Modeller için Uzaktan Kumanda Prensipleri
Amatör Radyoculuğun uzandığı dallardan biri de Radyo Kontrol. Özellikle uzaktan kumandalı model uçak, helikopter ve otomobiller büyük küçük çoğumuzun ilgisini çekmiştir. Bu kısa yazıda Model Radyo Kumandasında en çok kullanılan teknik olan “Darbe Genişliği Değiştirme” (PWM) tekniğinin işleyişini bulacaksınız.
Merhaba,
Amatör Radyoculuğun uzandığı dallardan biri de Radyo Kontrol. Özellikle uzaktan kumandalı model uçak, helikopter ve otomobiller büyük küçük çoğumuzun ilgisini çekmiştir. Mazisi ikinci dünya savaşının başlarına kadar giden bu popüler alan teknolojik gelişmelere paralel olarak her geçen gün ilerlemektedir. Bu kısa yazıda Model Radyo Kumandasında en çok kullanılan teknik olan ‘Darbe Genişliği Değiştirme’ (PWM) tekniğinin işleyişini anlatmaya çalışacağım.
Radyo kontrol, adından da anlaşılacağı gibi radyo sinyalleri kullanarak bir cihazı kontrol etme işine verilen genel bir terimdir. Modellerde radyo kontrol ise verici cihazın üzerindeki kontrol kollarını hareket ettirerek model üzerinde orantılı bir hareket elde etme ve bunun sonucu olarak modeli kumanda etme olayıdır. Prensip şemasını aşağıda gördüğünüz sistemin bütün parçalarını inceleyerek çalışma mantığını anlamaya çalışalım.
1. Kumanda Cihazı: Bu cihaz, kontrol komutlarını modele gönderen bir radyo vericisidir. Ancak içinde bu işi gerçekleştirmeye yarayan başka birimler de mevcuttur. Şekildeki parçalar sırasıyla:
a. Kodlayıcı: Kodlayıcı, kontrol kollarından ve anahtarlardan gelen bilgileri, darbe genişliği orantılı olacak şekilde kare dalgalara çevirip, yollanmak üzere vericiye ileten birimdir. Kodlayıcı, kumanda cihazı üzerinde kaç tane kol ve anahtar varsa bunların sayısı kadar kare dalgayı peşpeşe dizen bir cihazdır.
b. Verici: Verici prensip olarak diğer radyo vericilerinden çok da farklı değildir. Ancak kontrol ettiği cihazın üzerinde büyük emek harcanmış ve pahalı bir uğraşı olduğu düşüncesiyle mümkün olduğunca kararlı ve düzgün çalışan, aynı zamanda kanunlarla belirlenmiş sınırlar içinde (gücü ve frakansı belli değerlerin dışında olamaz) kalabilen bir tasarım olması gereklidir. Verici kodlayıcıdan gelen sinyalleri uyarlayan, güçlendiren ve çıkışına bağlı bir anten ile atmosfere yayan birimdir.
c. Kontrol kolları ve anahtarlar: Kontrol kolları, kol eksenine dik olarak yerleştirilmiş potansiyometrelere (ayarlı dirençler) bağlıdır. Kolları hareket ettirdiğimizde potansiyometrenin direnci ve bunun sonucunda kodlayıcının ürettiği kare dalganın darbe genişliği değişir. Anahtarlar da modelin üzerindeki bazı parçaları açmak/kapamak veya önceden belirlenmiş bir pozisyona getirmek için kullanılır (örneğin uçağımızın iniş takımlarını açmak kapamak için).
d. Verici Bataryası: Genellikle 7.2 ile 12 volt arasında gerilime ve 600-1200 mAh kapasiteye sahip NiCd veya NiMH batarya blokları kullanılır.
e. Anten: Taşıma kolaylığı nedeniyle teleskopik olanları kullanılır.
