации.
В зависимости от того, что нас интересует- гонки по ковровой трассе, дрифт, преодоление бездорожья, прыжки и кувырки или гонки на природе по специальным трассам можно выделить следующие классы по назначению
Шоссейные модели, монстры, багги\трагги и оффроуд модели.
Далее нам следует определиться с масштабом
Наиболее распространены масштабы 1 к 10 и 1 к 8, о более мелких масштабах рассказывать особо смысла нет, а о масштабе 1 к 5 расскажу чуть позже так как это тоже довольно своеобразный класс техники.
Итак, мы выбрали для каких целей нам нужна модель и ее масштаб.
Теперь стоит подумать о том, какой вид тяги будет у модели- с двс или с электротягой.
Тут конечно вопрос предпочтений. На моем примере изначально я мечтал о том, чтобы модель максимально была близка к настоящей машине и обязательно с бензиновым двигателем.
Но на практике вместо бензина довольно дорогой нитрометан, огромный геморой с ее настройкой и обкаткой, лично для меня не совсем понятный ресурс двигателя, кроме того довольно серьезные ограничения- никаких соревнований внутри помещений с моделями с двс не проводится по понятным причинам.
Короче с двс моделями у меня не зашло.
Давайте рассмотрим наиболее популярные на сегодняшний день классы:
-модели для дрифта
-модели для оффроуда
Начнем с моделей для дрифта.
У Вас есть 2 варианта- пойти и купить то, что предложат в магазине в Вашем городе либо поискать и купить нечто продвинутое.
Наиболее распространено во всех модельных магазинах шасси tamiya tt-01. Из коробки модель идет rtr-ready to run- открыл коробку, зарядил батарею и катайся.Для баловства самый раз.
Если есть желание развиваться в данном направлении стоит изучить рынок и взять такое шасси, которое способно показать результаты и вложения в тюнинг будут оправданны.
С моей точки зрения оптимально по соотношению цена\качество присмотреться к бренду 3racing и их линейке sakura. Тут есть хороший потенциал для тюнинга, хороший выбор запчастей и приличное качество.
Из плюсов- очень зрелищно, привлекает много внимания, модели довольно надежные.
Из минусов- кататься одному не очень интересно, желательно кататься на специальной трассе с друзьями.
вот как выглядит хорошее шасси уровня новичок\любитель 
кузов может быть какой угодно
Модели для оффроуда
Таких моделей у меня не было, но кое-какую информацию дать могу.
Искать стоит в интернете.
Наиболее популярным является шасси axial scx-10. Универсальная база для построения любого проекта на его основе. Думаю всем новичкам стоит обратить выбор именно на эту модель т.к. весь тюнинг будет к месту и жалеть о потраченных деньгих не придется.
Из плюсов- красиво, копийно, интересно, особенно тем, кому нравиться оффроуд, есть хорошая тусовка в Москве и довольно большое число мероприятий.
Из минусов- модель будет постоянно грязной, очень важно наличие хорошо загерметизированной электроники.
артикуляция подвески для триала очень важна 
стоковое шасси
Перейдем дальше.
Модели для башинга (прыжки, кувырки и преодоление бездорожья на высоких скоростях)
Тут есть выбор между электро и двс моделями, но копаться на морозе в попытках завести мотор удовольствие не из самых приятных. Выбор стоит в пользу моделей с электродвигателем.
В моей коллекции имеется HPI savage flux.
На модель можно найти очень много тюнинга, она довольно старая и вполне успешная.
Много запчастей можно найти в магазинах в Москве или заказать в интернете.
Из коробки идет готовая к старту, кроме батарей.
Из плюсов — очень много фана, можно катать где угодно
Из минусов- если шарашить на все деньги каждая покатушка будет заканчиваться ремонтом
кстати стоковый корпус отлично держит удары
Модели для гонок по уличным трассам (багги\траги)
Этот вид моделей подразумевает большие скорости, крутые повороты и прыжки на трассе.
