DE4203055A1

DE4203055A1 - Einsatz eines mikrocontrolers in einer digitalfernsteuerung

Info

Publication number: DE4203055A1
Application number: DE19924203055
Authority: DE
Inventors: Friedrich Lauter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1992-08-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsänderung innerhalb des Empfängers einer Digital-Fernsteuerung insbes. für den Einsatz in Auto-, Schiffs- und Flugmodellen.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden die Stellungen der Hebel (Steuerknüppel) am Sender einer Digital- Funkfernsteuerung in eine Impulsfolge umgewandelt und an den Empfänger gesendet. Dort erfolgt die elektrische Aufteilung auf die angeschlossenen Bausteine (Servos, Schalter, Motoren etc.), die ihrerseits die Umsetzung in die erforderlichen analogen Signale durchführen. Vgl. Abb. 1.

Die Zuordnung zwischen den gesendeten Impulsen und ihrer Funktion (z. B. Winkelstellung des entspr. Ruders oder Motordrehzahl) ist dabei fest vorgegeben. Eine feinfühligere Ruderbetätigung, Änderung der Drehrichtung oder Koppelung zwischen 2 Steuerfunktionen (Höhe/Seite), wie sie z. B. bei V-Leitwerken erforderlich ist, muß elektrisch im Sender vorgenommen und für die verschiedenen Modelle dort jeweils neu eingestellt werden.

Durch den Einsatz eines Mikroprozessors (Mikrocontrolers) in der Verteilerschaltung kann der Empfänger einschl. des zugehörigen Modells insgesamt optimal eingestellt werden, ohne daß der Bediener jeweils neu eingreifen muß. Dabei können sich je nach Einsatz verschiedene technische Vereinfachungen ergeben:

- Beibehaltung der derzeitigen Peripherie (Servos etc.), wobei der Mikrocontroler an Bord die derzeit am Sender einzustellenden modellspezifischen Parameter einrechnet und die Impulswertigkeit verändern kann.
- Überwachungsfunktion mit Einstellung einer Parkposition oder Signalgabe bei Signalausfall oder Spannungsabfall - mit getrenntem Gerät bereits realisiert -
- Speicherung bzw. (halb-)automatische Steuerung an Bord aufgrund der von entspr. Meßgeräten gemeldeten Parameter (Höhe/Neigung längs-quer) ggf. mit Uhrzeit - mit getrenntem Gerät bereits realisiert -
- Umwandlung der digitalen Signale in analoge unter Zentralisierung der derzeit in der Peripherie durchgeführten Funktionen - Abb. 2

Die Einstellung der Programmparameter, d. h. die Ausgestaltung der Peripherie, kann entweder dadurch erfolgen, daß sie über externe Beschaltung (Dip-Schalter o. ä.) dem Mikrocontroler mitgeteilt werden oder dadurch, daß nach Betätigung eines Startschalters/Tasters die vom Sender (!) übertragenen Impulse gespeichert werden.

Je nach Voreinstellung kann der so erweiterte Empfänger u. a. die folgenden Funktionen ausführen:

- lineare, exponentielle . . . Steuerung mit vorgegebenem Endausschlag
- Mischen zwischen 2 Kanälen (Ausgabe in Abhängigkeit von 2 Eingabekanälen, z. B. bei V-Leitwerken) - mit getrenntem Gerät bereits realisiert
- Ausführung von Schaltfunktionen (vorwärts/Stop/rückwärts)
- mit getrenntem Gerät bereits realisiert
- Drehzahlsteuerung durch Pulsmodulation (PWM) - mit getrenntem Gerät bereits realisiert

Die Ansteuerung mit analogen Signalen kann grundsätzlich mit 2- bzw. 3-Drahtleitung erfolgen, wobei eine bauseitig bedingte Richtungsänderung durch 180 Grad-Drehung des Anschlusses erfolgen kann (Rückmeldung über Mitte).

Die Erfindung ist ein praktisches Beispiel für den Einsatz der modernen SMD-Technik, durch die die Schaltung etwa in Briefmarkengröße zu realisieren ist. Sie kann in Verbindung/Einbau bei bekannten Fernsteuer-Empfängern eingesetzt werden.

