마이크로 컨트롤러를 이용한 25미터 자동 표적이송장치

마이크로 컨트롤러를 이용한 25미터 자동 표적이송장치 {25M Automatic Target Transferring Equipment Using Micro Controller}

본 발명제품은 25M 타겟(Target) 사격장 사대 내 설치하는 표적이송장치를 기존 제품과 차별화 하여 자유로이 원하는 위치를 선정하여 이송 가능하게 하여 이용자의 편리성을 증대하기 위해 개발된 것이다. 본 장치는 작동 시 장치 내 흐르는 전류를 감지하여 마이콤으로 하여금 표적의 움직임을 미리 선정할 수 있도록 제어하는 표적이송장치로서 전력 소모를 극소화 할 뿐만 아니라 과도한 전류의 흐름을 방지함으로써 모터를 보호하여 수명을 연장시킨다.

종래, 타겟 사격장 사대 내 설치되는 25M 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. 특히 25M 표적이송장치는 장치 자체의 무게로 인하여 표적이 목적지에 도달 시 심한 충격을 발생시켜 장치의 손상을 입히는 경우가 많다. 또한, 이용자가 일단 사용하기 위해 표적이송장치 스위치를 누르게 되면 원하는 위치에서 멈출 수는 있으나 속도의 제어가 불가능하여 표적의 자세가 불안정하여 안정될 때까지 기다려야 하는 불편함을 초래한다. 본 장치는 상기 열거한 기존제품의 불편함을 해소하기 위하여 이용자가 작동 개시 이전 미리 이동하기 원하는 위치를 선정할 수 있게 하며 표적의 이송 도중 원하는 위치에서 정지 시에도 도달점의 일정한 거리 전에서부터 속도가 자동으로 줄게 하여 표적이 안정되게 세워질 수 있도록 설계되었다.

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 25M 표적이송 장치 이외에도 특정 물체를 운반 시 거리 및 속도를 자유로이 조절할 수 있어 모터를 이용하여 작동하는 이송 장치에는 본 장치의 기본적 기술의 적용이 용이하다.

도1은 본 발명제품의 주 장치인 25M 표적이송장치 콘트롤러의 외관 및 내장

도2는 도1의 내부 장치 구성의 주요부를 도식화 한 블록 다이어그램

도3은 도1의 사용자 인터페이스

도4는 도1의 주요부품을 설명하기 위한 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

U2(PIC16C74) : 8Bit CMOS Controller A/D Convertor

U6, U7 : 전압 조정기

U8(MAX232) : 8 Bit ADC (Analog/Digital Convertor)

U9(AT24C16) : 16KBye, 2-Wire Bus Serial EEPROM

K1, .... K9 : 계전기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표적이송장치의 작동 개시부터 작동이 멈추기까지의 작동 방법에 있어서, (1) 이용자가 표적을 이송하기 원하는 거리를 선택하는 단계와, (2) 표적이송장치의 작동개시 스위치를 누르는 단계와, (3) 발명장치의 전류가 흐르면서 회로를 작동시켜 표적을 전진 또는 후진 작동 제어하는 단계와, (4) 이용자가 선택한 위치에 도달하기 전 일정한 거리에서부터 속도를 줄이는 단계와, (5) 이용자가 선택한 거리에 표적이 도달 시 회로 장치의 작동이 멈추는 단계와 (6) 작동이 멈추게 되면 회로의 전류흐름이 중단되는 단계, 및 (6) 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 25M 표적이송장치의 외관모습을 나타내는 것으로 본 장치의 주 장점은 이용자가 표적을 이송하기 원하는 거리를 먼저 설정한 후 동작명령에 의하여 위치로 전진 또는 후진이 자유로우며 장치에 부착된 Lamp를 통하여 장치의 작동여부를 확인할 수 있게 한다.

장치 내부의 구성원리는 『도2』의 블록다이어그램을 보면 전원인 입단자부터 보면 AC 220V의 전원이 입력되어 아답터(Adaptor)를 사용하여 DC 24V로 회로 내부에 인가된다. 인가된 전압(DC24V)은 안정화를 위하여 브리지 정류를 사용 미세 교류 전원을 없앤다.