2. Alıcı: Alıcı cihazımız prensip olarak verici cihazın yaptığı işin tam tersini icra eder. Yani havadaki sinyali alır, üzerindeki kare dalgaları taşıyıcı sinyalden ve daha sonra birbirlerinden ayırır, harekete çevrilmek üzere servolara iletir (Servo bkz. Yazının devamı). Alıcı cihazımız yukarıda da belirtlilen nedenlerle aşağıdaki özellikleri taşımalı:
a. Frekans kararlılığı yüksek olmalı (yanlış bir frekansı dinlerse sinyaller doğru algılanamaz)
b. Çevreden etkilenmemeli (vibrasyon, ısı, voltaj değişikliği v.b.)
c. Az akım çekmeli (modelimizle daha uzun süre vakit geçirebilmek için)
d. Hafif ve küçük olmalı (modelin içine sığmalı ve bahsi geçen model bir uçaksa tekerler yerden kesilebilmeli)
Alıcının ana parçaları ise sırası ile:
a. Alıcı : Kavram kargaşası yaratıyor ama aslında gerçek radyo alıcısı bu kısım. Yani havada dolaşan binlerce sinyalden elimizdeki vericiye ait olanını ayıran devre.
b. Kod Çözücü: Alıcının ürettiği kare dalga dizisini birbirlerinden ayıran ve ilgili servolara (servo: aşağıda) gönderen birim.
c. Batarya: Vericideki bataryadan daha hüçük ve hafiftir. Genellikle 4.8 veya 6 volt, 500-700 mAh kapasitelidir.
3. Servo: Servo kendisine gelen kare dalganın genişliğine göre üzerindeki hareket kolunu belli bir pozisyona getiren ve gücü nispetinde ısrarla orada tutmaya çalışan akıllı bir parçadır. Gücünü alıcı ile ortak kullandığı bir bataryadan ve içindeki minyatür elektrik motorundan alır. Pozisyonunu sabit tutmak için hareket kolu üzerine sabitlenmiş bir potansiyometreden faydalanır. Bu parça genellikle hazır olarak temin edilse de evde imal edilmesi imkansız değildir. Önümüzdeki sayılarda evde imal edilebilir bir servo devresini sizlerle paylaşacağız.
Şimdi yukarıda anlattığımız sistemi ağır çekimde inceleyelim ve örneğin parmağımız model uçağımızın gaz kolunu ileri ittiğinde neler olduğunu görelim:
1. gaz kolu ileri itilir
2. kola bağlı potansiyometrenin direnci değişir
3. kodlayıcı o kanala ait kare dalganın darbe genişliğini değiştirir
4. verici sinyali gönderir
5. alıcı sinyali yakalar ve kod çözücüye verir
6. kod çözücü gaz koluna ait kare dalgayı diğerlerinden ayırır ve ilgili servoya iletir
7. servo, aldığı kare dalgayla kendi içinde ürettiği kare dalgayı kıyaslar; gelen bilgi, üzerindeki bilgiden büyükse (veya küçükse) motoru fark sıfır oluncaya (yani gönderilen ve alınan kare dalgaların genişliği eşitlenene) kadar doğru yönde çevirir.
8. servo koluna bağlı bir tel motorumuzun karbürator kelebeğini açar ve motor devri artar.
Uçağımızın yön dümeni, yatış ve yükselme kanatçıkları da bağlı oldukları servolar tarafından benzer şekilde kumanda edilirler.
Bu sistemin düzgün çalışabilmesi için darbe genişliğine donanım üreticileri tarafından kabul edilmiş bir standart getirilmiştir. Bu da darbe genişliğinin 1 ile 2 milisaniye arasında değişebilmesi ve orta noktada (kontrol kolu serbest ve karşılık gelen servo orta noktada) 1.5 milisaniye olmasıdır. Örneğin uçağın yön dümenini kontrol eden kolu ve ilgili servoyu düşünürsek:
- kontrol kolu boştayken 1.5 milisaniyelik bir kare dalga gönderilir ve karşılık gelen yön dümeni düz pozisyonda durur. (prensip olarak yön dümeni, servo orta ölü noktada iken düz duracak şekilde sabitlenir)
- Kolu en sağa çektiğimizde darbe 2 milisaniye değerine ulaşır ve yön dümeni sağa döner.
- Kolu en sola çektiğimizde darbe genişliği 1 milisaniye değerine ulaşır ve yön dümeni sola döner.
Önümüzdeki aylarda özellikle model uçaklarda kullanabileceğiniz faydalı devreleri ve web linklerini sunmaya çalışacağım. Tekrar görüşünceye kadar hoşçakalın…
Bahri TİFTİKÇİ
bahri.tiftikci@isbank.net.tr