Das Prinzipschaltbild (Abb. 3) zeigt beispielhaft für die Funkfernsteuerung eine Maximalausstattung:

Der Mikrocontroler (1) nimmt über seine Eingabeports auf:

- die vom Sender über den Hochfrequenzteil des Empfängers decodierte und verstärkte Impulssequenz (2) - vgl. Abb. 1
- (3) die über Ladeschalter/-Taster oder einstellbare (DIP)-Schalter angelegten Steuerspannungen
- (4) evtl. externe Meßwerte z. B. aus Höhenmesser
- Digitalwerte aus dem AD-Wandler (5), welcher die von angeschlossenen Servos etc. rückgemeldeten Positionen als Analogsignale erhält

An die Ein-/Ausgabeports angeschaltet sind:

- Statischer Speicher (6), nicht flüchtig, wenn eine Ladesequenz gespeichert werden soll, bzw. zur Speicherung von Meß-/Steuerdaten
- Uhrenbaustein mit Alarmfunktion (7) zur zeitabhängigen Bearbeitung (ggf.)

Die Ausgabeports des Mikrocontrolers senden:

- digitale Steuerimpulse an herkömmliche Digital-Servos etc. (8)
- richtungsabhängige analoge Signale (9) zur Verstärkung über den Stromverstärker (10) als konstante Spannung oder pulsmoduliert (PWM) z. B. bei variabler Drehzahl zur Ausgabe an analoge Bausteine (11)

Der Überwachung der Versorgungsspannung V_cc dient der watchdog-Baustein (12), welcher bei Spannungsabfall z. B. auf unter 4,5 V ein Notsignal an den noch bis 4 V funktionsfähigen Mikrocontroler sendet.

Bezugszeichenliste

1 Mikrocontroler
2 Impulssequenz Eingabe
3 Ladeschalter/-Taster bzw. Konfigurationsschalter
4 Meßwerte von externen Geräten (Höhenmesser etc.)
5 AD-Wandler zur Rückmeldung der Gerätestellung
6 Statischer Speicher
7 Uhrenbaustein mit Alarmfunktion RTC
8 Impuls-Ausgabe an digitalen Baustein (Servo etc.)
9 Analoge Ausgabe konstant oder pulsmoduliert
10 Stromverstärker
11 Ein-/Ausgabe an analogen Baustein (Servo, Motor etc.)

Claims

1. Änderung/Ergänzung der Empfängerschaltung einer Digital- Fernsteuerung, dadurch gekennzeichnet,

- daß die vom Empfänger verstärkte Sequenz der Digital- Steuerimpulse von einem Mikrocomputer (Mikrocontroler) gemeinsam für die angeschlossenen Bausteine (Servos, Schalter, Motoren etc.) programmäßig aufbereitet wird, wobei das Programm durch externe Schaltung gesteuert wird.

2. Änderung/Ergänzung der Empfängerschaltung einer Digital- Fernsteuerung, dadurch gekennzeichnet,

- daß die vom Empfänger verstärkte Sequenz der Digital- Steuerimpulse von einem Mikrocomputer (Mikrocontroler) gemeinsam für die angeschlossenen Bausteine (Servos, Schalter, Motoren etc.) programmäßig aufbereitet wird, wobei ein Ladeschalter/Taster vorgesehen ist, bei dessen Betätigung die gerade anliegende Digitalsequenz zur Steuerung des folgenden Programms gespeichert wird.

3. Änderung/Ergänzung der Empfängerschaltung einer Digital- Fernsteuerung, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Schaltung bei Ausfall des Digitalsignals oder bei Absinken der Versorgungsspannung unter einen definierten Sollwert angeschlossene Bausteine in einen vordefinierten elektrischen Zustand bringen kann (Parkposition)

4. Änderung/Ergänzung der Empfängerschaltung einer Digital- Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß externe Meßgeräte angeschlossen werden, werden Ergebnisse gespeichert oder neben den vom Sender kommenden Digitalsignalen zur Ausgabebestimmung verwendet werden können.

5. Änderung/Ergänzung der Empfängerschaltung einer Digital- Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß analoge Signale oder pulsmodulierte Signale der erforderlichen Stromstärke und Richtung erzeugt und den angeschlossenen Bausteinen zugeteilt werden entsprechend den vom Sender empfangenen digitalen Signalen, wobei ggf. ein Abgleich mit dem Istzustand erfolgt (bei Servo etc.).