نموذج يتم التحكم فيه عن طريق الراديو

سيارة يتم التحكم فيها عن بعد بمقياس 1:10 ( ساب سونيت 2 )

النموذج الذي يتم التحكم فيه لاسلكيًا ( أو نموذج RC ) هو نموذج يمكن توجيهه باستخدام جهاز تحكم لاسلكي (RC). وقد تم تركيب أنظمة RC في جميع أنواع المركبات النموذجية، بما في ذلك المركبات البرية والقوارب والطائرات والمروحيات وحتى الغواصات وقاطرات السكك الحديدية المصغرة.

تاريخ

شهدت الحرب العالمية الثانية تطورًا ملحوظًا في تكنولوجيا التحكم اللاسلكي. استخدم سلاح الجو الألماني (لوفتفافه) قنابل مجنحة قابلة للتحكم لاستهداف سفن الحلفاء . خلال ثلاثينيات القرن العشرين، كان الأخوان غود، بيل ووالت، رائدين في مجال وحدات التحكم القائمة على الصمامات المفرغة لهواة الطائرات اللاسلكية. تُعرض طائرتهما "غوف" التي تعمل بالتحكم اللاسلكي في المتحف الوطني للفضاء. نشر إد لورينز تصميمًا في مجلة "موديل إيربلاين نيوز" قام العديد من الهواة ببنائه. لاحقًا، بعد الحرب العالمية الثانية، في أواخر أربعينيات القرن العشرين وحتى منتصف خمسينياته، ظهرت العديد من تصاميم الطائرات اللاسلكية الأخرى، وبيعت بعضها تجاريًا، ومنها طائرة "سوبر أيروترول" من بيركلي. استُخدمت أجهزة استقبال فائقة التجديد للحفاظ على حجم الطائرة واستهلاكها للطاقة منخفضين.

كانت هذه الأنظمة في الأصل بسيطة، تعمل بنظام "تشغيل/إيقاف"، ثم تطورت لتستخدم أنظمة معقدة من المرحلات للتحكم في سرعة واتجاه آلية الميزان المطاطية. وفي نسخة أخرى أكثر تطورًا طورها الأخوان غود تُسمى TTPW، تم ترميز المعلومات عن طريق تغيير نسبة العلامة/المسافة في الإشارة (التناسب النبضي). ​​وسرعان ما أصبحت النسخ التجارية من هذه الأنظمة متاحة. وقد أضاف نظام القصبة المضبوطة مزيدًا من التعقيد، حيث استخدم قصبات معدنية للرنين مع الإشارة المرسلة وتشغيل أحد المرحلات المختلفة. في ستينيات القرن العشرين، أدى توفر المعدات القائمة على الترانزستورات إلى التطور السريع لأنظمة "التناسب الرقمي" القائمة على المؤازرة التناسبية الكاملة ، والتي تم تحقيقها في البداية باستخدام مكونات منفصلة، ​​مدفوعة إلى حد كبير من قبل الهواة، ولكنها أدت في النهاية إلى منتجات تجارية. في سبعينيات القرن العشرين، جعلت الدوائر المتكاملة الإلكترونيات صغيرة وخفيفة ورخيصة بما يكفي لتصبح أنظمة التناسب الرقمي متعددة القنوات، التي تم تأسيسها في ستينيات القرن العشرين، متاحة على نطاق أوسع.

في تسعينيات القرن الماضي، أصبحت المعدات المصغرة متاحة على نطاق واسع، مما أتاح التحكم اللاسلكي بأصغر النماذج، وبحلول العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبح التحكم اللاسلكي شائعًا حتى للتحكم بالألعاب الرخيصة. وفي الوقت نفسه، استمرت براعة هواة تصميم النماذج، وامتدت إنجازاتهم باستخدام التقنيات الجديدة لتشمل تطبيقات مثل الطائرات التي تعمل بالتوربينات الغازية، والمروحيات البهلوانية ، والغواصات.

قبل ظهور التحكم اللاسلكي، كانت العديد من النماذج تستخدم صمامات احتراق بسيطة أو آليات ميكانيكية للتحكم في أوقات الطيران أو الإبحار. وفي بعض الأحيان، كانت هذه الآليات الميكانيكية تتحكم أيضًا في الاتجاه أو السلوك وتغيرهما. وشملت الطرق الأخرى الربط بنقطة مركزية (شائعة في سيارات النماذج والطائرات المائية)، والتحكم حول القطب للطائرات الكهربائية، وخطوط التحكم (المعروفة باسم "التحكم عن بعد" في الولايات المتحدة) للطائرات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي .

بدأ الاستخدام العام لأنظمة التحكم اللاسلكي في النماذج في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين بأجهزة أحادية القناة محلية الصنع، وسرعان ما ظهرت الأجهزة التجارية. في البداية، استخدمت أنظمة التحكم عن بُعد آلية الميزان (غالبًا ما تكون تعمل بالمطاط) للتشغيل الميكانيكي في النموذج. غالبًا ما استخدمت الأجهزة التجارية أجهزة إرسال أرضية، وهوائيات طويلة ذات أقطاب أرضية منفصلة، ​​وأجهزة استقبال أحادية الأنبوب المفرغ. احتوت المجموعات الأولى على أنبوبين لتحقيق انتقائية أكبر. كانت هذه الأنظمة المبكرة دائمًا عبارة عن دوائر فائقة التجديد ، مما يعني أن جهازي تحكم يُستخدمان على مقربة من بعضهما البعض سيتداخلان مع بعضهما. كما أن الحاجة إلى بطاريات ثقيلة لتشغيل الأنابيب جعلت أنظمة نماذج القوارب أكثر نجاحًا من أنظمة نماذج الطائرات.

