Рис. 113. К преоазованию замкнутого колебательного контура в антрнну (открытый колебательный контур): а - замкнутый колебательный контур; б- пространственное распределение электрического поля; в - пространственное распределение электрического и магнитного полей между двумя параллельными проводниками (штырями); г - пространственное распределение полей при разведении штырей; д - антенна-диполь.

1 - магнитное поле; 2 - электрическое поле; 3 - катушка связи.

посередане даполя, наоборот, узел, а по краям - пучности (см. рис. 114). Таким образом, распределение тока и напряжения вдоль антенны в точности соответствует половине хщины волны. Поэтому дицоль часто называют по.иуволновым диполем. Для частоты 27,12 МГц полволны составляет 5,53 м. Для нашего передатчика антенна такой длины была бы, естественно, очень неудобной. Поэтому необходимо искать пути укорочения антенны. Если посередине диполя расположить металлическую пластину, то на распределение полей это никак не повлияет, ибо здесь имеют место пучность тока и узел напряжения. А следовательно, можно безболезненно

Металлическая пластина

Рис. 114. Распределение тока и напряжения в антенне.

и

7 /.

Рис. 115. Заземленный четвертьволновый штырь.

удалить. нижнюю половину антенны, не опасаясь нарушении структуры поля верхней половины, надо только вместо нее вмонтировать в точке питания диполя металлическую пластину или какой-либо другой соответствующий заменитель. Следует учитывать, однако, что укороченная подобным образом антенна излучает лишь половину прежней мощности и имеет вследствие этого иные характеристики. Эту возможность используют при конструировании систем дистанционного управления, nocKOJrbKy земную поверхность можно рассматривать как хорошо проводящий слой. Наша антенна дистанционного управления представляет собой, таким образом, заземленный четвертьволновый штырь (длина антенны h =Х/4), или, как его еще называют, четвертьволновый вибратор (рис.115).

При вертикальном расположении штырь излучает вертикально поляризованные волны. Для заземления корпус передатчика изготовляют металлическим, а провода, ведущие к антенне, делают как можно короче. Равным образом следует делать по возможности короткими и контактные соединения между общей минусовой шиной в схеме передатчика и его металлическим корпусом. Корпус передатчика должен соединяться с минусовой шиной схемы только в одной точке. Такой точкой может служить точка ввода антенны (,рсолодньгй конец катушки связи) или хо;годньгй конец второго либо третьего конденсатора я-фильтра. Ни в каком другом месте схема передатчика проводящего контакта с ег о корпусом иметь не должна: в противном случае могут возникнуть нежелательные высшие гармоники, так называемые паразитные колебания. Меры по обеспечению хорошего заземления оказывают непосредственное в;гияние на дальность действия передатчика. Из диаграммы направленности четвертьволнового штыря, снятой при различньгх значениях сопротивления заземления у переходного сопротивления в месте заземления, видно, что дальность действия вблизи водной поверхности или при сырой почве существенно увеличивается (рис. 116).

Остановимся теперь на очень важном ггараметре антен-

У

Рис. 116. Вертикальная диаграмма направпённости четвертьволновой заземленной антенны для различных

проводимостей почвы. 1 - плохая проводимость; 2 - нормальная; 3 - идеальная.

Падение напряжения на. катушке

Постоянный ток . за. счет постоянной , интенсивности поля Лвнутри катушки

Рис 117. Распределение тока в антенне с удлинительной катушкой в основании антенньг.

I - удлинительная катушка; 2 - катушка связи.

Верхняя стенка

Левая

боковая

Задняя стенка

- Рамка

Правая боковая стенка

Нижняя

Рис. 118. Корпус передатчика.

