ラジコン玩具のしくみ

Dec 18 2000
ラジコンのおもちゃは、子供だけでなく大人にも人気があります。RCトラックに乗り込み、それがどのように無線信号を動きに変換するかを調べてください。
ラジコンカーで遊ぶ年齢はありませんヒルストリートスタジオ/ゲッティイメージズ

土曜日の朝のテレビで、「スーパーウルトラロード-リッピン 'デバスター」やその他のラジコン(RC)カーの驚くべき能力を宣言する広告を見たことがあるでしょう。また、公園で模型飛行機飛行船を飛ばしたり、池を静かに横切って航行するミニチュアボートを操縦したりしている人を見たことがあるかもしれません。

この記事では、ラジコンについてすべて学びます。RCおもちゃに使用されている周波数、さまざまなコンポーネント、およびそれらがすべてどのように連携しているかがわかります。また、おもちゃやモデルについて話すとき、ラジコンとリモコンの違いは何であるかを学びます。

RCおもちゃの種類

RCおもちゃには、次のようなさまざまなモデルがあります。

  • トラック
  • ファンタジー車両
  • 飛行機
  • ヘリコプター
  • 飛行船
  • ヨット
  • モーターボート
  • 潜水艦
  • ロボット
  • 動物

それらがどのように動作するかのメカニズムは異なるおもちゃの間で大きく異なる可能性がありますが、基本的な原理は同じです。すべてのラジコン玩具には、4つの主要部分があります。

  • 送信機-おもちゃを制御するために送信機を手に持ってください。電波を受信機に送ります。
  • 受信機-おもちゃの内部のアンテナと回路基板は、送信機からの信号を受信し、送信機の指示に従っておもちゃの内部のモーターを作動させます。
  • モーター-モーターは、車輪を回したり、車両を操縦したり、プロペラを操作したりすることができます。
  • 電源

送信機は電波を使用して受信機に制御信号を送信し(詳細は無線の仕組みを参照)、受信機がモーターを駆動して特定のアクションを発生させます。車のモーターは車輪を回転させるかもしれませんが、飛行機のモーターはフラップを調整するかもしれません。電源は通常、充電式バッテリーパックですが、通常のバッテリーである場合もあります。

多くのRC玩具では、ラジコンモーターがガイダンスを提供し、別の電源が移動を提供します。ここではいくつかの例を示します。

  • 模型飛行機には、プロペラを回転させるための小さなガス動力エンジンが搭載されていることがよくあります。RCモーターがフラップを制御します。
  • 帆船は風を推進力として利用します。RCモーターが舵を制御します。
  • 飛行船は、揚力にヘリウムまたは熱風を使用します。RCモーターは小さなプロペラを制御します。

次に、各主要コンポーネントを詳しく見ていきましょう。

より多くのラジコンおもちゃ

消費者ガイドにアクセスして、ラジコンカー、ラジコンボート、ラジコンホバークラフト、ラジコンタンク、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、さらにはラジコン昆虫をチェックしてください。または、ラジコンのおもちゃキットを使って自分で作りましょう。

コンテンツ
  1. RCおもちゃの送信機
  2. ラジコン
  3. RCトラックの内部

RCおもちゃの送信機

典型的なRCカートランスミッター

RCおもちゃは通常、ある種のコントロールと無線送信機を含む小さなハンドヘルドデバイスを備えています。送信機は、おもちゃの受信機に周波数を介して信号を送信します。送信機には、信号の制御と送信に電力を供給する電源(通常は9ボルトのバッテリー)があります。ラジコンとリモートコントロールのおもちゃの主な違いは、リモートコントロールのおもちゃにはコントローラーとおもちゃを接続するワイヤーがありますが、ラジコンは常にワイヤレスです。

ほとんどのRC玩具は、27MHzまたは49MHzで動作します。この周波数のペアは、ガレージドア開閉装置、トランシーバー、RCおもちゃなどの基本的な消費者向けアイテムにFCCによって割り当てられています。より洗練されたRC飛行機などの高度なRCモデルは、72MHzまたは75MHzの周波数を使用します。

RCおもちゃの大部分には、動作する周波数範囲のラベルが付いています。たとえば、以下のRCトラックには、27MHzモデルとして指定するラベルが付いています。

このトラックは27MHzで動作します。

ほとんどのRC玩具メーカーは、両方の周波数範囲(27MHzと49MHz)の各モデルのバージョンを作成しています。そうすれば、2つの送信機間の干渉に対処することなく、同じモデルの2つを同時に操作して、レースや一緒にプレイすることができます。一部のメーカーは、おもちゃが動作する周波数帯域の正確な部分に関するより具体的な情報も提供しています。良い例は、各モデルが異なる部分に調整された最大6つのおもちゃのレーシングセットを作成するオプションを提供するNikko ofAmericaです。27MHzの周波数範囲の。

送信機は、単機能のシンプルなコントローラーから、幅広いオプションを備えたフル機能のコントローラーまで多岐にわたります。単機能コントローラーの例としては、トリガーを押すとおもちゃを前進させ、離すとおもちゃを後退させるものがあります。おもちゃを止めるには、実際にオフにする必要があります。

