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제 목 01. 무선 조정 수신기
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PIC 응용 무선조종 수신기

수신 고주파부에는 원칩 AM라디오용
IC를 사용 또 논리 부분은 원칩
마이크로컴퓨터 PIC16C84로 실현.


1. 개요

범용의 무선조종 수신기에 원칩 마이크로컴퓨터를 이용해 시했다.
본무선조종 수신기는, 수신부와 제어부로부터 구성되어 있어 제어부
에 원칩 마이크로컴퓨터 PIC18F87를 사용하고 있습니다.
이 제어부를 직접 모터나 스윗치에 접속해, 모터의 제어나,
램프의 ON/OFF등이 가능해집니다.

2. 기능

본무선조종 수신기는 밑그림과 같은 블록으로부터 구성되어 있습니다.
우선 수신부는 AM슈퍼 라디오용의 LSI인 LA1600를 이용해,
27 MHz대이므로 감도 부족하게 되므로 트랜지스터에 의한 고주파 증폭
(을)를 추가한 것과 국부 발진이 수정 발진이 되므로 이것도 트랜지스터
에 의한 외부부착 회로로서 추가하고 있습니다.
제어부는 수신부의 신호를 직접 PIC로 받아 소프트웨어로 펄스폭
(을)를 계측 해 펄스폭에 비례한 제어 신호를 포토로부터 출력합니다.
이 출력으로, 모터 제어용의 IC나 출력 트랜지스터를 제어해 모터나
램프를 구동하고 있습니다.
이 제어는 모두 소프트웨어에 의한 제어이므로 자유롭게 바꾸는 것이
가능합니다. 송신기는 우선 시판의 것에서도 가능하고, 별항눈
의 자작 무선조종 송신기로도 가능합니다. 다만, 채널 주파수는
맞추는 것이 필요합니다.
 (이번 제작에서는 갈색 채널(26.995MHz)을 사용하고 있습니다. )

3. 사양

이번 제작한 무선조종 수신기의 사양은 아래와 같이 되어 있습니다.
  전원 수신부용:NiCd 배터리 4개 이상 5.2 V이상
          레귤레이터에게 저드롭 타입을 사용했으므로 직전까지
          사용할 수 있습니다만 NiCd4책은 한 치 전압 부족 기색으로 알칼리가 좋다.
          모터용:최대 6 V정도까지 자유(수신부용과 함께에서도 가능)
           (모터용 IC 중(안)에서 1 V(정도)만큼 저하하므로 가산)
  수신부
    방식    AM슈퍼 헤테로다인수신장치
    주파수   27 MHz대 무선조종용(이번은 26.995 MHz)
    구성   LA1600(SONY제 원칩 AM수신용)에 고주파 증폭부와
           국발부를 추가(주파수가 높기 때문에 IC의 감도 부족을 보충)
    제어부 사용 IC   PIC16F84(제어 논리용)
            TA7291(모터 제어용 브릿지 IC)
    채널 최대 4 채널(1~4 채널가능)
    모터 최대 부하 6V 1 A정도
    제어 방법  CH1:램프등의 ON/OFF 제어
            CH2:  〃
            CH3:모터 제어(모터의 ON/OFF, 정회전/역전 제어)
            CH4:  〃
   채널 분해가능 32 스텝 정도(최대는 약 110 스텝)
     즉, 이번 제어로 상정한 것은, 3 윤차용으로, 2대의 모터를
     제어하는 것으로 운전 정지, 방향 전환, 백 주행도 가능하게 되도록(듯이)
     하고 있습니다. 이 제어 방법은 모두 소프트웨어로 실현되고 있습니다.
    펄스폭계측의 소프트 주행 시간 주기가 분해가능을 결정합니다.
    이번 시작에서는, 약 1 주기 9 msec 정도였으므로 최대 분해가능으로서는
    110 스텝 정도까지 잡힙니다만, 별도 시작 예정의 가변속제어를
    32 스텝 정도로 하고 싶기 때문에, 1 주기가 약 30 msec가 되도록(듯이) 더미
    의 루프를 삽입하고 있습니다.
   (일반 시판의 것으로 128에서 512 스텝 정도의 분해가능이 있습니다. )


4. 회로도/패턴도

(1) 수신 고주파부 회로
 이번은 재현성을 잘 하는 것과 안정성을 요구해, 중파 AM수신기용의 원칩
 IC를 사용했습니다. 그러나, 취급하는 주파수가 통상의 중파보다 훨씬 높은 단파대
 때문에 감도 부족이 되는 것으로부터, 고주파 증폭을 1단 트랜지스터로 추가했어
 라고 국부 발신기도 주파수가 높은 것과 수정 발진자를 사용하기 때문에(위해) 이것도 외부부착의 호랑이
 지스타 회로로 추가했습니다.
 그러나, 안정도는 자주(잘), 조정도 코일의 주파수를 맞출 뿐(만큼)이므로 간단하게
 할 수 있습니다. 한 치 아직 감도 부족을 느끼지 않는 것도 아닙니다만, 옥외에서 비행기로도
 날리므로 없으면 충분히 괜찮습니다. 코일의 주파수 조정은 엄격하므로
 천천히 코어를 돌려 주세요.
 밑그림은 확대 표시 할 수 있습니다.