ны - сопротивлении излучения. Антенна преобразует энергию высокой частоты в энергию излучения, поэтому теоретически мы можем заменить ее (как нагрузку высокочастотного выходного каскада) омическим сопротивлением. При этом под сопротивлением излучения антенны будем понимать эквивалентное сопротивление в месте присоединения антенны, через которое протекает такой же ток, что и в настоящей антенне, и на котором расходуется эффективная мощность, соответствующая мощности излучения. У полуволнового диполя сопротивление излучения изл составляет 73,2 Ом (для бесконечно тонкого вибратора), а у заземленного четвертьволнового штыря оно равно 36,6 Ом. Однако в действительности сопротивление излучения меньше, чем теоретическое. Теперь нам ясно, что означает значение 35 Ом, с которым мы должны были согласовывать оконечный каскад передатчика. Для уменьшения потерь нам также следует стремиться, чтобы сопротивление излучения было как можно ближе к Кизл = 35 Ом. Осуществить это довольно сложно, поскольку даже заземленный четвертьволновый штырь длиной 2,26 м все же неудобен в эксплуатации. В технике дистанционного управления наиболее распространены передающие антенны длиной 1,00-1,80 м. Если рассматривать антенну как открытый колебательный контур, то емкость такого контура будет известным образом определяться поверхностью антенны, а индуктивность - ее длиной. Укорачивая антенну, мы уменьшаем тем самым ее индуктивность, наибольшая же излучаемая мощность достигается, как известно, при резонансе. Поэтому четвертьволновую штыревую антенну, индуктивность которой уменьшена из-за укорочения, следует снова удлинить путем подключения удлинительной катушки (дополнительная индуктивность), приводя тем самым ее в резонанс с излучаемыми колебаниями. Присоединяется такая катушка в точке ввода антенны, поскольку именно здесь протекает максимальный ток. Корректирующее действие удлинительной катушки пояснено на рис. 117. Мы видим, что с ее помощью ток антенны снова увеличивается до своего первоначального значения. Теперь становится ясным 1[азначение катушки L s в схеме, приведенной на рис. 103. Это удлинительная антенная катушка, не имеющая

т

0 ( Л

о -cBep/iBHue 02 мм 9-сверление 03мм

Рис. 119. Разметка корпуса передатчика: а - верхняя стенка; б - передняя

стетка.

Стрелками 2,4 а 1,3 показано направление движения ручек управления; стрелками 5 и 6 - направление движения подвижных контактов потенциометров.

отношения к я-фильтру. Число витков катушки (ее индуктивность) зависит от степени укорочения антенны,л должно быть тем больше, чем короче штырь.

При сборке и настройке нашего первого передатчика мы не ставим целью добиться максимальной дальности действия, поэтому применим в качестве штыря недорогую антенну телеско1Шческого типа длиной 1,10-1,50 м, которую можно приобрести в радиомагазинах. Эта антенна должна выдвигаться как можно дальше из корпуса, быть хорошо изолированной от него по высокой частоте и легко, но с обеспечением надежного контакта крепиться к монтажной плате. Для выполнения этих требований укрепим печатную штату передатчика с помошью распорных втулок (длиной 17 мм) под передней стенкой (рис. 118). Перед работой антенный штырь привинчивается непосредственно к печатной плате. Минусовая шина замыкается на корпус через среднюю распорную втулку.

Мы строим механическую Прежде всего займемся изготовлением корпу-часть передатчика са передатчика. Будем ИЗГОТОВЛЯТЬ его ИЗ ТОГО

же материала, что и печатные платы, - из фоль-гированных пластин. Этот материал хорошо обрабатывается механически, прочен и обладает гладкой поверхностью, причем дополнительно можно обтянуть пластины искусственной кожей. Кроме того, медное покрытие является, по сушеству, большой металлической пластиной и может служить хорошим противовесом для передающей антенны.

Внутренние размеры корпуса передатчика составляют 190 х 150 х X 50 мм. Размеры, приведенные на чертеже, соответствуют толщине материала 2 мм (рис. 119). Сначала вырежем все стенки. Боковые стенки вплотную примыкают к верхней и нижней, а вся эта конструкция из четырех стенок в свою очередь наглухо соединяется с передней и задней стенками. Это необходимо учитывать при предварительной оценке размеров. Задняя стенка состоит из двух частей: рамки шириной в 20 мм с такими же внешними размерами, как у задней стенки (см. рис. 118), и собственно задней стенки. Переднюю стенку, рамку и заднюю стенку можно раскроить с припуском в 0,5 мм по краям. Остальные четыре стенки должны быть изготовлены точно по указанным размерам и иметь строго прямоугольную форму.

Далее сделаем необходимые вырезки для крепления арматуры (ручек управления, переключателей, миллиамперметра, колодок) в верхней (рис. 119, а) и передней (рис. 119, б) стенках. Размеры вырезов определяются типом переключателей, механизма ручек управления и миллиамперметра и могут отличаться от приведенных на рис. 119.

Завершив полностью обработку стенок, приступим к сборке. Для этого тщательно зачистим поверхности паек по краям стенок (как при изготовлении печатных плат!) и обработаем их канифолью.

Приладим верхнюю и боковые стенки к рамке и, точно подгоняя одну к другой, скрепим каждую из них с рамкой двумя пайками (с помощью 100-ваттного паяльника, но ни в коем случае не применяя паяльную мазь или какой-либо другой флюс).