أدى ظهور الترانزستورات إلى تقليل متطلبات البطارية بشكل كبير، حيث انخفضت متطلبات التيار عند الجهد المنخفض بشكل ملحوظ، وتم الاستغناء عن بطارية الجهد العالي. استخدمت الأنظمة منخفضة التكلفة مستقبل ترانزستور فائق التجديد حساس لتعديل نغمة صوتية محددة، مما قلل بشكل كبير من التداخل الناتج عن اتصالات الراديو بنطاق  27 ميجاهرتز على الترددات المجاورة. كما ساهم استخدام ترانزستور الإخراج في زيادة الموثوقية عن طريق الاستغناء عن مرحل الإخراج الحساس ، وهو جهاز عرضة للاهتزازات الناتجة عن المحرك وتلوث الغبار المتناثر.

انقر على الصورة للاطلاع على شرح آلية عمل ميزان الراديو

في كل من أجهزة الصمامات وأجهزة الترانزستور المبكرة، كانت أسطح التحكم في النموذج تُشغل عادةً بواسطة آلية كهرومغناطيسية تتحكم في الطاقة المخزنة في حلقة مطاطية، مما يسمح بالتحكم البسيط في الدفة (يمين، يسار، ومحايد) وأحيانًا وظائف أخرى مثل سرعة المحرك، ورفع المصعد. [ 1 ]

في أواخر الخمسينيات من القرن العشرين، أتقن هواة الطائرات المُسيّرة عن بُعد حيلًا لإدارة التحكم النسبي لأسطح التحكم في الطيران، على سبيل المثال عن طريق التشغيل والإيقاف السريع لأنظمة القصب، وهي تقنية تُسمى "التشغيل السريع الماهر" أو بشكل أكثر فكاهة "التحكم النسبي العصبي". [ 2 ]

بحلول أوائل الستينيات، حلت الترانزستورات محل الصمامات الإلكترونية، وأصبحت المحركات الكهربائية التي تُشغل أسطح التحكم أكثر شيوعًا. لم تستخدم أنظمة التحكم التناسبي الأولى منخفضة التكلفة محركات مؤازرة، بل اعتمدت على محرك ثنائي الاتجاه مع سلسلة نبضات تناسبية تتكون من نغمتين، مُعدَّلة عرض النبضة (TTPW). هذا النظام، ونظام آخر يُعرف باسم "البطة الراكلة/الشبح الجامح"، كان يُشغَّل بسلسلة نبضات تُسبب تذبذب الدفة والمصعد بزاوية صغيرة (لا تؤثر على الطيران نظرًا لصغر الانحرافات والسرعة العالية)، حيث يُحدد متوسط ​​الموضع بنسب سلسلة النبضات. وقد طوّر هيرشل تومين من شركة إلكتروسوليدز نظام تحكم تناسبي أكثر تطورًا وتميزًا يُسمى "التحكم الفضائي". استخدم هذا النظام المعياري نغمتين، مع تعديل عرض النبضة ومعدلها، لتشغيل أربعة محركات مؤازرة تناسبية بالكامل. وقد صُنع هذا النظام وطُوّر على يد زيل ريتشي، الذي قدّم هذه التقنية في نهاية المطاف إلى عائلة دونهام من شركة أوربت عام ١٩٦٤. وقد قُلّد النظام على نطاق واسع، وحاول آخرون (سامبي، إيه سي إل، دي بي) تطوير ما كان يُعرف آنذاك بالأنظمة التناسبية التناظرية. إلا أن هذه الأجهزة الراديوية التناسبية التناظرية المبكرة كانت باهظة الثمن، مما جعلها بعيدة المنال عن معظم هواة تصميم النماذج. وفي نهاية المطاف، حلّت الأجهزة متعددة القنوات (بتكلفة أعلى بكثير) محلّ الأجهزة أحادية القناة، حيث تعمل نغمات صوتية مختلفة على تشغيل مغناطيسات كهربائية تؤثر على ريش رنانة مضبوطة لاختيار القناة.

ساهمت أجهزة الاستقبال فائقة التغاير ذات المذبذب البلوري ، والتي تتميز بانتقائية واستقرار أفضل، في جعل معدات التحكم أكثر كفاءة وأقل تكلفة. وكان انخفاض وزن المعدات باستمرار عاملاً حاسماً في تطبيقات النمذجة المتزايدة باستمرار. وأصبحت دوائر التغاير الفائق أكثر شيوعاً، مما مكّن العديد من أجهزة الإرسال من العمل معاً بشكل متقارب، وساهم في تقليل التداخل من نطاقات راديو الصوت المجاورة.

كانت التطورات متعددة القنوات ذات فائدة خاصة للطائرات التي كانت تحتاج فعليًا إلى ثلاثة أبعاد تحكم على الأقل (الانعراج، والميل، وسرعة المحرك)، على عكس القوارب التي يمكن التحكم بها بعدسين أو بُعد واحد. كانت "قنوات" التحكم اللاسلكي في الأصل عبارة عن مخرجات من مصفوفة ريشية، أي مفتاح تشغيل/إيقاف بسيط. ولتوفير إشارة تحكم قابلة للاستخدام، يجب تحريك سطح التحكم في اتجاهين، لذا يلزم وجود "قناتين" على الأقل، ما لم يكن من الممكن إنشاء وصلة ميكانيكية معقدة لتوفير حركة ثنائية الاتجاه من مفتاح واحد. وقد تم تسويق العديد من هذه الوصلات المعقدة خلال ستينيات القرن الماضي، بما في ذلك مجموعات Graupner Kinematic Orbit وBramco وKraft المتزامنة.

