Апаратура радіокерування моделями — це комплекс компонентів, що використовують для радіокерування моделями. Така апаратура належить до сфери технічної творчості (хобі), виробниками передбачене її використання тільки для аматорського та спортивного моделізму. Складові Принцип дії апаратури радіокерування моделями істотно відрізняється від тих, що використовують для радіокерованих іграшок (дискретної дії). Радіокеровані іграшки керуються простими дискретними, або дворівневими, сигналами ― наприклад, двигун або вимкнено, або ввімкнено (без регулювання потужності). Модельна ж апаратура діє за принципом пропорційного керування. Це значить, що кожен рух ручки керування передавача аналогічно повторюється відповідною рульовою машинкою (виконавчим механізмом) на борту моделі. Тобто оператор може плавно, з потрібною швидкістю і на будь-який кут повертати колеса, кермо повороту або висоти, а також змінювати оберти двигуна на моделях.

До складу системи керування входять: передавач (пульт), приймач, виконавчі механізми (рульові машинки, сервоприводи), акумулятори живлення (передавача, приймача), додатково зарядний пристрій передавача.

Передавач Передавач оснащений двома основними ручками (важелями) керування схожими на джойстик. Ручка рухається вільно в межах двох осей та приводять в рух два потенціометра, сигнали від яких передаються на борт моделі.

Залежно від кількості каналів передавача, ручки керування на пульті, мають одну або дві осі руху. Кожному напрямку руху ручки відповідає своя рульова машинка встановлена на борту моделі. Ручки керування (крім ручки газу для авіамоделей) підпружинені та мають нейтральне положення, від якого відпрацьовуються рухи вправо-вліво, вперед-назад. Для керування авто-, судномоделями і простими планерами достатньо 2-канального передавача. Для авіамоделей необхідна 3–4-канальна система, а для вертольотів — щонайменше 6-канальна та зі спеціальними функціями.

Більш складні передавачі мають додаткові канали (загалом до 14), по яких команди подаються ручками з круговими або лінійним рухом або тумблером. Більшість сучасних передавачів, оснащені мікрокомп'ютером з дисплеєм, а в моделях вищого рівня можна зустріти великий кольоровий сенсорний дисплей і операційну систему Windows CE.

Такі комп'ютерні апаратури дають багато можливостей оператору для налаштування різних авіа-, авто- та судномоделей. Насамперед вони містять готові програми для повноцінного налаштування планерів, пілотажних літаків, моделей з дельтоподібним крилом, V-подібним хвостовим оперенням, вертольотів та низку стандартних функцій, які оператор може змінювати залежно від особливостей моделі, та власних вподобань.

В комп'ютерних передавачах є можливість зберігати в пам'яті вже налаштовані функції, положення тримерів для всіх моделей, та інші параметри. В деяких передавачах в пам'яті можна зберегти конфігурації до кількох десятків моделей. Всі ці дані відображаються на графічному дисплеї. Найновіші системи, що працюють в діапазоні 2,4 ГГц, мають функцію двонапрямленого зв’язку, що дає можливість отримувати телеметричні данні з борту моделі. Наприклад, температуру двигуна, стан заряду акумулятора, висоту польоту тощо.

Зазвичай апаратура забезпечує радіус дії більший, ніж відстань можливого візуального контакту оператора з моделлю (це близько 100 м). Системи керування, що працюють в діапазоні 2,4 ГГц забезпечують надійний зв’язок до 800 метрів по землі, та до 2000 м для літаючих моделей.

Типи та компонування За зовнішнім компонуванням, передавачі бувають трьох типів:

підвісний великий пульт (т.з. «парта»), компактний ручний пульт, пульт пістолетного компонування. Підвісний пультовий передавач поширений переважно в Європі. При керуванні моделлю його підвішують на ремені за дві спеціальні металеві скоби, оператор тримає ручки управління двома (або трьома) пальцями спираючись руками на передавач. Для більшої зручності такий передавач ще вставляють у спеціальну підставку-столик. Такі передавачі виготовляють фірми , , , Jeti.

