無線電控制玩具的工作原理


作者:杰夫·泰森

沒有年齡玩遙控車 希爾街工作室/蓋蒂圖片社
您可能已經在周六早上看過廣告 電視 宣揚“超級超路撕裂者”或其他人的驚人能力 無線電控制(遙控) 汽車。你可能在公園里看到人們在飛行模型 飛機 或 軟式小型飛船,或控制一艘微型船在池塘中平靜地航行。
在本文中,您將了解所有關于 收音機 控制。您將了解RC玩具使用的頻率,不同的組件是什么以及它們如何協同工作。在談論玩具或模型時,您還將了解無線電控制和遙控器之間的區別。
遙控玩具的種類
遙控玩具有多種型號,包括:
汽車
卡車
夢幻載具
飛機
直升機
飛艇
帆船
摩托艇
潛艇
機器人
動物
雖然不同玩具的操作機制可能有很大差異,但基本原理是相同的。所有無線電控制玩具都有四個主要部分:
發射機 - 你把發射器拿在手里控制玩具。它發送 無線電波 到接收器。
接收器 - 玩具內部的天線和電路板接收來自發射器的信號,并根據發射器的命令激活玩具內的電機。
電機 - 電機 可以轉動車輪、操縱車輛、操作螺旋槳等。
電源
發射器使用無線電波向接收器發送控制信號(參見 無線電的工作原理 有關詳細信息),然后驅動 發動機,導致發生特定操作。汽車中的電機可能會導致車輪轉動,而飛機中的電機可能會調整襟翼。電源通常是可充電電池組,但有時只是普通電池。
在許多遙控玩具中,無線電控制的電機提供指導,而另一個動力源提供運動。以下是一些示例:
模型飛機通常有一個小型燃氣發動機來轉動螺旋槳;遙控電機控制襟翼。
帆船利用風進行推進;遙控電機控制方向舵。
飛艇使用 氦 或用于提升的熱空氣;RC電機控制小型螺旋槳。
現在讓我們仔細看看每個主要組件。-
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遙控玩具發射器

典型的遙控汽車變送器遙控玩具通常有一個小型手持設備,其中包括某種類型的控件和無線電發射器。發射器通過 頻率 到玩具中的接收器。發射器有一個電源,通常為 9 伏 電池,為信號的控制和傳輸提供動力。遙控玩具和遙控玩具的主要區別在于遙控玩具有一根連接控制器和玩具的電線,而遙控總是 無線電.
大多數遙控玩具在以下任一情況下運行 27兆赫 或 49兆赫.FCC已將這對頻率分配給基本的消費品,例如車庫開門器,對講機和遙控玩具。先進的遙控飛機,如更復雜的遙控飛機,使用 72 MHz 或 75 MHz 頻率。
大多數遙控玩具都標有其工作的頻率范圍。例如,下面的遙控卡車有一個標簽,將其指定為 27-MHz 型號。

這輛卡車的工作頻率為 27 MHz。
大多數遙控玩具制造商為兩種頻率范圍(27 MHz和49 MHz)制作每種型號的版本。這樣,您可以同時操作兩個相同型號的賽車或一起比賽,而不必處理兩個發射器之間的干擾。一些制造商還提供有關 頻帶 玩具在其中運行。一個很好的例子是 美國日光,世衛組織提供了創建最多六個玩具的賽車套裝的選項,每個型號都調諧到 27-MHz 頻率范圍的不同部分。
變送器的范圍從單功能簡單控制器到具有多種選項的全功能控制器。一個示例 單功能控制器 是使玩具在按下扳機時向前移動,在松開時向后移動的一種。要停止玩具,您必須實際將其關閉。
最 全功能控制器 有六個控件:
向前
反向
前進和向左
向前和向右
反向和左側
反向和向右
在大多數全功能控制器中,不按任何按鈕或轉動任何旋鈕會導致玩具停止并等待進一步的命令。更高級RC系統的控制器經常使用 雙操縱桿 具有多個響應級別,可實現精確控制。
無線電控制