ほとんどのフル機能コントローラーには、6つのコントロールがあります。

  • 前方
  • 逆行
  • 前方と左
  • 前方と右
  • リバースとレフト
  • 逆と右

ほとんどのフル機能コントローラーでは、ボタンを押さなかったり、ノブを回したりしないと、おもちゃが停止し、次のコマンドを待ちます。より高度なRCシステムのコントローラーは、正確な制御のために、いくつかのレベルの応答を備えたデュアルジョイスティックを使用することがよくあります。

ラジコン

典型的なRC信号伝送

最後のページで見たRCトラックを詳しく見てみましょう。使用される正確な周波数は27.9MHzであると想定します。RCトランスミッターを使用するときに発生する一連のイベントは次のとおりです。

  1. トリガーを押すと、トラックが前進します。
  2. トリガーにより、一対の電気接点が接触し、集積回路(IC)の特定のピンに接続された回路が完成します。
  3. 回路が完成すると、送信機は一連の電気パルスを送信します(詳細については、無線のしくみを参照してください)。各シーケンスには、同期パルスの短いグループが含まれ、その後にパルスシーケンスが続きます。私たちのトラックの場合、受信者に着信情報を警告する同期セグメントは、長さが2.1ミリ秒(1000分の1秒)で、間隔が700マイクロ秒(100万分の1秒)の4つのパルスです。パルスセグメント新しい情報が何であるかをアンテナに伝え、700マイクロ秒の間隔で700マイクロ秒のパルスを使用します。
典型的なRC信号伝送

パルスシーケンス

  • 順方向:16パルス
  • リバース:40パルス
  • 前進/左:28パルス
  • 順方向/右方向:34パルス
  • リバース/レフト:52パルス
  • リバース/ライト:46パルス
  1. 送信機は、毎秒27,900,000サイクル(27.9 MHz)の周波数で振動する電波のバーストを送信します。How Radio Worksを読んだ場合、これはパルス変調として認識されます。
  2. トラックは、割り当てられた周波数(27.9 MHz)の信号を常に監視しています。受信機は送信機からの電波バーストを受信すると、27.9MHz以外のアンテナで拾われた信号を遮断するフィルターに信号を送信します。残りの信号は、電気パルスシーケンスに変換されます。
  3. パルスシーケンスはトラックのICに送信され、ICはシーケンスをデコードして適切なモーターを始動します。この例では、パルスシーケンスは16パルス(順方向)です。これは、ICがホイールを実行しているモーターに正の電流を送ることを意味します。次のパルスシーケンスが40パルス(逆)の場合、ICは同じモーターへの電流を反転させて、反対方向に回転させます。
  4. モーターのシャフトには、車軸に直接接続するのではなく、実際にはその端にギアがあります。これにより、モーターの速度は低下しますが、トルクは増加し、小さな電気モーターを使用してトラックに十分なパワーを与えます。
  5. トラックは前進します。

RCトラックの中を見ると、とてもシンプルであることがわかります。

RCトラックの内部

トラックの中を見る

RCトラックの中には、アンテナ、バッテリーパック、回路基板の2つの電気モーターがあります。

一方のモーターは前輪を右または左に回転させ、もう一方のモーターは後輪を前後に回転させます。回路基板には、ICチップ、増幅器、および無線受信機が含まれています。いくつかの単純なギアがモーターをホイールに接続します。非常に少ないコンポーネントで、可動範囲がいかに用途が広いかは本当に驚くべきことです。

  • 車内には、いくつかのコンデンサ、抵抗、ダイオードを備えた回路基板と、モーターを制御するICがあります。ラジオ受信機は、特定の周波数で発振する水晶、インダクターアンテナで構成されています。
  • 電気モーターバッテリーから電力を受け取ります。電力の流れはICによって調整されます。

RC玩具、ラジコン、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

初版:2000年12月18日

RCおもちゃ

おもちゃのリモコンはどのように機能しますか?
電波はリモコンの送信機を介して生成され、おもちゃの受信機に送信されます。リモートボタンが押されると、信号は空中を移動する電気パルスの形で生成されます。
RC送信機の範囲を広げるにはどうすればよいですか?
範囲を広げるために、トランジスタを使用してRC送信機の信号を強化することができます。ただし、これには注意が必要でコストがかかる場合があります。安価な方法は、アンテナをより効率的なものに変更するか、より大きなアンテナを使用することです。指向性アンテナを使用して、送信機の信号を増幅することもできます。
どの送信機もどの受信機でも動作しますか?
任意の送信機を使用して、任意のタイプの受信機とペアリングできます。ただし、周波数と送信機の電力が一致しないと、受信機が恒久的に損傷する可能性があります。したがって、送信機と受信機の両方が同じ周波数で動作することを確認してください。
リモコンの干渉をどのように止めますか?
2つのデバイスが同じ周波数で動作している場合、クロストークまたは干渉が発生する可能性があります。お使いのデバイスに周波数を変更するオプションがある場合は、それでうまくいくはずです。ほとんどの長距離RCデバイスは27MHzまたは49MHzで動作するため、マニュアルを読んでデバイスの周波数を確認してください。干渉が除去されたことに気付くまで、周波数レベルを調整します。

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