Передавач, виконаний у вигляді ручного пульта, виглядає більш компактно, оператор може тримати такий передавач в руках та керувати джойстиками великими пальцями. Така манера керування більше поширена в США і Японії. Деякі оператори підвішують такий передавач за допомогою ременя на шиї та керують ручками як пультовим передавачем.

Пістолетний варіант передавача призначений, переважно, для керування автомоделями, але його з успіхом використовують і судномоделісти для швидкісних моделей. На ньому ручка керування поворотами виконана у вигляді колеса, а ручка газу — у вигляді гачка, який приводиться в рух вказівним пальцем. Таке компонування передавача визнане автомоделістами дуже зручним і стало дуже поширеним. При керуванні такий передавач тримають в лівій руці, а правою «кермують» колесоподібною ручкою. Пістолетні передавачі бувають як прості 3-канальні, так і більш складні, оснащені комп'ютером.

Для керування авіамоделями прийнято чотири варіанти розміщення каналів на ручках передавача. Ці варіанти називають «mode 1, 2, 3, 4». Найбільш поширеним варіантами є «mode 1» і «mode 2». Варіант «mode 1» умовно можна назвати американським, а «mode 2» — європейським. Кожен оператор вибирає зручний для себе варіант з урахуванням комфорту, звичок (напр. шульга), школи тощо. В більшості передавачів, особливо комп'ютерних, є можливість встановити потрібний варіант «mode», але при покупці системи варто уточнити у продавця, чи є така можливість та який варіант керування у передавача.

Частоти Є кілька прийнятих радіоапазонів, на яких працюють системи керування моделями. У Європі поширені основні діапазони частот 27 МГц, 35 МГц і 40 МГц, що часто зустрічаються апаратури на 72 МГц прийнятих в США та Азії. Кожен з цих діапазонів поділяється на кілька каналів, що дозволяє збільшити число одночасно працюючих передавачів. Канал задається змінним кварцовим резонатором потрібної робочої частоти в передавачі та приймачі.

На сьогодні передача сигналу в мегагерцовому діапазоні практично не актуальна. Майже всі сучасні системи працюють в діапазоні частот 2,4 ГГц та не потребують окремих каналів чи змінних кварців. Налаштування приймача на частоту свого передавача (т.з. «прив’язка») робиться лише один раз перед початком експлуатації системи. Апаратура з частотою 2,4 ГГц краще захищена від радіоперешкод та дозволяє одночасно працювати десяткам передавачів, не заважаючи один одному. Приймач Приймач радіосигналу встановлюється на моделі, до нього під’єднують виконавчі механізми — сервомашинки, регулятори швидкості та ін.

Зазвичай приймачі виконані в пластмасовому корпусі, в якому знаходяться гнізда для підключення сервомашинок і кварца (в старих моделях). Кількість машинок, які можна під’єднати, залежить від числа каналів приймача, їх може бути від 2 до 14. Приймачі мають власну антену: тонкий дріт завдовжки 30–100 см для мегагерцового діапазону, чи короткі «вусики» у тих, що працюють в гігагерцовому діапазоні. Мініатюрні приймачі (2–4 канали) для легких моделей можуть бути без корпуса, лише вкриті прозорою плівкою.

Сервоприводи

На борту моделі встановлюють виконавчі механізми, які перетворюють сигнал з передавача в певну дію. Основним таким компонентом є сервопривод (сервомашинка), він виконує механічний рух для переміщення рульових поверхонь та механізмів авіамоделей, коліс автомобілів тощо.

Сервоприводи бувають різних розмірів, відрізняються зусиллям та швидкістю виконання команди. Важіль на валу сервоприводу відхиляється від центральної точки на 60° в обидві сторони. Кут відхилення можна запрограмувати з передавача експонентально, лінійно, асиметрично тощо. Існують сервоприводи з постійним обертанням вала, які використовують як лебідки на моделях яхт.

Контролери Для керування електромоторами використовують електронні регулятори обертів (контролери). Також існують електронні вимикачі для вмикання лампочок, світлодіодів, звукових сигналів тощо.