Довольно сложный класс для новичков. Требует хороших навыков управления и понимания поведения машины. Выбор довольно большой среди шасси, выбирать можно из чего угодно.
Из плюсов — довольно крепкие шасси, мало поломок по сравнению с другими классами
Из минусов — желательно наличие специализированной трассы и компании друзей.
Силовая установка.
После покупки модели, особенно в случаях, если это не RTR комплект нам предстоит купить электронику.
Силовая установка состоит из мотора и контролера.
Моторы бывают коллекторные и бесколлекторные.
Стоит покупать сразу бесколлекторный мотор и лучше в связке с контролером.
Мощность мотора определяется числом витков, например 10.5T, чем эта цифра меньше, тем мощнее мотор, но мощность не всегда нужна, не стоит брать что-то очень слабое или очень мощное, возьмите середину.
мотор+регулятор хода с 13.5 витками.
Питание.
Для бесколлекторных моторов требуется довольно много энергии и батарейками типа АА мы не отделаемся.
Нам нужны ЛитийПолимерные аккумуляторы (Lipo)
Они различаются по количеству банок — 2s — 2 банки, 3s — 3 банки, по емкости и току отдачи.
Чем больше банок, тем мощнее аккумулятор, нужно это далеко не всегда и не везде.
Стоит рассмотреть варианты аккумуляторов 2s.
Аккумуляторы бывают как в твердом так и в мягком корпусе. На многие соревнования допускаются участники только с аккумуляторами в твердом корпусе.
Ходят слухи, будто аккумуляторы могут взорваться.
На моей практике максимум, что нам удавалось добиться это тупо густой едкий дым в момент, когда мы их специально замыкали.
Рекомендуют хранить аккумуляторы в специальных мешках (lipo safe bag) — для того, чтобы не допустить возгорания.
жесткий корпус 
мягкий корпус
Зарядка.
Нам потребуется приобрести зарядник, который сможет зарядить именно Lipo аккумуляторы.
Впринципе их довольно много, на любой кошелек.
Тут важно обратить внимание на возможность балансировать энергию равномерно по банкам (balance) и максимальную мощность, которую выдает зарядное устройство.
функция заряда с балансировкой по банкам
Управление.
Во всех моделях из коробки в комплекте идет простенький пульт. С него мы можем управлять газом и рулем.
Минусом является частота, на которой работает этот пульт. К моему я ее забыл, но смысл в том, что если вы катаетесь один в поле- вам достаточно, но если планируется кататься с друзьями, возможны помехи от них.
Можно сразу преобрести комплект — приемник и пульт с частотой 2.4 ггц.
Он обладает расширенным функционалом и памятью до 10-15 моделей.
Плюс более четкая настройка курка газа и руля, ограничение крайних положений, есть даже функция ABS.
пульт управления 
экран с настройкой функционала 
приемник
Если кратко, то это все, о чем хотелось рассказать.
Статья написана, основываясь на своем опыте. Если у читателей будет интерес, то в следующем выпуске поговорим о деньгах и о том, где все это покупать.
Простейшая однокомандная схема радиоуправления моделями (3 транзистора)
Для радиоуправления различными моделями и игрушками может быть использована аппаратура дискретного и пропорционального действия.
Основное отличие аппаратуры пропорционального действия от дискретной состоит в том, что она позволяет по командам оператора отклонять рули модели на любой требуемый угол и плавно изменять скорость и направление ее движения «Вперед» или «Назад».
Постройка и налаживание аппаратуры пропорционального действия достаточно сложны и не всегда под силу начинающему радиолюбителю.
Хотя аппаратура дискретного действия и имеет ограниченные возможности, но, применяя специальные технические решения, можно их расширить. Поэтому далее рассмотрим однокомандную аппаратуру управления, пригодную для колесных, летающих и плавающих моделей.
