مدار سوئیچ برای گیرنده هواپیما

باسلام

بعد از مدت ها وقت یاری کرد که اطلاعاتی درباره ی مدار نسبتا کاربردی در پروژه های هوا،فضا و

خصوصا پرنده های بدون سرنشین ( UAV ) را برای بهره برداری تقدیم عزیزان کنیم.

نام پروژه : طراحی مدار سوئیچ برای ریسیور هواپیما

کاربرد : بکارگیری از رله یا کلید قطع و وصل الکترونیکی در متعلقات هواپیما ، رباتیک و  استفاده های

تخصصی دیگر.....

بعنوان مقدمه بد نیست ابتدا انواع سیگنال ها رو نام ببریم ؛

سیگنال های سینوسی

سیگنال های مثلثی

سیگنال های مربعی:

یک سیگنال دیجیتال دو سطحی متناوب که عرض قسمت های بالا و پائین آن مساوی هست.

سیگنال PWM

و بسیاری از سیگنال های متناوب دیگر.

در این مدار با سیگنال PWM  کار داریم ، که تعریف کلی ان عبارتست از :

یک سیگنال دیجیتال دو سطحی متناوب که عرض قسمت بالای آن توسط یک اطلاعات ورودی،

مشخص شده و لزوما با قسمت پائین آن مساوی نیست.

(برای درک بصری بیشتر از تعریف سیگنال ها، باید به اسیلوسکوپ مجهز باشید )

قبل از اینکه نحوه‌ی ساختن یک سویچ که با رادیو کنترل بشه را توضیح بدم،باید نوع سیگنال

خروجی ریسیور ریموت را بیان کنم.

خروجی هر کانال ریسیور از سه سیم تشکیل شده که دو تای آنها تغذیه مثبت و منفی (قرمز و

سیاه) و سومی (سفید) سیگنال خروجی است. این سیگنال خروجی از نوع PWM است. یعنی

اطلاعات ارسالی روی عرض پالس این سیگنال قرار گرفته است. یک نمونه سیگنال PWM را در

شکل زیر نشون دادم:

در این شکل سه مثال برای موج PWM با خطوط سیاه رنگ نشان داده شده که هر کدام یک عرض پالس

خاص خود دارند. همان طور می بینید، هرچه عرض پلس بیشتر می شود، مقدار میانگین آن (مقدار DC آن)

که با خط نارنجی مشخص شده، نیز بیشتر می شود. تمام این حرف ها را زدیم تا به طور ساده بگیم،

اطلاعات در عرض پالس قرار داده شده است و ما باید این اطلاعات را به نحوی از عرض پالس استخراج

کنیم.

به تکرار مشاهده کردیم که داخل سروو ، مداری وجود داردکه میتواند اطلاعات را از عرض پالس به موقعیت

سروو موتور تبدیل کنند و افراد برای رفع نیاز سوئیچ ، رله را جایگزین موتور میکردنند و عملی هم میشد ولی

اینکار عملا منجر به نابودی سروو موتور گرانقیمت بود .

در اینجا هدف تنها ساخت یک سویچ ساده است.خوب برای ساخت این سویچ، ساده ترین راه استفاده از

یک مبدل است که اطلاعات عرض پالس را به ولتاژ DC تبدیل کند. همون طور که در شکل بالا هم دیده می

شه، هر چه عرض پالس PWM بیشتر بشه، مقدار متوسط (ولتاژ DC) آن هم بیشتر می شه. بعد از تبدیل

شدن به ولتاژ DC ، باید از یک مقایسه کننده برای تعیین وضعیت های خاموش و روشن استفاده کرد. تمام

این حرفا را به صورت شکل در زیر کشیدم :

قسمت زرد رنگ مدار سویچ مورد نظر ماست. با استفاده از یک آی سی LM324 می توان یک قسمت

ها را ساخت. شکل شماتیک مدار در زیر نشون داده شده است.