Точность подгонки стенок контролируем с помощью угольника. Затем, фиксируя их точно в заданном положении, припаяем в уголках к рамке боковые, верхнюю и нижнюю стенки. Проконтролируем еще раз наще изделие с помощью угольника и миллиметровой линейки, после чего произведем спайку стенок и рамки по всей длине кромок. При этом необходимо следить за тем, чтобы материал не слишком нагревался и стенки в результате этого не коробились. Снача7-а пропаяем длинные па-ечные швы на рамке, затем - на узких кромках. Далее подгоним наше изделие к передней стенке и также скрепим их между собой в нескольких точках пайками. Убедившись, что все требования к конструкции соблюдены (все углы прямые, взаимное расположение стенок правильное), пропаяем четыре последних паечных шва, прочно скрепив таким образом переднюю панель с остальной коробкой.

Тщательно зачистим все кромки напильником и слегка скруглим их. Задняя стенка крепится к рамке четырьмя винтами с головками впотай . Для этого в рамке заранее должны быть проделаны соответствующие отверстия с внутренней резьбой. Убедившись, что получившийся корпус удовлетворяет нашим требованиям, покроем всю его внешнюю и внутреннюю поверхность лаком. Очень удобно производить эту операцию, распыляя лак из аэрозольных баллончиков, которые продаются в хозяйственных магазинах. Корпус передатчика во время работы не должен выскал)-зывать из рук, поэтому для надежности его следует обтянуть еще искусственной кожей. Искусственная кожа бывает самых различных цветов и обладает тем несомненным достоинством, что скрывает все незначительные огрехи, допущенные нами при обработке корпуса. К корпусу обтяжка приклеивается контактным клеем.

Диаметр антенны

{Контакт с корпусом)

Рис. 120. Крепление антенны.

1 - шайба; 2 - впаянная втулка с внутренней резьбой;

3 - корпус передатчика;

4 - изолирующая шайба, эапресованная (поливинил-хпорид, полистирол); 5 - слой клея (двухкомпонент-иого); б - распорная шайба; 7 - печатная плата; 8 -

Штифт Вклеить

tUmugjm наклеить Пружина

Рис. 121. Механизм ручки пропорционального дистанционного управления.

Крепление антенны рассчитано так, чтобы она привинчивалась непосредственно к печатной плате высокочастотной части передатчика (рис. 120). Таким путем достигается максимальное укорочение высокочастотных проводов (а значит, и малые потери в тракте), а также высокая механическая прочность и надежность крепления телескопической антенны. С помощью четырех распорных гильз (длиной 17 мм) печатную плату крепят под лицевой стенкой корпуса. Соединение минусовой шины передатчика с корпусом осзштествляется с помощью распорной гильзы, расположенной по соседству с антенной. Остальные три распорные гильзы от минусовой шины на печатной плате заизолированы. Изгибающие моменты полутораметрового антенного штыря передаются на корпус

приклеить

Рис. 122. Отдельные детали ручки управления: в -р,е12лъ С (две пары) : профильный рычаг, изготовленный из жести толщиной 1 мм; б - деталь Л: осйование из листовой стали или листового алюминия толщиной 1 мм; в - деталь В: подстроечный рычаг, изготовляемый из поливинилхлорида толщиной 3 мм; г - тормозное устройство (зажимный хомутик); д - деталь 1>. карданный шарнир; е - деталь Е: кулисная скоба; ж - ручка управления; з - развертка кулисной скобы; и - направляющая плата из гетйнакса; к- - отдельные детали кулисной скобы.

передатчика через изолирующую шайбу. Шайбу приклеивают уже после того, как поверхность корпуса будет полностью обработана.

Теперь можно вмонтировать в корпус высокочастотную часть передатчика и пристугшть к проверке прочности крепления антенны и кварцевого резонатора. Для надежного дистанционного управления безупречная пригонка антенны и прочное ее крепление имеют первостепенное значение. Механическая непрочность антенны нередко приводит к серьез-. ным неисправностям всего устройства.

Ручка управления требует точной работы

Наряду со знакомыми уже механическими работами по изготовлению передатчика нам предстоит изготовить еще и ручку пропорционального управления. С ее помощью должны одновременно, но независимо друг от друга регулироваться два потенциометра - только так можно двумя

Рис. 123. Полностью смонтированная (а) и разобранная (б) ручка управления пропорциональной системы дистанционного управления.