典型的RC信號傳輸讓我們仔細看看我們在最后一頁上看到的遙控卡車。我們假設使用的確切頻率是 27.9 MHz。以下是使用 RC 發射器時發生的事件順序:
你按下扳機讓卡車前進。
觸發器使一對電觸點接觸,完成連接到特定引腳的電路 集成電路 (IC)。
完成的電路使發射器傳輸設定的序列 電脈沖 (見 無線電的工作原理 了解詳情)。 每個序列包含一小組同步脈沖,后跟脈沖序列。對于我們的卡車, 同步段 - 提醒接收器傳入的信息 - 是四個脈沖,長度為2.1毫秒(千分之一秒),間隔為700微秒(百萬分之一秒)。這 脈沖段,它告訴天線新信息是什么,使用 700 微秒脈沖和 700 微秒間隔。

典型的RC信號傳輸
脈沖序列
前進:16脈沖
反向:40脈沖
前進/向左:28 個脈沖
前進/向右:34 脈沖
反向/左:52 個脈沖
反向/右:46 個脈沖
發射器發送以每秒 27,900,000 個周期 (27.9 MHz) 的頻率振蕩的無線電波突發。如果您已閱讀 無線電的工作原理,您將認識到這是 脈沖調制.
卡車持續監控信號的指定頻率(27.9 MHz)。當接收器接收到來自發射器的無線電突發時,它會將信號發送到濾波器,該濾波器會阻擋天線拾取的除 27.9 MHz 以外的任何信號。剩余的信號被轉換回電脈沖序列。
脈沖序列被發送到卡車中的IC,IC對序列進行解碼并啟動相應的電機。在我們的示例中,脈沖序列為16個脈沖(向前),這意味著IC向運行車輪的電機發送正電流。如果下一個脈沖序列是40個脈沖(反向),IC會將電流反轉到同一電機,使其沿相反方向旋轉。
電機的軸實際上有一個 齒輪 在它的末端,而不是直接連接到軸。這降低了電機的速度,但增加了扭矩,通過使用小型電動機為卡車提供了足夠的動力!
卡車向前行駛。
如果你看看遙控卡車的內部,你會發現它非常簡單。
遙控卡車內部

卡車內部外觀在我們的遙控卡車內部,我們有兩個電動機,一個天線,一個 電池 包裝和電路板。
一個電機使前輪向右或向左轉動,而另一個電機轉動后輪向前或向后移動。電路板包含IC芯片、放大器和無線電接收器。幾個簡單的齒輪將電機連接到車輪。令人驚訝的是,如此少的組件即可實現運動范圍的多功能性。

在車內,您會發現一塊帶有多個的電路板 電容器、電阻器和 二極管,以及控制電機的 IC。無線電接收器由一個晶體組成 振蕩 在特定頻率下, 電感 和一個 天線.
電動的 電機 從 電池.電源的流量由IC調節。
有關遙控玩具,無線電控制和相關主題的更多信息,請查看下一頁上的鏈接。
遙控玩具
遙控器如何在玩具上工作?
無線電波通過遙控器中的發射器產生并發送到玩具中的接收器。當按下遙控按鈕時,信號以電脈沖的形式產生,在空氣中傳播。
如何增加遙控發射器的射程?
為了增加范圍,您可以使用晶體管來增強RC發射器的信號。但是,這可能很棘手且成本高昂。一種便宜的方法是用更高效的天線更換天線或使用更大的天線。您還可以使用定向天線來放大發射器的信號。
任何發射器都可以與任何接收器配合使用嗎?
任何發射器都可用于與任何類型的接收器配對。但是,不匹配的頻率和發射器功率可能會永久損壞您的接收器。因此,請確保您的發射器和接收器都在相同的頻率上運行。
如何阻止遙控器干擾?
當兩個設備以相同的頻率工作時,它們可能會遇到串擾或干擾。如果您的設備可以選擇更改頻率,那應該可以解決問題。大多數遠程 RC 設備的工作頻率為 27 MHz 或 49 MHz,因此請閱讀手冊以檢查設備的頻率。調整頻率級別,直到您注意到干擾已被消除。
責任編輯:David
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