يُنسب إلى دوغ سبرينغ الفضل في تطوير أول محرك سيرفو رقمي ذي تغذية راجعة لعرض النبضة، وقام مع دون ماثيس بتطوير وبيع أول جهاز راديو تناسبي رقمي يسمى "ديجيكون"، تلاه جهاز ديجيمايت من بونر، وجهاز إف آند إم ديجيتال 5 من هوفرز.

مع ثورة الإلكترونيات ، أصبح تصميم الدوائر أحادية القناة غير ضروري، وبدلاً من ذلك، وفرت أجهزة الراديو تدفقات إشارات مشفرة يمكن لآلية مؤازرة تفسيرها. حل كل تدفق من هذه التدفقات محل قناتين من القنوات الأصلية، وبشكل مربك، بدأ يُطلق على تدفقات الإشارات اسم "قنوات". وهكذا، استُبدل جهاز إرسال قديم بست قنوات يعمل بنظام التشغيل/الإيقاف، والذي كان يُشغّل الدفة والمصعد والخانق في الطائرة، بجهاز إرسال تناسبي جديد بثلاث قنوات يؤدي الوظيفة نفسها. عُرف التحكم في جميع عناصر التحكم الرئيسية للطائرة ذات المحرك (الدفة والمصعد والجنيحات والخانق) باسم "التحكم الكامل". ويمكن للطائرة الشراعية أن تكون "كاملة" بثلاث قنوات فقط.

سرعان ما ظهرت سوق تنافسية، مما أدى إلى تطور سريع. وبحلول سبعينيات القرن الماضي، ترسخ اتجاه التحكم اللاسلكي النسبي الكامل. تستخدم أنظمة التحكم اللاسلكي النموذجية للنماذج التي يتم التحكم فيها لاسلكيًا تعديل عرض النبضة (PWM) وتعديل موضع النبضة (PPM)، ومؤخرًا تقنية الطيف المنتشر ، وتُشغل أسطح التحكم المختلفة باستخدام آليات مؤازرة. وقد أتاحت هذه الأنظمة "التحكم النسبي"، حيث يتناسب موضع سطح التحكم في النموذج مع موضع عصا التحكم على جهاز الإرسال.

تُستخدم تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) على نطاق واسع في أجهزة التحكم اللاسلكي اليوم، حيث تُغير عناصر التحكم في جهاز الإرسال عرض (مدة) النبضة للقناة بين 920 و 2120 ميكروثانية، مع كون 1520 ميكروثانية هي الوضع المركزي (المحايد). تتكرر النبضة في إطار زمني يتراوح بين 10 و30 مللي ثانية . تستجيب محركات المؤازرة الجاهزة مباشرةً لسلاسل نبضات التحكم من هذا النوع باستخدام دوائر فك تشفير مدمجة، وتقوم بتحريك ذراع أو رافعة دوارة في الجزء العلوي من المحرك. يُستخدم محرك كهربائي وعلبة تروس تخفيض لتشغيل ذراع الإخراج ومكون متغير مثل مقاوم ( مقياس جهد ) أو مكثف ضبط. يُنتج المكثف أو المقاوم المتغير جهد إشارة خطأ يتناسب مع موضع الإخراج، والذي يُقارن بعد ذلك بالموضع المطلوب بواسطة نبضة الإدخال، ويُدار المحرك حتى يتم الحصول على تطابق. يمكن فك تشفير سلسلة النبضات التي تمثل مجموعة القنوات بأكملها بسهولة إلى قنوات منفصلة في جهاز الاستقبال باستخدام دوائر بسيطة للغاية مثل عداد جونسون . تسمح البساطة النسبية لهذا النظام بتصنيع أجهزة استقبال صغيرة الحجم وخفيفة الوزن، وقد شاع استخدامه منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي. عادةً ما يُستخدم عداد عقدي 4017 أحادي الشريحة داخل جهاز الاستقبال لفك تشفير إشارة PPM المُرسلة متعددة الإرسال إلى إشارات "RC PWM" الفردية المُرسلة إلى كل محرك مؤازر RC . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] غالبًا ما تُستخدم دائرة متكاملة Signetics NE544 أو شريحة مكافئة وظيفيًا داخل غلاف محركات RC المؤازرة منخفضة التكلفة كوحدة تحكم في المحرك - حيث تقوم بفك تشفير سلسلة نبضات التحكم في المحرك المؤازر إلى موضع معين، وتُحرك المحرك إلى ذلك الموضع. [ 6 ]

في الآونة الأخيرة، ظهرت في الأسواق أنظمة هواة متطورة تستخدم تقنية تعديل رمز النبضة ( PCM )، والتي توفر إشارة رقمية على شكل تدفق بتات إلى جهاز الاستقبال بدلاً من تعديل النبضة التناظري. تشمل مزاياها إمكانية فحص أخطاء البتات في تدفق البيانات (مما يُحسّن سلامة الإشارة)، وخيارات الأمان في حالة الأعطال ، مثل خفض سرعة المحرك (إن وُجد) وإجراءات تلقائية مماثلة عند فقدان الإشارة. مع ذلك، تُسبب هذه الأنظمة التي تستخدم تعديل رمز النبضة تأخيرًا أكبر عمومًا نظرًا لقلة عدد الإطارات المُرسلة في الثانية الواحدة، حيث يتطلب فحص البتات عرض نطاق ترددي أكبر. تستطيع أجهزة PCM فقط اكتشاف الأخطاء، وبالتالي الاحتفاظ بآخر موضع تم التحقق منه أو الدخول في وضع الأمان ، لكنها لا تستطيع تصحيح أخطاء الإرسال.