در اینجا جادارد به هسته ی اصلی اشاره ایی داشته باشیم ؛

مدار از یک آی سی 4 کاناله تقویت کننده عملیاتی (که اصطلاحا به آن Op-Amp می گویند)بهره می گیرد

که ما از سه تقویت کننده‌ی آن برای ساخت دو بخش زیراستفاده کرده ایم:

بخش اول : در این قسمت، سیگنال پس از عبور یک تقوت کننده با بهره یک و پس از عبور از یک فیلتر پایین

گذر ( متشکل از یک مقاومت و خازن) مقدار میانگین آن استخراج می شود. از یکتقویت کننده دیگر هم برای

تقویت ولتاژ مقدار میانگین استفاده شده است.

بخش دوم : یک تقویت کننده‌ی دیگر از LM324 نیز برای ساخت یک مقایسه کننده ولتاژبرای تبدبل سیگنال

های ورودی به حالت صفر و یک،استفاده شده است. به طوریکه اگر مقدار میانگین از یک سطح آستانه

بیشتر شد، خروجی به حالت یک دیجیتال تبدیل می شود. اگر میانگین کمتر شد، خروجی به حالت صفر

دیجیتال می رود. این خروجی بوسیله‌ی یک راه انداز ترانزیستوری، یک رله را فعال می کند.

ازخروجی رله می توان در سایر پروژه های مرتبط مانند ربوتیک و....استفاده می کنیم.

نحوه‌ی راه اندازی و تنظیم هم خیلی آسونه: کلید رادیو را در حالت خاموش بذارید (یکی از این دو حالت) ،

بعد اینقدر پتاسیومتر Pot1 را بچرخانید تا وضعیت رله (یا LED) عوض شود. بعد پتاسیومتر را حدود نیم دور

بیشتر بچرخونید. مدار به خوبی کار می کنه.

اگر بخواهید تنظیم دقیق تر انجام بدید، باید اول با ولت متر ولتاژ نقطه ی A را در دو حالت خاموش و روشن

اندازه گیری کنید. بعدش میانگین ان دو را حساب کنید. بعد با ولت متر ولتاژ نقطه B را اندازه بگیرید.

پتاسیومتر Pot1 را اینقدر بچرخانید که ولتمتر ، ولتاژ نقطه‌ی B را حدود همون میانگینی که قبلا حساب

کردید، نشون بده. الان مطمئن هستید که مدارتون علمی تنظیم شده است!

برای اینکه ساخت این مدار آسونتر بشه، PCB مدار و شکل راهنمای نصب قطعات را نیز در ادامه آورده ام.

شما می توانید تصاویر باکیفیت PCB را از اینجا دانلود کنید.

در هنگام مونتاژ به جامپر J1 توجه کنید (با یک سیم ساده مونتاژ کنید).شما می توانید دیود محافطتی D0

که همون D_protect در نقشه است را حذف کنید و به جای آن یک سیم وصل کنید. در این صورت باید دقت

داشته باشید که مثبت و منفی تغذیه مدار را اشتباه وصل نکنید.

همچنین توجه داشته باشید که ابعاد دقیق برد به صورت زیر است :

28.3mm x 58.3mm

این مدار را برای 3 نوع رادیو کنترل  JR XG8   وJR X9 PCM  و Hitec Aurora 9 تست کردم و به خوبی

جواب داد.

( بعید میدونم که بادیگر رادیو ها تداخل داشته باشد )

ضمنن فیلم آزمایش شده ی شماتیک مدار بزودی  در سایت قرار می گیرد و انشالله در آینده بعد

به تشریح مدار رله اما اینبار با آی سی CD4013    و در نهایت به مقایسه ی این دو مدار می پردازیم .

تصاویر زیر هم از مدار آماده ی روی Breadboard است.

Switch Breadboard -1

Switch Breadboard - 2

Switch Breadboard - 3