Схема передатчика
Для управления моделями в радиусе 500 м, как показывает опыт, достаточно иметь передатчик с выходной мощностью окьло 100 мВт. Передатчики радиоуправляемых моделей, как правило, работают в диапазоне 10 м.
Однокомандное управление моделью осуществляется следующим образом. При подаче команды управления передатчик излучает высокочастотные электромагнитные колебания, другими словами, генерирует одну несущую частоту.
Приемник, который находится на модели принимает сигнал, посланный передатчиком, в результате чего срабатывает исполнительный механизм.
Рис. 1. Принципиальная схема передатчика радиоуправляемой модели.
В итоге модель, подчинясь команде, меняет направление движения или осуществляет одно какое-нибудь заранее заложенное в конструкцию модели указание. Используя однокомандную модель управления, можно заставить модель осуществлять достаточно сложные движения.
Схема однокомандного передатчика представлена на рис. 1. Передатчик включает задающий генератор колебаний высокой частоты и модулятор.
Задающий генератор собран на транзисторе VT1 по схеме емкостной трех-точки. Контур L2, С2 передатчика настроен на частоту 27,12 МГц, которая отведена Госсвязьнадзором электросвязи для радиоуправления моделями.
Режим работы генератора по постоянному току определяется подбором величины сопротивления резистора R1. Созданные генератором высокочастотные колебания излучаются в пространство антенной, подключенной к контуру через согласующую катушку индуктивности L1.
Модулятор выполнен на двух транзисторах VT1, VT2 и представляет собой симметричный мультивибратор. Модулируемое напряжение снимается с коллекторной нагрузки R4 транзистора VT2 и подается в общую цепь питания транзистора VT1 высокочастотного генератора, что обеспечивает 100% модуляцию.
Управляется передатчик кнопкой SB1, включенной в общую цепь питания. Задающий генератор работает не непрерывно, а только при нажатой кнопке SB1, когда появляются импульсы тока, вырабатываемые мультивибратором.
Посылка в антенну высокочастотных колебаний, созданных задающим генератором, происходит отдельными порциями, частота следования которых соответствует частоте импульсов модулятора.
Детали передатчика
В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы Ь2іэ не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К10-7, КМ-6.
Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм.
Катушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке 010 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.
Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки 01. 2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду XI, расположенному на печатной плате.
Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенны корпуса.
Налаживание передатчика
При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика.
Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные наушники между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.
Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 2. Схема представляет собой простой детекторный приемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 1. 1,2 и содержит 10 витков с отводом от 3 витка.
Рис. 2. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика.
Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе 025 мм. В качестве индикатора используется вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В или микроамперметр на ток 50. 100мкА.
Волномер собирают на небольшой пластине из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50. 60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки.
Настраивая генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц, сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра.
Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1. 1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.
Схема приемника
Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10. 20 мкВ.
Схема сверхрегенеративного приемника для модели приведена на рис. 3. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.
Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогаше-нием, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60. 100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3.
Рис. 3. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели.
Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения.
При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.
Приемник имеет один входной контур L1, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная.
Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R4. Этот сигнал в 10. 30 раз меньше напряжения частоты гашения.
Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7.
При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5. 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала. Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе ѴТЗ и диодах VD1, VD2.
Усиленный транзистором ѴТЗ сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора ѴТЗ.
При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70. 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.
Детали и монтаж приемника
Монтаж приемника выполняют печатным способом на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 100×65 мм. В приемнике используются резисторы и конденсаторы тех же типов, что и в передатчике.
Катушка контура сверхрегенератора L1 имеет 8 витков провода ПЭЛШО 0,35, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе 06,5 мм, с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,7 мм и длиной 8 мм. Дроссели имеют индуктивность: L2 — 8 мкГн, a L3 — 0,07. 0,1 мкГн.
Электромагнитное реле К1 типа РЭС-6 с обмоткой сопротивлением 200 Ом.
