마이크로 콘트롤러를 이용한 10미터 표적이송장치 {10M Target Transferring Equipment Using Micro Controller}
본 발명제품은 타겟 사격장 사대 내 설치하는 표적이송장치를 이용자의 편리성을 증대하고 전력 소모량을 최소한 줄이기 위해 개발된 것이다. 본 장치 내에 흐르는 전류를 감지하여 마이콤으로 하여금 표적의 움직임을 제어하는 표적이송장치로서 전력 소모를 극소화 할 뿐만 아니라 과도한 전류의 흐름을 방지함으로써 모터를 보호하여 수명을 연장시킨다. 종래, 타겟 사격장 사대 내 설치되는 표적이송장치는 모터 자체에 흐르는 전류의 감지 기능이 없어 표적이 이동 중이거나 정지 시 전류의 흐름을 제어할 수가 없어 모터의 과도한 회전력으로 인해 이송장치의 손상을 초래한다. 또한, 이용자가 일단 사용하기 위해 표적이송장치 스위치를 누르게 되면 원하는 위치에서 멈출 수가 없어 끝까지 전진하거나 끝까지 후진하는 작동만 할 수 있으므로 이용자가 훈련 중 많은 시간을 소모해야 하는 불편함을 초래한다. 즉 이용자가 표적을 사대의 가장 끝까지 전진 이동시켜 사격한 후 표적의 명중도를 살피기 위하여 이송장치를 작동하여 표적을 후진시키면 기존의 제품은 완전한 후진 이전 중간에 확인 가능한 시점에서도 이송장치의 작동을 멈출 수가 없어 이송장치의 움직임을 기다려야 하는 실정이다. 따라서 이용자가 사격시간 이외에 소요되어야 하는 시간이 길며, 또한 이송장치가 이렇게 과도하게 움직이므로 그 장치의 손상을 쉽게 발생시킨다.
위와 같이 종래에 사용되어져 오던 타겟 사격장 사대 내 표적이송장치를 보다 편리하고 수명을 연장하기 위하여 본 장치는 마이크로 콘트롤러(Micro Controller)를 이용하여 모터제어 기능을 부가하였다. 따라서, 본 발명의 목적은 전술한 기존 장치에 대한 문제점을 해결하기 위해 고안되었으며, 본 발명제품의 개발로 인하여 기존 사격장 내 시설물을 운영하는 운영자 측면이나 이용자 측면을 모두 고려하여 편리성과 내구성이 증대된다. 본 발명의 다른 목적은 전술한 10M 표적이송 장치 이외에 모터 용량을 증설하여 사격장 내 20M, 25M사격사대의 표적이송장치로도 적용 가능하게 하기 위함이며 또한 10M 러닝타겟 이송장치와 25M 표적속사 권총 제어기 및 이미지 훈련장치로도 구현할 수 있게 하는 것이다. 뿐만 아니라, 사격장 내 시설물 이외에도 특정 물체를 운반하기 위해 모터를 이용하여 작동하는 장치에 적용 가능하다.
도1은 본 발명 제품의 주 장치인 10M 타겟 사격 사대의 표적이송장치 외관 도2는 도1 장치 내 주요부를 도식화 한 블록다이어그램(Block Diagram) 도3은 도1 내부의 주요부품을 설명하기 위한 회로도 도4는 도1 내부 부품이 설치되어 있는 PCB 도5는 도1과 연결되어 있는 탄받이 <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> U1(PIC16F84) : Flash/EEPROM 8Bit CMOS Controller (모터제어 프로그램) K1, K2, K3 (DY321D12) : Relay (모터 제어 계전기) U4(LM393A) : 3-Phase Switched Reluctance High-Voltage Power Stage( 기준 전압 조정기 ) U3(LM7805) : 3-Terminal Positive Regulators (전압 조정기) Y1 : Crystal(XTAL) Q1,Q2, Q3, Q4 : NPN Type Transistor JP1, JP2, JP3, JP4 : Header Connector
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표적이송장치의 작동 개시부터 작동이 멈추기까지의 작동 방법에 있어서, (1) 이용자가 표적이송장치의 작동개시 스위치를 누르는 단계와, (2) 발명장치의 전류가 흐르면서 회로를 작동시켜 표적을 전진 또는 후진 작동 제어하는 단계와, (3) 이용자가 표적이 멈추어지기 원하는 위치에서 스위치를 다시 누르면 회로 장치의 작동이 멈추는 단계와 (4) 작동이 멈추게 되면 회로의 전류흐름이 중단되는 단계, 및 (5) 이용자가 다시 스위치를 누르게 되면 다시 회로의 전류 흐름이 발생하여 역방향(Reverse)으로 후진 또는 전진 작동하는 단계로 이루어진다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실 예를 상세히 기술하기로 한다. 『도1』은 본 발명의 주요 장치인 10M 표적이송장치의 외관모습을 나타내는 것으로 본 장치에 연결하여 부착되는 표적은 이용자의 스위치 동작명령에 의하여 위치로 전진 또는 후진이 자유로우며 장치에 부착된 Lamp를 통하여 장치의 작동여부를 확인할 수 있게 한다. 『도2』는 『도1』 장치 내 주요부에 대한 블록다이어그램(Block Diagram)으로서 발명장치의 작동 흐름에 대하여 도식화 한 상태로서 장치의 작동이 이루어지는 순서를 나타낸다. 