Історична довідка

Першим у світі, хто продемонстрував радіокеровані об'єкти, був видатний український вчений Пильчиков Микола Дмитрович. Це відбулося у м. Одесі 25 березня 1898 року. Він уже тоді вирішив питання «свій–чужий» щодо прийнятих приймачем сигналів. Для цього він застосував спеціальний пристрій, який назвав «радіопротектор Пильчикова» (демодулятор-декодер). Цей пристрій здійснював селекцію радіосигналів, їх практично абсолютну ідентифікацію і захищав радіопередачу від перехоплення та завад.

Сербсько-американський фізик Нікола Тесла представив у вересні 1898 року на електричній виставці в Нью-Йорку електричну модель човна з дистанційним радіокеруванням.Tapan K. Sarkar, History of wireless, John Wiley and Sons, 2006 ISBN 0-471-71814-9 pages 276-278

В 1936 році німецькі аматори авіамоделізму Альфред Ліпітш та Егон Сікора на гірському летовищі продемонстрували перший в світі успішний політ радіокерованої моделі планера. Модель керувалась ламповим передавачем, виконувала розвороти та точне приземлення. Після 1936 року використання приватними особами систем дистанційного керування моделями в Німеччині було заборонено нацистським урядом.

Подальший пріоритет в цій галузі змістився в США. Дистанційне керування моделями стало широко розвиватися після другої світової війни. Серійне виробництво апаратури вперше було організовано в США в 1948, це була одноканальна дискретна апаратура конструкції братів Гуд. Апаратура була ламповою і громіздкою.

Інтенсивний розвиток дискретної багатоканальної апаратури почався з робіт американця Роквуда в 1951, а в Європі — з 1954. В середині 1950-х років були перші спроби застосування транзисторів, спочатку в приймачах сигналу. В 1958 в США з'явилися транзисторні супергетеродинні приймачі з числом команд до 10–12.

Апаратуру пропорційного керування стало можливим виробляти лише з 1960, а масове виробництво почалося в 1963 в США. З середини 1970-х років виявились світові лідери виробництва надійних систем керування моделями такі як Varioprop/Grundig (Німеччина), та JR (Японія), Kraft (США).

Провідні фірми, які сьогодні виробляють апаратуру для керування моделями: JR, , , Hitec, , , Jeti. Світовими лідерами з них є японські фірми JR і Futaba.

З середини 1950-х років на київському радіозаводі, вперше в СРСР, виготовлялась 6-канальна 28-МГц апаратура для радіокерування моделями «Радиоуправляемый механизм РУМ-1» з язичковими резонансними реле. До 1958 року було виготовлено 20 тис. комплектів такої апаратури. В 1965 р. група авторів-співробітників Центральної авіамодельної лабораторії ДТСААФ та житомирського заводу «Електровимірювач» розробила одноканальну апаратуру «Сигнал», кілька тисяч комплектів якої виготовлено на цьому ж заводі. З 1970 р. виготовлялась 2-канальна апаратура «Пилот». В 1973 р. почався випуск апаратури для пропорційного керування 4–7 механізмами. З кінця 1972 р. виготовлялась 6-канальна апаратура «РУМ-2» на LC-фільтрах з передачею двох команд одночасно та суперрегенеративним приймачем масою 300 г.Дистанционное управление моделями. Войцеховский Я. — М.: Изд-во "Связь", 1977. — С. 9—16.

Див. також

Автомоделізм Залізничний моделізм Судномоделізм Авіамоделізм

Радіокеровані авто Радіокерований літак Радіокерований вертоліт

Мультикоптер Квадрокоптер

Джерела та посилання Професійне обгововорення теми радіокерування Музей радіоапаратури для моделей США RC Hall of Fame Журнал «МОДЕЛІСТ» ISSN 18158161, статті 5—6/2008, 1/2009 Manfred-Dieter Kotting, Moderne Fernsteuerungen für RC-Flugmodelle: Empfänger, Servos, Zubehör. 2,4 GHz und 35/40 MHz, VTH Verlag Baden-Baden 2000, ISBN 978-3881807807

Примітки