Настройка приемника
Настройку приемника начинают с сверхрегенеративного каскада. Подключают высокоомные наушники параллельно конденсатору С7 и включают питание. Появившийся в наушниках шум свидетельствует об исправной работе сверхрегенеративного детектора.
Изменением сопротивления резистора R1 добиваются максимального шума в наушниках. Каскад усиления напряжения на транзисторе VT2 и электронное реле особой наладки не требуют.
Подбором сопротивления резистора R7 добиваются чувствительности приемника порядка 20 мкВ. Окончательная настройка приемника производится совместно с передатчиком.
Если в приемнике параллельно обмотке реле К1 подключить наушники и включить передатчик, то в наушниках должен прослушиваться громкий шум. Настройка приемника на частоту передатчика приводит к пропаданию шума в наушниках и срабатыванию реле.
Как работают игрушечные автомобили на дистанционном управлении
Фото: ©Freepik
Вы когда-либо задумывались над тем, как работают игрушечные автомобили на дистанционном управлении? Какие научные факты и технологии заставляют их двигаться? Эти простые на вид игрушки используют фундаментальный принцип радиосвязи: ими управляет радиосигнал, передаваемый на определённой частоте. Поэтому такие игрушки часто также называют радиоуправляемыми моделями. Впрочем, принцип работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении состоит из множества мелких деталей, о которых вам и расскажут авторы данной публикации.
Принцип работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении
Если говорить кратко, то первая машинка на пульте управления появилась в 70-х годах прошлого века. Такие игрушки достаточно быстро завоевали популярность не только среди детей, но и среди взрослых. Более того, уже никого не удивишь настоящими гонками таких игрушечных автомобилей, в которых соревнуются многочисленные модели высокого класса от «продвинутых» владельцев.
Эти игрушки относятся к категории дистанционно-управляемых устройств – то есть, устройств, которыми можно управлять на расстоянии, используя радиосвязь. Давайте рассмотрим принципы работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении.
Детали и устройства, заставляющие игрушечный автомобиль на дистанционном управлении двигаться
Существует множество моделей и типов игрушек на дистанционном управлении, среди которых наибольшую популярность завоевали дистанционно-управляемые легковые и грузовые машины, самолётики, кораблики. В каждой из таких игрушек присутствуют четыре обязательных компонента, которые помогают им отправлять и принимать радиосигналы.
1 Передатчик
Передатчик – это не что иное, как пульт дистанционного управления, который вы используете для управления игрушкой на расстоянии. Его называют передатчиком, поскольку он посылает игрушкам сигнал, приводящий их в движение. Каждое небольшое движение пульта дистанционного управления влияет на работу игрушечной машинки.
2 Приёмник
Сигналы, передаваемые с пульта дистанционного управления, принимаются в игрушечных машинках с помощью приёмного оборудования, состоящего из платы с микросхемой и антенны, которые установлены в радиоуправляемом автомобиле. После приёма сигнала, запускается мотор машинки, который затем работает в соответствии со следующими сигналами.
3 Источник питания
Источник питания является наиболее важным компонентом игрушечной машинки, поскольку он запускает всю систему и обеспечивает её бесперебойную работу. В большинстве игрушечных автомобилей в роли источника питания выступает аккумуляторная батарея, но в некоторых моделях источником энергии является газ.
4 Моторчик
Моторчик – это сердце игрушечного автомобиля, которое при запуске системой питания обеспечивает движение всех составляющих частей автомобиля. Он настроен таким образом, что позволяет игрушечному автомобилю выполнять такие важные функции, как ускорение, движение колес, рулевое управление и торможение.