『도3』에 나타낸 회로도의 주요부분은 표적이송장치의 핵심으로서, CMOS상에 받아들여진 모터의 반송 값을 상태를 읽어 모터의 동작 및 위치확인 기능을 위한 장치 U1(PIC16F84), 장치의 모터를 제어하는 계전기인 K1, K2, K3, 기준 전압 조정기인 U4(LM393A), 전원공급을 안정시키는 전압조정기인 U3(LM7805 ), 동작상태를 알려주는 Lamp와 동작명령을 내리는 버튼 접속을 위한 JP1, 콘센터를 연결하기 위한 터미널인 JP2와 장치 동작 전원을 연결하기 위한 커넥터인 JP3 등으로 이루어진다. 각 부분의 역할은 다음과 같다. U1(PIC16F84)은 표적이송장치의 핵심부분으로 장치의 동작을 위해 소프트웨어를 읽고 전류센서 값을 감시하므로 표적이 원하는 목적지에 도달했는지에 대한 여부를 확인할 수 있도록 프로그램 되어져 있다. K1, K2와 K3는 모터를 제어하는 계정 장치로서 3선식 모터와 4선식 모터를 모두 이용할 수 있도록 고안되어져 있다. 3선식 모터의 경우 K2와 K3가 사용이 되고, 4선식 모터의 경우는 K1과 K3가 사용된다. 이러한 장치의 구성은 본 발명 장치인 10M 표적이송장치 이외의 다른 장치 즉 모터 용량을 많이 차지하는 20M, 25M 또는 그 밖에 유사한 용도로 적용이 가능하도록 하기 위함이다. U4(LM393A)는 전류센서의 값을 읽어내는 칩으로서 모터의 흐르는 전류를 전류트랜스(CT)를 통하여 검출하여 마이컴으로 알려준다. 이때, 감도는 R12반고정 저항기에 의하여 조정할 수 있다. U3(LM7805)는 전원공급을 안정시키는 전압조정기로서 본 발명장치의 전압은 5V로 동작되며 이 전원은 U3에 의해 공급되어 진다. JP1은 이용자에게 동작중임을 알려주는 Lamp와 동작 명령을 내리기 위한 소프트웨어가 연결되는 커넥터 부분으로 12V-Lamp 선에 동작 Lamp를 연결하고 스위치는 소프트웨어와 GND선에 연결된다. JP2는 콘센터를 연결하기 위한 터미널로서 본 이송장치는 3선식 또는 4선식 단상교류 모터를 모두 이용할 수 있도록 고안되어져 있는데 이러한 단상 모터를 적용하는 경우, 상변환용 콘센터가 필요하게 되며 이 콘센터를 연결하기 위한 터미널이 JP2이다. JP3는 기기동작에 필요한 전원을 연결하기 위한 커넥터로서 본 장치의 모터는 이 커넥터를 통하여 연결된다. 『도4』는 도 1 장치 내 주요 부품이 설치되어 있는 PCB배치도로서 모든 부품이 하나의 PCB Board 안에 조립되어 있으므로 장치의 고장 시 교체가 용이하도록 설계되어진 것이다. 『도5』는 도 1의 10M표적이송장치와 연결된 탄받이로서 표적이 목적지인 이 탄받이에 도착하여 이용자의 실탄이 맞추어 지게 될 때 안전하여 실탄을 받을 수 있도록 하고 뿐만 아니라 기존 탄받이의 경우 실탄이 맞추어질 때 바닥으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 탄받이 하부의 각도를 조절하여 실탄과 함께 받을 수 있도록 고안되어 제작된 것이다.
상술한 바와 같이, 종래 장치와 비교하여 본 발명 장치의 장점은 전류를 감지하므로 모터에 과도한 전류가 흐를경우 자동으로 모터의 전원을 차단하여 모터의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 과도한 모터 회전력 (전류에 비례한다)으로 인한 이송장치의 손상을 방지할 수 있게 된다. 또한 기존의 장치는 표적이 이송 중에 정지할 수 없으나 본 장치는 이송 중에 원하는 위치 어디에서라도 정지가 가능하므로 이용의 편리성이 높다. 이는 마이크로 콘트롤러 (Micro Controller)에 의하여 제어되기 때문에 가능하며 도중에 정지한 경우라도 목적에 도착하면 자동으로 모터의 전기가 차단된다. 본 장치의 동작상태와 전원 공급상태를 알려주기 위하여 Lamp를 장착하여 이 Lamp를 통하여 장치의 동작상태를 확인할 수 있게 하며, 『도5』와 같이 대부분의 부품이 하나의 PCB에 설치되어 있으므로 장치에 고장이 발생하더라도 빠르게 교체가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 효과는 마이크로 콘트롤러(Micro Controller)에 의하여 전류를 감지하고 모터를 제어하므로 절전효과를 극대화 할 수 있게 하는 것 뿐만 아니라 표적위치의 정밀한 제어가 가능하다는 것이 기존 장치와 비교하여 보다큰 효과를 발휘한다. 또한 과도한 전류의 흐름을 방지하여 모터를 보호할 수 있는 기능의 첨부로 본 장치 이외에 많은 용량의 전류를 요구하는 장치에 적용하게 되면 장치의 수명을 오랫동안 지속시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 상기 열거한 본 장치의 특징에 의하여 본 장치 내에 고가의 모터를 설치할 필요가 없이 일반 단상 교류 모터의 사용이 가능하므로 유지보수 비용 또한 절감 효과를 갖는다. |