في مطلع القرن الحادي والعشرين، ازداد استخدام الإرسال بتردد 2.4 جيجاهرتز  (GHz) في أنظمة التحكم المتطورة للمركبات والطائرات النموذجية. يتميز هذا النطاق الترددي بالعديد من المزايا، فنظرًا لقصر أطوال موجات 2.4 جيجاهرتز (حوالي 10 سنتيمترات)، لا تحتاج هوائيات أجهزة الاستقبال إلى تجاوز 3 إلى 5  سنتيمترات. كما أن الضوضاء الكهرومغناطيسية، مثل تلك الصادرة عن المحركات الكهربائية، لا تُرصد بواسطة  أجهزة استقبال 2.4 جيجاهرتز نظرًا لترددها المنخفض (الذي يتراوح عادةً بين 10 و150  ميجاهرتز). وبالتالي، لا يحتاج هوائي جهاز الإرسال إلا إلى  طول يتراوح بين 10 و20 سنتيمترًا، كما أن استهلاك طاقة جهاز الاستقبال أقل بكثير، مما يُطيل عمر البطاريات. إضافةً إلى ذلك، لا حاجة إلى بلورات أو اختيار التردد، إذ يقوم جهاز الإرسال بهذه العملية تلقائيًا. مع ذلك، لا تنحرف الأطوال الموجية القصيرة بسهولة مثل الأطوال الموجية الأطول في تقنية PCM/PPM، لذا يلزم وجود خط رؤية مباشر بين هوائي الإرسال وجهاز الاستقبال. كذلك، في حال انقطاع التيار الكهربائي عن جهاز الاستقبال، ولو لبضع أجزاء من الثانية، أو تعرضه لتداخل بتردد 2.4  جيجاهرتز، فقد يستغرق الأمر بضع ثوانٍ حتى يعيد جهاز الاستقبال - الذي  يكون في حالة تردد 2.4 جيجاهرتز جهازًا رقميًا في أغلب الأحيان - مزامنة نفسه.

تصميم

تتكون إلكترونيات التحكم عن بُعد من ثلاثة عناصر أساسية. جهاز الإرسال هو وحدة التحكم، ويحتوي على عصي تحكم، ومفاتيح تشغيل، ومفاتيح تحكم، ومؤشرات في متناول المستخدم. أما جهاز الاستقبال ، فهو مُثبّت في النموذج، ويستقبل الإشارة من جهاز الإرسال ويعالجها، ثم يحوّلها إلى إشارات تُرسل إلى المحركات المؤازرة ووحدات التحكم في السرعة . ويُحدد عدد المحركات المؤازرة في النموذج عدد القنوات التي يجب أن يوفرها جهاز الراديو.

عادةً ما يقوم جهاز الإرسال بتعدد إرسال الإشارة وتعديلها إلى تعديل موضع النبضة . أما جهاز الاستقبال فيقوم بإزالة التعديل وفك تعدد الإرسال للإشارة وترجمتها إلى نوع خاص من تعديل عرض النبضة المستخدم في محركات التحكم عن بعد القياسية .

في ثمانينيات القرن الماضي، قامت شركة فوتابا اليابانية للإلكترونيات بتقليد نظام التوجيه بعجلة لسيارات التحكم عن بُعد. وقد طُوّر هذا النظام في الأصل من قِبل شركة أوربت لجهاز إرسال مُصمّم خصيصًا لسيارات أسوشيتد. وقد لاقى رواجًا واسعًا، إلى جانب زر تحكم في السرعة . غالبًا ما يُصمّم جهاز الإرسال ليستخدمه أصحاب اليد اليمنى، ويشبه مسدسًا مُثبّتًا عليه عجلة على جانبه الأيمن. يؤدي سحب الزر إلى تسريع السيارة للأمام، بينما يؤدي دفعه إلى إيقافها أو جعلها تسير للخلف. تتوفر بعض الطرازات بنسخ مُصمّمة خصيصًا لأصحاب اليد اليسرى.

إنتاج متسلسل

تتوفر آلاف المركبات التي تعمل بالتحكم عن بعد. معظمها ألعاب مناسبة للأطفال. ما يميز المركبات التي تعمل بالتحكم عن بعد المخصصة للألعاب عن تلك المخصصة للهواة هو خاصية التعديل والتركيب في مكوناتها القياسية. تتميز هذه المركبات عادةً بدوائر كهربائية مبسطة، حيث غالبًا ما يكون جهاز الاستقبال والمحركات مدمجة في دائرة واحدة. يكاد يكون من المستحيل نقل هذه الدائرة الكهربائية الخاصة بإحدى هذه المركبات إلى مركبات أخرى تعمل بالتحكم عن بعد.

هواة التحكم عن بعد

سيارة التحكم عن بعد "شوماتشر إس إس تي 2000". تظهر هنا بدون تركيب طقم الهيكل أو حزمة البطارية للسماح برؤية أوضح لسيارة من فئة الهواة.

