Вы когда-либо задумывались над тем, как работают игрушечные автомобили на дистанционном управлении? Какие научные факты и технологии заставляют их двигаться? Эти простые на вид игрушки используют фундаментальный принцип радиосвязи: ими управляет радиосигнал, передаваемый на определённой частоте. Поэтому такие игрушки часто также называют радиоуправляемыми моделями. Впрочем, принцип работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении состоит из множества мелких деталей, о которых вам и расскажут авторы данной публикации.
Принцип работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении
Если говорить кратко, то первая машинка на пульте управления появилась в 70-х годах прошлого века. Такие игрушки достаточно быстро завоевали популярность не только среди детей, но и среди взрослых. Более того, уже никого не удивишь настоящими гонками таких игрушечных автомобилей, в которых соревнуются многочисленные модели высокого класса от «продвинутых» владельцев.
Эти игрушки относятся к категории дистанционно-управляемых устройств – то есть, устройств, которыми можно управлять на расстоянии, используя радиосвязь. Давайте рассмотрим принципы работы игрушечных автомобилей на дистанционном управлении.
Детали и устройства, заставляющие игрушечный автомобиль на дистанционном управлении двигаться
Существует множество моделей и типов игрушек на дистанционном управлении, среди которых наибольшую популярность завоевали дистанционно-управляемые легковые и грузовые машины, самолётики, кораблики. В каждой из таких игрушек присутствуют четыре обязательных компонента, которые помогают им отправлять и принимать радиосигналы.
1 Передатчик
Передатчик – это не что иное, как пульт дистанционного управления, который вы используете для управления игрушкой на расстоянии. Его называют передатчиком, поскольку он посылает игрушкам сигнал, приводящий их в движение. Каждое небольшое движение пульта дистанционного управления влияет на работу игрушечной машинки.
2 Приёмник
Сигналы, передаваемые с пульта дистанционного управления, принимаются в игрушечных машинках с помощью приёмного оборудования, состоящего из платы с микросхемой и антенны, которые установлены в радиоуправляемом автомобиле. После приёма сигнала, запускается мотор машинки, который затем работает в соответствии со следующими сигналами.
3 Источник питания
Источник питания является наиболее важным компонентом игрушечной машинки, поскольку он запускает всю систему и обеспечивает её бесперебойную работу. В большинстве игрушечных автомобилей в роли источника питания выступает аккумуляторная батарея, но в некоторых моделях источником энергии является газ.
4 Моторчик
Моторчик – это сердце игрушечного автомобиля, которое при запуске системой питания обеспечивает движение всех составляющих частей автомобиля. Он настроен таким образом, что позволяет игрушечному автомобилю выполнять такие важные функции, как ускорение, движение колес, рулевое управление и торможение.
Принцип работы
Как уже упоминалось выше, игрушечные автомобили на дистанционном управлении работают в соответствии с получаемыми радиосигналами. При этом принцип работы этих игрушек можно расписать следующим образом:
Шаг 1
Первым делом вам необходимо обеспечить питанием передатчик или же пульт дистанционного управления. Для этого в большинстве случаев используется 9-вольтовый аккумулятор. Затем сам игрушечный автомобиль должен быть включен, и это может быть ручное включение или же включение через пульт дистанционного управления. После включения пульт передаёт серию электрических импульсов для определённого действия. Эти сигналы отправляются в виде радиоволн. Диапазон радиочастот, используемых в игрушечных автомобилях, обычно составляет 27 МГц или 49 МГц.
Шаг 2
В каждом игрушечном автомобиле на дистанционном управлении имеется встроенный приёмник либо антенна для приёма передаваемых сигналов. После получения сигналов для активации определённого действия двигатели запускаются соответствующим образом. Система обеспечивает работу двигателя и всех других рабочих частей автомобиля. Последовательность полученных сигналов заставляет машины двигаться соответственно.
Шаг 3
Игрушечные автомобили на дистанционном управлении снабжены несколькими интегрированными платами, которые кодируют и декодируют полученные сигналы, а затем указывают двигателям, каким образом им необходимо работать. Приёмник получает непрерывную серию электрических импульсов, и микросхемы распределяют команды по типам. Основные команды управления – вперёд, назад, влево и вправо. При этом для выполнения каждой функции используются разные электрические импульсы. Например:
- Движение вперёд – 16 импульсов.
- Движение назад – 40 импульсов.
- Движение вперёд влево и вправо – 28 и 34 импульса соответственно.
- Движение назад влево и вправо – 52 и 46 импульсов соответственно.
Есть и другие функции дистанционного управления – например, контроль скорости и работы тормозов.
Радиус действия сигналов дистанционного управления
При выборе игрушечного автомобиля на дистанционном управлении одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать, является максимальная дальность передачи сигнала. Как правило, это то расстояние, с которого пользователь должен управлять транспортным средством. Излишне упоминать о том, что чем больше дальность передачи сигнала, тем лучше обеспечивается управление игрушкой. Среднее расстояние между автомобилем и его владельцем может составлять от 40 до 90 метров при работе на частоте 2,4 ГГц.
Впрочем, на дальность распространения и стабильность приёма сигналов может влиять целый ряд факторов.
Качество устройств управления
Качество интегральных схем передатчика и приёмника определяет мощность передаваемых и принимаемых сигналов.
Препятствия
Во время профессиональных гонок и соревнований на управление игрушечными автомобилями могут влиять различные препятствия: чем более открытым является пространство, на котором проводятся гонки, тем больше шансов, что передаваемый сигнал будет принят без потерь.
Потенциальные помехи
Опять же, во время проведения соревнований помехи, создаваемые другими автомобилями и пультами дистанционного управления, а также прочие нежелательные инфракрасные волны могут значительно ослаблять сигналы управления.
ЧаВо
Какова средняя скорость игрушечного автомобиля на дистанционном управлении?
Всё зависит от качества системы питания, однако средняя скорость таких машинок обычно составляет от 40 до 90 км в час. Некоторые модели высокого класса, используемые в профессиональных гонках и соревнованиях, могут развивать скорость до 150 км в час.
Какая средняя частота, используемая в автомобилях с дистанционным управлением?
Большинство автомобилей на дистанционном управлении используют сигналы на частоте 2.45 ГГц – в диапазоне, который называется Speed Spectrum System. Базовые автомобили с дистанционным управлением работают на частотах 27 МГц или 49 МГц, а усовершенствованные устройства работают на частотах 72 или 75 МГц.
Заключение
Все перечисленные выше функции обеспечивают движение игрушечных автомобилей на дистанционном управлении, что является практическим применением достижений науки и техники. На рынке Украины можно найти бесчисленное множество различных моделей таких игрушек, многие из которых обладают усовершенствованными механизмами и функциями, однако все они используют для работы одинаковые базовые принципы. Надеемся, что читатели получили достаточно информации о том, как работают автомобили на дистанционном управлении.