руками оЬслуживать четыре командных канала. Для оОеспечения четкого управления моделью необходимо, чтобы механизм ручки управления: а) работал точно и без люфтов; б) был расположен внутри передатчика для защиты от пьши, песка или дождя; в) не требовал больших затрат при возможной переделке. Этим требованиям удовлетворяет конструкция, представленная на рис. 121. Детали конструкции и внешний вид собранного узла показаны на рис. 122 и 123. Весь механизм ручки управления монтируется на основании (деталь А), изготовленном из целого куска листовой стали или алюминия толщиной 1 мм; боковые стенки отгибают под углом 90° . Разметку отверстий и вырезов можно производить только после этой операции. В нейтральном положении ручка управления удерживается двумя стянутыми пружиной профильными рычагами (деталь С), насаженными совместно на ось, проходящую через детали I) и Л' к потенциометру. Верхние выступы обоих рычагов касаются винта (М2), ввинченного в боковую стенку основания А, нижние - штифта (02 мм) , приклеенного к детали Лили Е. Один из рычагов всегда упирается в неподвижно закрепленный винт, другой - оттягивается штифтом, движущимся вместе с поворотом детали D. Давление пружины вновь возвращает ручку управления в нейтральное, положение, стоит моделисту отпустить ее. Подбором пружин можно соответственно менять характеристики управления (давление рычага). Точная пригонка рычагов, штифта и винта определяет точность установки нейтрального положения. Люфты и мертвый ход здесь весьма нежелательны. Если один из каналов не должен иметь нейтрального положения (например, при управлении парусной лебедкой), то пружину соответствующей пары рычагов следует снять. Для того чтобы ручка управления не ходила слишком легко, ось следует сделать такой длины, чтобы ее конец выступал из основания наружу (примерно на 6 мм). С внешней стороны на эту ось насаживается простое тормозное устройство в виде зажимного хомутика (см. рис. 122) . Тормозное усилие устанавливают опытным путем, на готовом передатчике. Карданный шарнир (деталь I)) и кулисную скобу (деталь И) изготовляют из латуни, но можно делать их и из других материалов (сталь, алюминий). Отдельные детали склеивают с помощью двухкомпонентного клея (на базе эпоксидных смол).

Некоторых дополнительных разъяснений требует действие подстроечного рыча!а (деталь В). С помощью подстройки устанавливают нейтральное ходовое или полетное состояние модели. Разумеется, зто можно проделать и на самой модели. Однако если в процессе эксплуатации модели выяснится, что подстройку одного из рулей следует изменить, сделать зто будет довольно сложно. Поэтому уже на этапе проектирования устройства дистанционного управления необходимо предусмотреть подстройку системы управления, независимую от работы каналов. При пропорциональном управлении предлагается подачу команд производить вращением оси потенциометра, а подстройку - поворотом его корпуса. Для этого следует обеспечить относительное перемещение оси и корпуса потенциометра. Поясним это на примере. Предположим, что наша модель слегка уклоняется влево. Тогда для ее возвращения на прямой курс ручку управления на передатчике потребовалось бы отклонить вправо. Но эту

операцию можно осуществить и по-другому, с помощью специального устройства. Ведь перемещение ручки относительно корпуса можно заменить перемещением корпуса на тот же угол, но только в противоположном направлении. Итак, задача заключается в том, чтобы с помощью простого приспособления преобразовать поворот подстроечного рычага вправо в поворот корпуса потенциометра влево. Реализуется это следующим образом.

Подстроечный рычаг (деталь В) крепится к основанию (деталь А) винтом М2 с таким расчетом, чтобы он мог поворачиваться на этом винте как на оси примерно на угол ± 20°. В фигурной прорези рычага движется крепежная нарезная втулка корпуса потенциометра. Через отверстие (010 мм) корпус потенциометра прикреплен к основанию с таким расчетом, чтобы он мог поворачиваться. Поэтому подстроечный рычаг может качаться в зазоре между потенциометром и основанием. К корпусу потен-хщометра приклеим щтифт диаметром 1,5 мм (кусочек иглы), входящий в продольную прорезь на рычаге. Для лучшего вождения подстроечного рычага и корпуса потенциометра к корпусу приклеим пластинку геТинак-са, в которой следует просверлить необходимые отверстия (см. рис. 122). Путем пробной состыковки отдельных деталей проверим точность их подгонки и отсутствие люфтов при работе ручки управления. Во время этих испытаний можно наглядно убедиться в том, что при качании подстроечного рычага корпус потенциометра перемещается в противоположном направлении. Квадратное отверстие в основании закрывается резиновой манжетой, защищающей внутренний монтаж передатчика от попадания пыли, дождевых капель и т. д. Весь механизм ручки управления кре-

Рис. 124. Полностью собранный передатчик: а - с короткими рукоятками управления; б - с длинными рукоятками управления.