تتميز أنظمة التحكم عن بعد المخصصة للهواة بتصميمات معيارية. يمكن للعديد من السيارات والقوارب والطائرات استيعاب معدات من مختلف الشركات المصنعة، لذا من الممكن نقل معدات التحكم عن بعد من سيارة وتركيبها في قارب، على سبيل المثال.

مع ذلك، يُعدّ نقل جهاز الاستقبال بين الطائرات والمركبات البرية غير قانوني في معظم الدول، إذ تُخصّص قوانين الترددات اللاسلكية نطاقات منفصلة للطائرات والمركبات البرية. ويتم ذلك لأسباب تتعلق بالسلامة.

تُقدّم معظم الشركات المصنّعة الآن "وحدات تردد" (تُعرف باسم البلورات) تُوصل ببساطة بالجزء الخلفي من أجهزة الإرسال، مما يسمح بتغيير الترددات، وحتى النطاقات، حسب الرغبة. بعض هذه الوحدات قادرة على "توليف" العديد من القنوات المختلفة ضمن نطاقها المُخصّص.

تتميز نماذج الهواة بإمكانية ضبطها بدقة، على عكس معظم نماذج الألعاب. فعلى سبيل المثال، تسمح السيارات عادةً بتعديل زاوية التقارب ، وزاوية الميل ، وزاوية التوجيه ، تمامًا كما هو الحال في السيارات الحقيقية. وتتيح جميع أجهزة الإرسال الحديثة إمكانية ضبط كل وظيفة عبر عدة معايير لتسهيل إعداد النموذج وضبطه. كما أن العديد من هذه الأجهزة قادرة على دمج عدة وظائف في آن واحد، وهو أمر ضروري لبعض النماذج.

طُوِّرت العديد من أجهزة الراديو الأكثر شيوعًا لهواة اللاسلكي، وأُنتجت بكميات كبيرة في جنوب كاليفورنيا من قِبَل شركات أوربت، وبونر، وكرافت، وبابكوك، ودينز، ولارسون، وآر إس، وإس آند أو، وميلكوت. وفي وقت لاحق، سيطرت شركات يابانية مثل فوتابا، وسانوا، وجيه آر على السوق.

الأنواع

الطائرات

الطائرات المُسيّرة لاسلكيًا (وتُسمى أيضًا طائرات RC) هي طائرات صغيرة يُمكن التحكم بها عن بُعد. وتتنوع أنواعها، بدءًا من الطائرات الصغيرة المُخصصة للحدائق وصولًا إلى الطائرات النفاثة الكبيرة والطائرات البهلوانية متوسطة الحجم. وتستخدم هذه الطائرات طرقًا مختلفة للدفع، من المحركات الكهربائية ذات الفرش أو بدونها، إلى محركات الاحتراق الداخلي، وصولًا إلى التوربينات الغازية الأكثر تكلفة . وتستطيع أسرع الطائرات، وهي طائرات التحليق الديناميكي على المنحدرات، الوصول إلى سرعات تتجاوز 720 كم/ساعة (450 ميلًا في الساعة) من خلال التحليق الديناميكي ، حيث تدور بشكل متكرر عبر تدرج سرعات الرياح فوق قمة أو منحدر. [ 7 ] أما الطائرات النفاثة الأحدث، فتستطيع الوصول إلى سرعات تتجاوز 480 كم/ساعة (300 ميل في الساعة) في مسافة قصيرة.    

دبابات

الدبابات التي يتم التحكم فيها عن بُعد هي نماذج طبق الأصل لمركبات قتالية مدرعة، قادرة على الحركة وتدوير البرج، بل ويمكن لبعضها إطلاق النار، وذلك باستخدام جهاز إرسال يدوي. تُصنع هذه الدبابات بأحجام مختلفة لتلبية احتياجات السوق، مثل:

بمقياس 1/35. ربما تكون شركة تامييا أشهر علامة تجارية في هذا المقياس .

بمقياس ١/٢٤. غالبًا ما يتضمن هذا المقياس بندقية هوائية مثبتة ، ولعل أفضل ما تقدمه شركة طوكيو ماروي هو هذا المقياس، ولكن توجد أيضًا نسخ مقلدة من شركة هينغ لونغ، التي تقدم نسخًا رخيصة من الدبابات. من عيوب نسخ هينغ لونغ المقلدة أنها اعتمدت في البداية على دبابة تايب ٩٠ ذات الست عجلات، ثم أنتجت لاحقًا دبابة ليوبارد ٢ ودبابة إم ١ إيه ٢ أبرامز على نفس الهيكل، ولكن كلتا الدبابتين مزودتان بسبع عجلات.

يُعدّ مقياس 1/16 من أكثر مقاييس تصميم المركبات تعقيدًا. تُنتج شركة تامييا بعضًا من أفضل نماذج هذا المقياس، والتي تتضمن عادةً ميزات واقعية مثل الأضواء الوامضة، وأصوات المحرك، وارتداد المدفع الرئيسي، ونظام تثبيت جيروسكوبي اختياري للمدفع في دبابة ليوبارد 2A6 . كما تُنتج شركات تصنيع صينية مثل ( هينغ لونغ وماتورو ) مجموعة متنوعة من الدبابات عالية الجودة وغيرها من المركبات القتالية المدرعة بمقياس 1/16. [ 8 ]

يمكن لكل من مركبات تامييا وهينغ لونغ استخدام نظام قتال بالأشعة تحت الحمراء ، والذي يقوم بتوصيل "مدفع" صغير يعمل بالأشعة تحت الحمراء وهدف بالدبابات، مما يسمح لها بالانخراط في معركة مباشرة.

