Регулятор хода двигателя на микросхеме К561ЛЕ5

Принципиальная схема. На рисунке приведен вариант схемы регулятора хода, реализованного в основном на транзисторах.

Устройство предназначено для использования на моделях с низковольтным питанием (5—7 В). Выходные каскады рассчитаны на применение двигателя мощностью до 15—20 Вт.

Основные параметры:

• амплитуда канальных импульсов — 5 В;
• исходная длительность импульса — 1,5 мс;
• диапазон изменения длительности командного импульса — 1—2 мс.

Канальный импульс положительной полярности, информация о величине команды в котором содержится в длительности Дт, подается на один из входов временного дискриминатора, собранного на элементах DD1.3, DD1.4, и на вход инвертора DD1.2. Отрицательный импульс с вывода 4 инвертора также подается на дискриминатор и на дифференцирующую цепь C5R4.

Короткий отрицательный импульс, соответствующий переднему фронту канального, через развязывающий диод VD2 запускает ждущий мультивибратор, в состав которого входят транзистор VT1, инвертор DD1.1 и времязадающий конденсатор С4.

В исходном состоянии транзистор открыт за счет подачи на его базу положительного потенциала (примерно 0,6 В) через резистор R3 (рис. 7.7, в). На коллекторе, а значит и на входах инвертора DD1.1 низкий потенциал (логический 0), а на выходе— 1. Конденсатор С4 заряжен до напряжения Uc, определяемого положением движка потенциометра R1.

Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи (рис. 7.7, б), соответствующий переднему фронту канального импульса, запирает транзистор.

Потенциал коллектора скачком возрастает до уровня питающего напряжения (рис. 7.7, г), инвертор DD1.1 опрокидывается, на его выходе устанавливается нулевой потенциал, и левая обкладка конденсатора С4 через диод VD1 оказывается подключенной к корпусу. Отрицательное напряжение с правой обкладки прикладывается к базе транзистора, удерживая его в запертом состоянии (рис. 7.7, в).

Конденсатор С4 начинает перезаряжаться по экспоненциальному закону по цепи: плюс источника питания — подстроеч-ный резистор R3 — конденсатор С4. Когда напряжение на нем достигнет напряжения отпирания транзистора (примерно 0,6 В), произойдет обратное опрокидывание схемы, и на коллекторе транзистора будет сформирован положительный импульс, длительность которого т0 определяется как исходным напряжением на конденсаторе С4, так и постоянной времени заряда цепи С4-R3. Этот импульс и его инвертированная копия с вывода 3 DD1.1 подаются на оставшиеся входы временного дискриминатора.

Читателю будет легко самостоятельно убедиться, что импульс разностной длительности Дт появится на выводе 10 дискриминатора — если длительность пришедшего канального импульса тк меньше длительности ждущего мультивибратора т0, и на выводе 11— в противном случае. Полярность разностных импульсов в обоих случаях положительна.

На транзисторах VT2, VT3 собраны удлинители импульсов с коэффициентом удлинения 40. Необходимость удлинения импульсов пояснялась в разделе 1.2.2. Механизм удлинения рассмотрим на примере верхнего канала. Короткий разностный импульс с вывода 10 через резистор R8 заряжает конденсатор С7 до некоторого напряжения Uc, пропорционального длительности разностного импульса, а в конечном счете — величине передаваемой команды.

По окончании разностного импульса напряжение с конденсатора прикладывается к базе транзистора VT2 отрицательной полярностью, так как левая обкладка конденсатора через резистор R8 и вывод 10 DD1.3 соединяется с корпусом. Конденсатор начинает перезаряжаться, формируя на коллекторе положительный импульс, длительность которого определяется неизменной величиной— постоянной времени C7R10 и напряжением Uc. Процессы при этом полностью аналогичны рассмотренным для конденсатора С4. Параметры схемы выбраны таким образом, чтобы коэффициент удлинения равнялся 40.

Силовая часть схемы, обеспечивающая питание двигателя, полностью аналогична изображенной на рис. 7.3.

Детали и конструкция

Печатная плата изготавливается из одностороннего стеклотекстолита в соответствие с рис. 7.8.

Перед распайкой деталей необходимо установить две перемычки: под микросхемой DDI и у транзистора VT9. Конденсаторы С4, С7 и С9 должны быть обязательно пленочные, например К73-17. Потенциометр R1 — типа СПЗ-386.

Настройка регулятора хода производится в следующей последовательности. Движок потенциометра R1 устанавливается в среднее положение, двигатель временно отключается. После подачи напряжения питания проверить наличие +3 В на выходе стабилизатора.

Подключить осциллограф к выводу 3 DDI и подать на вход схемы импульсы длительностью 1,5 мс с периодом повторения 20 мс и амплитудой 3—5 В. Вращением оси R1 установить длительность импульсов на экране осциллографа равной 1,5 мс. Подключая осциллограф поочередно к коллекторам VT2, VT3, убедиться, что длительность положительных импульсов изменяется от нуля до 20 мс при отклонении ручки управления от нейтрального до крайнего положения. В противном случае подобрать величину конденсаторов С7, С9.

Иногда может понадобиться увеличение стабилизированного напряжения с трех до пяти вольт. Подключить двигатель и убедиться в плавности регулировки оборотов при отклонении ручки управления. При напряжении питания 6 В в крайнем положении ручки управления напряжение на двигателе должно быть не менее 5,2 В при «висячих» колесах модели.

Днищенко В. А.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.
СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.