이것을 다시 래귤레이터(Regulator)에서 DC 5V와 24V로 기준 전압을 조정하여 각각의 소자에게 인가시킨다.

『도3』은 본 발명장치의 이해도를 높이기 위하여 사용자 측면에서 작성된 것으로 사용자의 인터페이스(User Interface)는 『도3』와 같이 거리를 선택할 수 있는 버튼과 약진 또는 사용자가 원하는 거리를 움직일 수 있는 UP, DOWN, STOP 버튼이 있다. 이들 버튼의 연결은『도4』의 회로도에서 JP1, JP7에 접속된다. 이용자가 UP 버튼을 누르게 되면 릴레이(Relay)에서 계전되어 인버터(Inverter)로 신호가 전달되고 여기서 반전된 신호는 컨트롤러(Controller)에서 처리하게 된다. 이 컨트롤러는 이미 저장된 프로그램에 의하여 논리 연산을 하여 모터에게 명령을 한다. 명령을 받는 모터는 동작을 하게되면서 곧바로 모터에 장착된 센서가 모터의 회전수를 카운터(Count)하게 되며 이 카운터 값은 다시 『도2』에 보이는 센서 컨트롤 부로 신호가 전달된다. 여기서 처리된 신호는EEPROM에 저장이 되고 U2(PIC16C74)는 이 EEPROM에 저장된 모터의 회전수를 참조하여 모터의 거리를 환산한다. 예를들면 이용자가 15 M라는 버튼을 누르게 되면 이미 UP 버튼을 누른 상태가 되기 때문에 분명 모터의 이동이 있었을 것이다. 이 이동거리는 EEPROM에 저장되어 있으며 만약 2M 이동되었다는 데이터가 저장이 되었다고 가정하고 새로운 명령인 15M에 대해서는 사칙연산을 통하여 13M만을 더 이동할 것이다. 실제로 저장된 내용은 거리의 데이터가 아니라 모터의 회전수를 계산한다고 보면 된다. 기존제품의 경우 이용자가 미리 거리조정을 하지 않고 동작 개시 버튼을 무르게 되면 표적이 가장 끝까지 도달하게 되는데 이것은 실제 설치된 곳의 거리에 따라 다양한 변화가 있으므로 정확한 거리가 나오지 않을 수도 있다. 또한 표적이 끝까지 도달하면서 모터가 멈추게 되므로 모터에 데미지 전류를 발생시키게 될 것이다. 다시 말해 모터가 공 회전을 한다는 것이다 이것은 모터의 수명을 단축하는 주된 원인이기도 하다 이런 문제로 인해 본 회로에서는 모터의 데미지 전류를 최소화 하기 위하여 『도2』과 같이 모터 제어부를 적용시켰다 모터가 멈추게 되면 바로 컨트롤러는 수초 내에 멈추도록 프로그램밍 되었다. 이로서 모터의 수명을 연장시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래 장치와 비교하여 본 발명 장치의 장점은 전류를 감지하므로 모터에 과도한 전류가 흐를 경우 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 정지는할 수 있으나 미리 그 거리를 조정할 수 없을 뿐만 아니라 정지 시 표적의 이송 속도의 조절이 불가능하여 이용자의 불편함을 초래하고 있어 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명 장치는 미리 거리를 선정할 수 있고 표적이 원하는 위치 어디에서라도 정지하기 위해 속조 조절이 자유로와 이용의 편리성을 강조한다. 이는 마이크로 콘트롤러 (Micro Controller)에 의하여 제어되기 때문에 가능하며 도중에 정지한 경우라도 목적에 도달 전 일정한 거리에서부터 속도가 줄어들고 도착 시 표적의 위치를 안정시키며 모터의 전류 제어가 가능한 것이다. 본 장치의 동작상태와 전원 공급상태를 알려주기 위하여 Lamp를 장착하여 이 Lamp를 통하여 장치의 동작상태를 확인할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 효과는 마이크로 콘트롤러(Micro Controller)에 의하여 전류를 감지하고 모터를 제어하므로 절전효과를 극대화 할 수 있게 하는 것뿐만 아니라 표적위치의 정밀한 제어가 가능하다는 것이 기존 장치와 비교하여 보다 큰 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.