كما هو الحال مع السيارات، يمكن أن تأتي الدبابات من جاهزة للتشغيل إلى مجموعة تجميع كاملة.

تتوفر في العروض الخاصة سيارات بمقياس 1/6 و1/4. أكبر دبابة تعمل بالتحكم عن بعد في العالم هي دبابة "كينغ تايغر" بمقياس 1/4، ويبلغ طولها أكثر من 2.4 متر . صُممت هذه الدبابات المصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك (GRP) وأُنتجت في الأصل على يد أليكس شلاختر. 

سيارات

السيارة التي يتم التحكم فيها عن بُعد هي سيارة نموذجية تعمل بالطاقة ويتم قيادتها عن بُعد. توجد سيارات تعمل بالبنزين ، وسيارات تعمل بالنيتروميثان ، وسيارات كهربائية، مصممة للسير على الطرق المعبدة والوعرة. تستخدم سيارات "البنزين" تقليديًا البنزين، على الرغم من أن العديد من الهواة يستخدمون سيارات "النيترو"، التي تستخدم مزيجًا من الميثانول والنيتروميثان ، للحصول على الطاقة.

الخدمات اللوجستية

تشمل نماذج التحكم عن بعد اللوجستية ما يلي: شاحنة جرار ، شاحنة نصف مقطورة ، نصف مقطورة ، جرار محطة ، شاحنة مبردة ، رافعة شوكية ، رافعات حاويات فارغة، ورافعة شوكية قابلة للتمديد . معظمها بمقياس 1:14 وتعمل بمحركات كهربائية.

طائرات الهليكوبتر

على الرغم من أن طائرات الهليكوبتر التي يتم التحكم فيها عن بعد تُصنف غالبًا ضمن فئة الطائرات التي يتم التحكم فيها عن بعد، إلا أنها تتميز بخصائص فريدة نظرًا لاختلافات في تصميمها وديناميكيتها الهوائية وتدريب الطيران عليها. توجد عدة تصاميم لطائرات الهليكوبتر التي يتم التحكم فيها عن بعد، بعضها ذو قدرة محدودة على المناورة (وبالتالي يسهل تعلم قيادتها)، والبعض الآخر ذو قدرة أكبر على المناورة (وبالتالي يصعب تعلم قيادتها).

القوارب

القوارب التي يتم التحكم بها عن بُعد هي نماذج قوارب يتم التحكم بها عن بُعد باستخدام أجهزة تحكم لاسلكية. تشمل الأنواع الرئيسية لهذه القوارب: النماذج المصغرة ( بأحجام تتراوح بين  30  سم و365  سم)، والقوارب الشراعية ، والقوارب الآلية . يُعدّ النوع الأخير الأكثر شيوعًا بين نماذج الألعاب. وقد استُخدمت نماذج القوارب التي يتم التحكم بها عن بُعد في برنامج الأطفال التلفزيوني "ثيودور قارب القطر" .

انبثقت هواية جديدة من قوارب التحكم عن بعد اللاسلكية، وهي قوارب التحكم عن بعد التي تعمل بالبنزين.

ظهرت قوارب نموذجية تعمل بالبنزين ويتم التحكم بها لاسلكيًا لأول مرة عام 1962، من تصميم المهندس توم بيرزينكا من شركة أوكتورا موديلز. كانت هذه القوارب النموذجية تعمل بمحركات بنزين صغيرة من نوع O&R (أولسون ورايس) بسعة 20 سم مكعب. كان هذا مفهومًا جديدًا تمامًا في السنوات الأولى لأنظمة التحكم اللاسلكي المتاحة. سُمي القارب "وايت هيت" وكان تصميمه هيدروليكيًا، أي أنه يحتوي على أكثر من سطح مائي.

في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات، تم ابتكار نموذج آخر يعمل بالبنزين ومزود بمحرك منشار كهربائي مماثل. سُمي هذا القارب "ذا موبي" تيمناً بنظيره بالحجم الطبيعي. وكما حدث مع قارب "وايت هيت"، فشل المشروع في السوق بسبب تكاليف الإنتاج والمحرك ومعدات الراديو.

بحلول عام 1970، أصبحت الطاقة النيترو (الإشعال المتوهج) هي المعيار في صناعة القوارب النموذجية.

في عام ١٩٨٢، قام توني كاسترونوفو، وهو هاوٍ من فورت لودرديل بولاية فلوريدا، بتسويق أول قارب نموذجي يعمل بمحرك جزازة عشب يعمل بالبنزين (محرك احتراق بنزين سعة ٢٢ سم مكعب) ويتم التحكم فيه لاسلكيًا، وكان طوله ٤٤ بوصة وقاعه على شكل حرف V. وقد بلغت سرعته القصوى ٣٠ ميلاً في الساعة. تم تسويق القارب تحت الاسم التجاري "إنفورسر" وبيعه من قبل شركته "ويرهاوس هوبيز". ساهمت سنوات التسويق والتوزيع اللاحقة في انتشار قوارب النماذج التي تعمل بالبنزين في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا والعديد من دول العالم.