(2) 논리부
 이번은 디지탈부는 모두 원칩 마이크로컴퓨터로 끝마치고 있습니다.
 PIC16F84에 모터 제어용의 IC를 직접 접속해 드라이브 하고 있습니다. 이 모터
 제어용 IC는 H브릿지가 되어 있어, 정회전도 역회전도 1 종류의 전원으로 가능
 입니다.
 PIC의 포토가 남으므로, 포토 A에는 설정용의 스윗치를 추가해, 포토 B
 에는 테스트용의 출력을 내고 있습니다. 이 테스트용의 출력은, 프로그램의
 디버그 시에는 꽤 강력한 도구가 됩니다. 즉, 프로그램의 통과점
 그리고 이 포토를 ON/OFF 하면, 프로그램의 주행 상태를 모니터 하는 것이
 할 수 있습니다.
 밑그림은 확대 표시 할 수 있습니다.





     신판 무선조종 수신기 회로도(HiWIREⅡ로 봐 주세요)
     신판 무선조종 수신기 패턴도(HiWIREⅡ로 봐 주세요)

    ★「HiWIRE Ⅱ」는 프리 소프트로 입수 할 수 있습니다.


5. 프로그램

프로그램의 흐름으로서는 1개의 흐름만으로 되어있습니다. 이 흐름의
실행 속도가, 즉분해가능이 되기 때문에, 할 수 있는 한 고속으로 실행하는 것이
요구됩니다.
이번 실행 속도는 대체로 30 uSEC가 1 주기가 되고 있습니다.

     무선조종 수신기 프로그램 리스트

(1) 우선 전체의 흐름의 개략은 아래와 같이 되어 있습니다.

     START
      ↓
     PORTA의 입력 있는 곳?
     입력을 30 uSEC 주기에 새기면서 카운트를 하고 간다.
     없을 때는 전모터 OFF
      ↓
     펄스폭을 카운트
      ↓
     1 채널분 카운트 종료하면(자)
     이번 폭으로서 메모리에 격납
      ↓
     각 채널의 폭에 맞추어 모터의 정회전/역전도 제어한다
     모터 출력을 ON/OFF 한다
      ↓
     다음의 채널에 세트
      ↓
     START에 돌아온다

(2) 다음에 타임 차트는 밑그림과 같이 되어 있습니다.
 무선조종으로 표준으로서 사용되고 있는 타이밍은 밑그림이 됩니다.
 이번 제작도 이것에 준하고 있습니다.



윗 그림으로, 약 30 usec가 샘플링의 1 주기이므로 0.5 msec~1.5msec
의 채널 마다의 제어 신호의 펄스폭을 새기면(자) 약 16~50 카운트가 되어,
이것이 분해가능이 됩니다.
이번 시판의 무선조종 송신기를 사용해 보았습니다만, 이것의 펄스폭이
꽤 거치었습니다만 조정으로 사용 가능해졌습니다.

(3) 모터의 제어 방법(방향 전환과 정회전/역전의 제어)
이번은 삼륜차를 상정한 제어가 되고 있습니다.
거기서, 채널 3으로 채널 4를 이 제어에 사용해 아래와 같이 해
있습니다.
       CH3:모터 1 제어
       CH4:모터 2 제어
(와)과 설정해 2개의 모터의 속도를 제어해 방향을 바꾸기로 하고 있습니다.
모터의 제어 방법은 밑그림과 같이 되어 있습니다.

      1.5msec --------
               ↑ 이전은 정회전
              ↓
             --------
      1.0msec -------- 모터 OFF
             --------
              ↑
              ↓   이전은 역전
       0.5msec --------

(4) 램프 제어 방법
채널 1으로 2는 ON/OFF 제어에 사용하고 있습니다. 이 때의 주의는 제어
신호가 센터에 있을 때, ON와 OFF가 바타 붙지 않게 갭을 지
키라고 있는 것입니다

      1.5msec --------
               ↑ 이전은 ON
               ↓
             --------
      1.0msec -------- 이전은 아무것도 하지 않는다
             --------
               ↑
               ↓이전은 OFF
       0.5msec --------


6. 실장 방법

이번은 기판인 채입니다. 지금부터 무엇인가 움직이는 것을 생각하는 곳입니다.
수신부와 제어부를 별기판으로 제작했습니다. 최초 모터의 노이즈에 뇌
뛰어날 수 있었으므로 아래와 같이 대책을 잊지 않는 것.
   【주의】모터의 노이즈 대책
    모터는 단순한 마부치의 모형용이기 때문에 당연히 브러쉬 모터입니다.
    따라서 모터의 브러쉬의 접촉부로부터 불꽃이 나오기 (위해)때문에 고주파 노이즈를
    발생합니다.
    이것을 내지 않게 하는 대책은, 모터의 배선 접속 단자 부분에
    콘덴서(0.01 uF정도)를 콘덴서의 다리를 짧게 해 다른 한쪽은 단자
    이제(벌써) 한편은 직접 모터의 케이스에 납땜 합니다. 즉 2개의
    콘덴서를 납땜 합니다.
    이것으로 대체로의 경우는 OK일 것입니다. 안된 때는 콘덴서를 0.1uF
    정도의 큰 (분)편으로 해 주세요.
              

 수신부를 위로부터 수신부 제어부(PIC)

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