Передатчик радиоуправления своими руками.

Схема передатчика радиоуправления

Наш передатчик, который Вы соберете своими руками, может управлять любой моделью - самолетом, вертолетом, машиной, танком или роботом на расстоянии до 3 км по воздуху и до 2 км по земле (в прямой видимости).

Для управления моделью в передатчике существует 5 пропорциональных каналов. При желании вместо любого пропорционального (плавного) канала можно поставить выключатель и включать-выключать нагрузку (лампу, мотор, электромагнит и пр.) Основные детали передатчика - недорогой микропроцессор AtMega8. Для передачи каналов управления по радио применяется радиомодуль RFM22. Для питания процессора и радиомодуля стабилизированым напряжением служит стабилизатор LM1117-3.3 на напряжение 3.3 вольта.



Статья цикла РАДИОУПРАВЛЕНИЕ СВОИМИ РУКАМИ"

Описание работы передатчика "радиоуправления своими руками".

Передатчик состоит из печатной платы с основными компонентами и переменных резисторов.
Резисторы R3 - R7 закреплены в пульте и оси этих резисторов приводятся от стиков управления. Номинал этих элементов можно выбирать достаточно произвольно - с одной стороны ток через резисторы не должен слишком нагружать стабилизатор питания DA1, который питает напряжением 3,3 вольта всю схему, а с другой стороны при слишком высоком сопротивлении на соединительные провода могут навестись нежелательные помехи. Желательно придерживатся диапазона номиналов 1 ком - 47 ком, но конечно можно применить и до 100 ком. Также необязательно брать все резисторы одинаковыми.
На печатной плате передатчика расположены
стабилизатор питания DA1, обеспечивающий напряжением 3,3 вольта весь передатчик. Максимальный ток через стабилизатор может достигать 130 миллиампер. Вы можете поставить любой подходящий стабилизатор.
микропроцессор DD1, в котором выполняется программа работы. Подойдет любой микропроцессор серии AtMega8 или AtMega8A в DIP - корпусе,
радиомодуль для радиосвязи RFM 22, 23, 42, 43 с суффиксом S. Пример полной маркировки "RFM42S1-433" Отличия тут такие -
RFM22 - приемопередатчик 50 мВт мощность
RFM23 - приемопередатчик 20 мВт мощность
RFM42 - передатчик 50 мВт мощность
RFM43 - передатчик 20 мВт мощность
суффикс D обозначает DIP-корпус (нам не пойдет), S1-планарный высокий (6мм) корпус S2-планарный низкий (3мм) корпус (дороже)
433 или 868 - диапазон рабочих частот. См. далее. Целесообразность применения модулей трансиверов вместо передатчиков-
а) кто-то может захочет сделать обратный канал с телеметрией по аналогии
б) трансиверы зачастую более распространены
керамические блокировочные конденсаторы C2-C9 емкостью 0,022 - 0,1 микрофарады
электролитический конденсатор С1 емкостью 22-100 микрофарад на напряжение 6-16 вольт.

При подаче питания на передатчик стартует записаная в микроконтроллер программа. Сначала будут выставлены в нужное состояние регистры самого микропроцессора (для работы с АЦП, SPI, портами и пр.)
Потом микропроцессор загрузит конфигурацию в радиомодуль. На этом этапе стоит остановится более подробно -
Регистры радиомодуля загружаемые в начале работы условно можно разделить на несколько групп:
1) Общие параметры (назначение ножек ввода-вывода, отключение неиспользуемых внутрених модулей периферии, разрешение нужных прерываний и пр.) Как правило необходимости их менять нет.
2) Параметры радиотракта (девиация частоты, скорость передачи данных, полоса ПЧ приемника и пр.) Эти параметры заранее были посчитаны в Exel-евском калькуляторе от производителя.
3) Управление передачей данных. ( размер пакета данных, к-во байт ID, и пр. ) Здесь Вам желательно поменять ID передатчика и приемника, чтобы ваша модель откликалась на сигналы конкретного передатчика.
4) Установка рабочей частоты. Радиомодуль версии "433" позволяет работать на частотах 430-460 Мгц, а версия "868" работает в диапазоне 860-880 Мгц. Для соблюдения законодательства в плане распределения частот рекомендую радиомодули версии "433" и рабочие частоты 433-435 Мгц. Нежелательно использовать частоты 433.800 - 434.000 т.к. частота 433.920 повсеместно используется в автомобильных сигнализациях.

После загрузки конфигурации радиомодуля наступает основной цикл работы программы:

Итак, при перемещении стиков пульта управления напряжения с переменных резисторов меняются в диапазоне от 0 до 3,3 вольт. Поступают эти напряжения на вход АЦП процессора, где преобразуются в числа. Пять чисел в диапазоне от 0 (0вольт на входе) до 255 (3.3 вольта на входе). Отдельно стоит сказать о резисторе R3 (ножка 27 процессора). Этот резистор должен стоять на канале управления газом, дабы приемник при потере связи с передатчиком смог убрать значение этого канала в 0, а остальные поставить в нейтральное положение.

При помощи еще одного канала АЦП (ножка 28 микросхемы DD1) измеряется напряжение питания и также преобразуется в число. Зависимость числа от напряжения питания такая - V = ( ( Uпит / (R1+R2) ) * R2 ) / 0,0129 например V= ( (10вольт/9.2)*1 )/0.0129 = 84 т.е. напряжению питания 10 вольт соответствует значение c АЦП 84, при питании 15 вольт АЦП вернет 132. Таким образом, если пульт питается от 2-х баночной ЛиПо сборки, чье граничное напряжение равно 6,3 вольта, то предупреждение о разряде питающего аккумулятора надо выдавать при значении, прочитаном из 5-го канала АЦП V=((6,3/9,2)*1)/0,0129 = 71 Для индикации разряда батареи можно использовать светодиод VD1. Резистор R8 служит для ограничения тока через светодиод, его можно выбрать в диапазоне от 240 до 510 ом (чем меньше тем ярче).

После того, как управляющая программа преобразовала все напряжения от стиков в числа и проверила состояние напряжения питания, собирается пакет данных, которые будут переданы в эфир. В пакет записываются последовательно все пять чисел и контрольная сумма. По контрольной сумме приемник проверит отсутствие ошибок в принятом пакете.

Собраный пакет данных передается радиомодулю по интерфейсу SPI и подается команда "передать в эфир". Радиомодуль начинает процесс передачи данных, об окончании которого он сообщит процесору низким уровнем напряжения на ножке 13 (NIRQ)

Как только радиомодуль обозначит конец передачи, весь цикл начнется заново, с опроса напряжений с резисторов стиков..

Далее планируется исходный код на Си программы управления для компилятора Code Vision и печатная плата в SprintLayout 4.









Печатная плата передатчика в формате SprintLayout4

Элементы R9 - 10 ком R10 - 47 ком C10 - 100 пф VT1 - BC847 нужны для использования данного передатчика совместно с заводским пультом радиоуправления, имеющим т.н. тренерский разъем. В качестве VT1 может применятся почти любой маломощный транзистор структуры n-p-n