منذ عام 2010، شهدت رياضة القوارب النموذجية التي تعمل بالبنزين والتي يتم التحكم فيها عن بُعد نموًا عالميًا. وقد أفرزت هذه الصناعة العديد من الشركات المصنعة وآلافًا من هواة القوارب النموذجية. اليوم، يمكن للقارب العادي الذي يعمل بالبنزين أن يسير بسهولة بسرعات تتجاوز 72  كم/ساعة، بينما تصل سرعة القوارب الأكثر تطورًا التي تعمل بالبنزين إلى أكثر من 145  كم/ساعة. شهد هذا العام أيضًا قيام شركة ML Boatworks بتطوير مجموعات نماذج سباق القوارب السريعة المصنوعة من الخشب بتقنية القطع بالليزر، مما أنعش قطاعًا من هذه الهواية كان يتجه نحو القوارب المركبة، بدلًا من فن بناء النماذج الخشبية التقليدي. كما وفرت هذه المجموعات لهواة القوارب الكهربائية السريعة منصةً كانوا بأمس الحاجة إليها في هذه الهواية.

تُشكّل العديد من تصاميم وابتكارات توني كاسترونوفو في مجال قوارب النماذج التي تعمل بالبنزين الأساس الذي بُنيت عليه هذه الصناعة. كان أول من أدخل نظام الدفع السطحي على هيكل على شكل حرف V (محور المروحة فوق خط الماء) إلى قوارب النماذج، والذي أطلق عليه اسم "SPD" (نظام الدفع السطحي الانزلاقي)، بالإضافة إلى العديد من المنتجات والتطويرات المتعلقة بقوارب النماذج التي تعمل بالبنزين. ولا يزال هو وشركته يُنتجان قوارب ومكونات نماذج تعمل بالبنزين.

الغواصات

تتنوع الغواصات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو من ألعاب رخيصة الثمن إلى مشاريع معقدة تتضمن إلكترونيات متطورة. كما يستخدم علماء المحيطات والجيش غواصات يتم التحكم فيها عن طريق الراديو.

الروبوتات القتالية

تُتحكم غالبية الروبوتات المستخدمة في برامج مثل "باتل بوتس" و "روبوت وورز" عن بُعد، وتعتمد على نفس الإلكترونيات المستخدمة في المركبات الأخرى التي تعمل بالتحكم اللاسلكي. وهي مُجهزة في الغالب بأسلحة لإلحاق الضرر بالخصوم، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، الفؤوس والمطارق والدوارات.

قوة

الاحتراق الداخلي

عادةً ما تكون محركات الاحتراق الداخلي المستخدمة في نماذج التحكم عن بُعد محركات ثنائية الأشواط تعمل بوقود مُعدّ خصيصًا. تُقاس أحجام المحركات عادةً بالسنتيمتر المكعب أو البوصة المكعبة، بدءًا من المحركات الصغيرة بسعة 0.32 سنتيمتر مكعب (0.020 بوصة مكعبة ) وصولًا إلى المحركات الكبيرة بسعة 26 سنتيمتر مكعب (1.6 بوصة مكعبة ) أو أكبر. وللحصول على أحجام أكبر، يلجأ العديد من هواة النماذج إلى محركات رباعية الأشواط أو محركات البنزين (انظر أدناه). تحتوي محركات شمعة التوهج على جهاز إشعال مزود بملف سلك بلاتيني داخل شمعة التوهج، والذي يتوهج بشكل تحفيزي بوجود الميثانول الموجود في وقود محرك التوهج، مما يوفر مصدر الاحتراق.    

منذ عام 1976، أصبحت محركات الاحتراق الداخلي رباعية الأشواط العملية ذات الإشعال المتوهج متوفرة في السوق، وتتراوح أحجامها من 3.5 سنتيمتر مكعب (0.21 بوصة مكعبة ) إلى 35 سنتيمتر مكعب (2.1 بوصة مكعبة ) في تصميمات الأسطوانة الواحدة. كما تتوفر أيضًا محركات احتراق داخلي رباعية الأشواط ثنائية ومتعددة الأسطوانات، تحاكي في مظهرها محركات الطائرات كاملة الحجم ذات الأسطوانات الشعاعية والخطية والمتقابلة. ويمكن أن تصل أحجام المحركات متعددة الأسطوانات إلى أحجام هائلة، مثل محرك سايتو الشعاعي خماسي الأسطوانات. وتتميز هذه المحركات عادةً بهدوء تشغيلها مقارنةً بمحركات الشوطين، وذلك لاستخدامها كاتمات صوت أصغر، كما أنها تستهلك وقودًا أقل.    

تميل محركات الاحتراق الداخلي إلى إنتاج كميات كبيرة من المخلفات الزيتية بسبب الزيت الموجود في الوقود. كما أنها أعلى صوتاً بكثير من المحركات الكهربائية.

يُعدّ محرك البنزين خيارًا بديلًا. فبينما تعمل محركات الاحتراق الداخلي بوقود خاص باهظ الثمن، يعمل محرك البنزين بنفس الوقود المستخدم في السيارات، وجزّازات العشب، وآلات تقليم الحشائش، وغيرها. ويعمل هذا المحرك عادةً بدورة ثنائية الأشواط، ولكنه يختلف اختلافًا جذريًا عن محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط. فهو عادةً ما يكون أكبر حجمًا بكثير، مثل محرك زينواه سعة 80  سم مكعب . ويمكن لهذه المحركات توليد قوة حصانية هائلة، وهو أمر مذهل بالنسبة لمحرك صغير الحجم يُمكن حمله في راحة اليد.