Принцип работы
Как уже упоминалось выше, игрушечные автомобили на дистанционном управлении работают в соответствии с получаемыми радиосигналами. При этом принцип работы этих игрушек можно расписать следующим образом:
Шаг 1
Первым делом вам необходимо обеспечить питанием передатчик или же пульт дистанционного управления. Для этого в большинстве случаев используется 9-вольтовый аккумулятор. Затем сам игрушечный автомобиль должен быть включен, и это может быть ручное включение или же включение через пульт дистанционного управления. После включения пульт передаёт серию электрических импульсов для определённого действия. Эти сигналы отправляются в виде радиоволн. Диапазон радиочастот, используемых в игрушечных автомобилях, обычно составляет 27 МГц или 49 МГц.
Шаг 2
В каждом игрушечном автомобиле на дистанционном управлении имеется встроенный приёмник либо антенна для приёма передаваемых сигналов. После получения сигналов для активации определённого действия двигатели запускаются соответствующим образом. Система обеспечивает работу двигателя и всех других рабочих частей автомобиля. Последовательность полученных сигналов заставляет машины двигаться соответственно.
Шаг 3
Игрушечные автомобили на дистанционном управлении снабжены несколькими интегрированными платами, которые кодируют и декодируют полученные сигналы, а затем указывают двигателям, каким образом им необходимо работать. Приёмник получает непрерывную серию электрических импульсов, и микросхемы распределяют команды по типам. Основные команды управления – вперёд, назад, влево и вправо. При этом для выполнения каждой функции используются разные электрические импульсы. Например:
- Движение вперёд – 16 импульсов.
- Движение назад – 40 импульсов.
- Движение вперёд влево и вправо – 28 и 34 импульса соответственно.
- Движение назад влево и вправо – 52 и 46 импульсов соответственно.
Есть и другие функции дистанционного управления – например, контроль скорости и работы тормозов.
Фото: ©Freepik
Радиус действия сигналов дистанционного управления
При выборе игрушечного автомобиля на дистанционном управлении одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать, является максимальная дальность передачи сигнала. Как правило, это то расстояние, с которого пользователь должен управлять транспортным средством. Излишне упоминать о том, что чем больше дальность передачи сигнала, тем лучше обеспечивается управление игрушкой. Среднее расстояние между автомобилем и его владельцем может составлять от 40 до 90 метров при работе на частоте 2,4 ГГц.
Впрочем, на дальность распространения и стабильность приёма сигналов может влиять целый ряд факторов.
Качество устройств управления
Качество интегральных схем передатчика и приёмника определяет мощность передаваемых и принимаемых сигналов.
Препятствия
Во время профессиональных гонок и соревнований на управление игрушечными автомобилями могут влиять различные препятствия: чем более открытым является пространство, на котором проводятся гонки, тем больше шансов, что передаваемый сигнал будет принят без потерь.
Потенциальные помехи
Опять же, во время проведения соревнований помехи, создаваемые другими автомобилями и пультами дистанционного управления, а также прочие нежелательные инфракрасные волны могут значительно ослаблять сигналы управления.
Какова средняя скорость игрушечного автомобиля на дистанционном управлении?
Всё зависит от качества системы питания, однако средняя скорость таких машинок обычно составляет от 40 до 90 км в час. Некоторые модели высокого класса, используемые в профессиональных гонках и соревнованиях, могут развивать скорость до 150 км в час.
Какая средняя частота, используемая в автомобилях с дистанционным управлением?
Большинство автомобилей на дистанционном управлении используют сигналы на частоте 2.45 ГГц – в диапазоне, который называется Speed Spectrum System. Базовые автомобили с дистанционным управлением работают на частотах 27 МГц или 49 МГц, а усовершенствованные устройства работают на частотах 72 или 75 МГц.
Заключение
Все перечисленные выше функции обеспечивают движение игрушечных автомобилей на дистанционном управлении, что является практическим применением достижений науки и техники. На рынке Украины можно найти бесчисленное множество различных моделей таких игрушек, многие из которых обладают усовершенствованными механизмами и функциями, однако все они используют для работы одинаковые базовые принципы. Надеемся, что читатели получили достаточно информации о том, как работают автомобили на дистанционном управлении.