كهربائي

غالبًا ما تُعدّ الطاقة الكهربائية الخيار الأمثل لتشغيل الطائرات والسيارات والقوارب. وقد ازداد استخدام الطاقة الكهربائية في الطائرات مؤخرًا، ويعود ذلك أساسًا إلى رواج الطائرات الصغيرة وتطور تقنيات مثل المحركات عديمة الفرش وبطاريات الليثيوم بوليمر . تُمكّن هذه التقنيات المحركات الكهربائية من إنتاج طاقة أكبر بكثير تُضاهي طاقة محركات الاحتراق الداخلي. كما يُعدّ من السهل نسبيًا زيادة عزم دوران المحرك الكهربائي على حساب السرعة، بينما يُعدّ ذلك أقل شيوعًا في محركات الاحتراق الداخلي، ربما بسبب خشونة سطحها. وهذا يسمح باستخدام مروحة ذات قطر أكبر وأكثر كفاءة، مما يوفر قوة دفع أكبر عند السرعات المنخفضة (على سبيل المثال، طائرة شراعية كهربائية تصعد بشدة إلى ارتفاع مناسب للتحليق الحراري).

في الطائرات والسيارات والشاحنات والقوارب، لا تزال محركات الاحتراق الداخلي والغاز تُستخدم رغم أن الطاقة الكهربائية أصبحت المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة منذ فترة. تُظهر الصورة التالية محركًا نموذجيًا بدون فرش ووحدة تحكم في السرعة يُستخدمان مع السيارات التي تعمل بالتحكم عن بُعد. كما تلاحظ، بفضل المشتت الحراري المدمج، فإن وحدة التحكم في السرعة تكاد تكون بحجم المحرك نفسه. ونظرًا لقيود الحجم والوزن، فإن المشتتات الحرارية ليست شائعة في وحدات التحكم الإلكترونية في سرعة الطائرات التي تعمل بالتحكم عن بُعد، ولذلك فإن وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة تكون دائمًا أصغر من المحرك.

أساليب التحكم

جهاز تحكم عن بعد

تستخدم معظم نماذج التحكم عن بُعد جهاز تحكم محمول مزود بهوائي يرسل إشارات إلى مستقبل الأشعة تحت الحمراء في المركبة. يوجد عصا تحكم مزدوجة. تُستخدم العصا اليسرى لتغيير ارتفاع المركبة الطائرة أو لتحريك المركبة الأرضية للأمام أو للخلف. في بعض الأحيان، قد تبقى عصا التحكم في وضعية التحكم في المركبات الطائرة ثابتةً عند تحريك الإصبع، أو قد يتطلب الأمر تثبيتها باستمرار لوجود زنبرك أسفلها يُعيدها إلى وضعها المحايد عند إفلات الإصبع. عادةً، في أجهزة التحكم المستخدمة للمركبات الأرضية، يكون الوضع المحايد للعصا اليسرى في المنتصف. أما العصا اليمنى فتُستخدم لتحريك المركبة الطائرة في الهواء في اتجاهات مختلفة، بينما تُستخدم في المركبات الأرضية للتوجيه. يحتوي جهاز التحكم أيضًا على مُعدّل ضبط يُساعد في تثبيت المركبة في اتجاه واحد. غالبًا ما تتضمن المركبات منخفضة الجودة كابل شحن داخل جهاز التحكم، مع ضوء أخضر يُشير إلى شحن البطارية.

التحكم عبر الهاتف والجهاز اللوحي

بفضل انتشار الأجهزة ذات الشاشات اللمسية، وخاصة الهواتف والأجهزة اللوحية، أصبح بالإمكان التحكم بالعديد من سيارات التحكم عن بُعد من أي جهاز يعمل بنظامي التشغيل أندرويد أو أبل. يتوفر تطبيق خاص بكل طراز من سيارات التحكم عن بُعد على متجر التطبيقات. تتشابه عناصر التحكم تقريبًا مع تلك الموجودة في جهاز التحكم عن بُعد الحقيقي عند استخدام التحكم عن بُعد الافتراضي، ولكن قد تختلف أحيانًا عن جهاز التحكم الحقيقي حسب نوع السيارة. لا يتضمن طقم السيارة جهاز التحكم عن بُعد الافتراضي، ولكن العلبة تحتوي على شريحة راديوية تُركّب في منفذ سماعة الرأس لأي هاتف ذكي أو جهاز لوحي .

انظر أيضاً

مراجع

  1. فورت سميث فلايت ماسترز: أنظمة التحكم اللاسلكي (الجزء 2) مؤرشف في 2009-01-13 في Wayback Machine مع رسوم توضيحية لتركيب مبكر ووصف لمختلف آليات الإفلات.
  2. "المعرض الخاص رقم 11: أول نظام تناسبي؟ نظام دويغ ألتي مالتي" . www.radiocontrolhalloffame.org . تاريخ الاسترجاع: 29 يناير 2016 .
  3. آخيم والتر. "مفتاح مؤازر" مؤرشف بتاريخ 25-04-2012 في آلة Wayback Machine .
  4. "دائرة تحكم عن بعد عبر الترددات اللاسلكية بدون متحكم دقيق" . 3 يناير 2011.
  5. tiscali.co.uk "دائرة تشفير جهاز إرسال التحكم اللاسلكي، تستخدم مكونات قياسية" مؤرشفة بتاريخ 22 يناير 2012 في Wayback Machine
  6. لي بوس. seattlerobotics.org ؛ "محركات التحكم اللاسلكي والتحكم في السرعة"
  7. التحليق الديناميكي - التحدي ، بقلم كلاوس فايس، تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2011
  8. كم عدد القنوات المطلوبة لطائرة التحكم عن بعد؟