KR20030054450A - 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭변조 신호원 스위칭 회로 - Google Patents

무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭변조 신호원 스위칭 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펄스폭변조 신호를 구동신호로 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어 신호원을 조종사가 두 종류의 신호원으로부터 임의적으로 선택할 수 있도록 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로에 관한 것이다.
본 발명은 두 개의 펄스폭변조 신호원을 입력받는 입력단과, 이 중 하나를 선택하는 스위치와, 스위칭 결과를 출력하는 출력부분으로 이루어지는 것으로 각 신호원으로부터 복수채널의 신호에 대한 스위칭이 가능하며, 스위칭을 제어하기 위한 신호는 입력되는 펄스폭변조 신호 중 하나의 채널을 사용한다.
본 발명은 펄스폭변조 신호 방식의 서보모터를 사용하는 모형항공기 및 무인항공기를 원격조종장치를 사용하여 지상에서 조종사가 조종하거나, 항공기에 탑재된 컴퓨터로부터의 조종신호로 스위칭이 가능한 것으로, 컴퓨터 오동작 시 조종사가 손쉽게 제어권을 조종사에 의한 수동으로 전환할 수 있다.

Description

무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로{a}
본 발명은 펄스폭변조 신호를 구동신호로 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어 신호원을 조종사가 두 종류의 신호원으로부터 임의적으로 선택할 수 있도록 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로에 관한 것이다.
기존의 모형항공기에서는 지상에 위치되는 원격조종기와 항공기에 탑재되는 원격조종수신기를 이용하여 서보모터를 제어함으로써, 항공기를 원격조작하게 되는 것으로 하나의 제어신호원을 이용하고 있다.
그러나 모형항공기 및 무인항공기를 자동비행시키기 위해서는 자동비행용 소프트웨어를 개발하여야 하며, 개발된 자동비행용 소프트웨어를 탑재시켜 시험할 경우 프로그램 되어진 대로 비행하지 못하고 비정상적으로 비행하는 경우 이를 바로잡지 못하는 문제점이 따르게 된다.
본 발명은 펄스폭변조 신호로 동작하는 무인기 및 모형항공기의 조종면 구동용 서보모터 제어를 위하여 사용되는 것으로, 모형항공기용 원격수신기로부터의 펄스폭변조 신호와 자동비행을 위한 탑재컴퓨터로부터의 펄스폭변조 신호 사이를 스위칭하여 서보모터를 구동하도록 함으로써, 모형항공기 자동비행소프트웨어 개발을 위한 비행시험을 할 때 컴퓨터와 조종사간에 제어권 전환을 가능하게 하여 안전하게 비행시험을 마칠 수 있도록 하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 회로도
도 2 는 본 발명의 상세 회로도
도 3 은 본 발명의 실시예 회로도
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10 : 컴퓨터신호 입력단11 : 입력전압 조정단
20 : 원격신호 입력단30 : 스위칭 감지부
31 : 릴레이 제어부40 : 스위치
41, 42 : 릴레이50 : 서보 출력단
60 : 전원부
본 발명은 도 1 과 같이 모형비행기 및 무인항공기에 탑재된 탑재 컴퓨터로부터 제어신호를 입력받는 컴퓨터신호 입력단(10)과,
지상에서 전송된 원격제어신호를 입력받는 원격신호 입력단(20)과,
상기 원격신호 입력단(20)에서 입력받은 스위칭을 위한 펄스폭제어 신호를감지하는 스위칭 감지부(30)와,
상기 스위칭 감지부(30)에서 감지된 스위칭신호에 의해 컴퓨터신호 입력단(10)과 원격신호 입력단(20)의 신호를 선택하여 서보출력단(50)에 인가시키는 스위치(40)를 구비함으로써 구성된다.
또한, 도 2 와 같이 상기된 컴퓨터신호 입력단(10)에서 입력된 컴퓨터 제어신호는 입력전압 조정단(11)을 거쳐 스위치(40)로 입력되게 하고, 상기 원격신호 입력단(20)에서 입력된 원격제어신호는 릴레이 제어부(31)에서 적분되어 스위치(40)에 입력되게 하며, 상기 스위치(40)는 5 개의 접점을 갖는 두 개의 릴레이(41)(42)로 구성된다.
그리고 본 발명에는 안정된 전원을 공급하기 위한 전원부(60)가 구성되어 작동에 필요한 전원을 공급받도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에서 컴퓨터신호 입력단(10)은 모형비행기 및 무인항공기에 탑재되고 자동비행용 소프트웨어에 의해 모형비행기 및 무인항공기를 비행시키기 위한 제어신호를 출력시키는 컴퓨터의 제어신호를 입력받게 되고, 원격신호 입력단(20)은 지상에서 무선전송된 원격제어신호를 수신받는 것으로, 상기 컴퓨터신호 입력단(10)과 원격신호 입력단(20)에서는 모두 모형비행기 및 무인항공기를 비행시키기 위한 제어신호를 출력시키게 된다.
상기 컴퓨터신호 입력단(10)과 원격신호 입력단(20)에서 출력된 제어신호는 릴레이(41)(42)로 이루어진 스위치(40)에서 스위칭되어 서보출력단(50)의 서보모터에 인가됨으로써 모형비행기 및 무인항공기를 비행시키게 된다.
여기서 서보출력단(50)의 서보모터를 제어하여 비행이 가능하도록 하는 기술은 모형비행기 및 무인항공기의 공지된 기술로서 본 발명에서는 이에 대한 설명을 생략한다.
본 발명은 지상에서 원격조종신호를 이용하여 스위치(40)를 제어함으로써 컴퓨터신호 입력단(10)의 출력과 원격신호 입력단(20)의 출력을 선택하여 서보출력단(50)에 인가시키도록 한 것으로, 컴퓨터를 이용한 자동비행 시험시 이상비행의 조짐이 보이면 즉각 지상의 원격신호에 의해 비행되게 하여 사고 발생을 방지하는 한편 안전한 비행이 이루어지도록 한 것이다.
본 발명에서 스위치(40)를 스위칭시키기 위한 스위칭신호는 지상에서 원격제어신호를 전송되는 것으로 펄스폭변조신호로 전송되게 되므로 이러한 스위칭신호는 스위칭 감지부(30)에서 감지된 후 릴레이 제어부(31)에서 적분회로를 이용하여 스위치(40)를 스위칭시키게 되므로, 펄스폭변조신호의 듀티(duty)를 이용하여 스위칭신호를 전송시키면 된다.
즉, 지상에서 전송된 펄스폭변조 신호를 이용하여 기계식 릴레이(41)(42)를 구동하기 위해서는 펄스폭변조신호로부터 ON/OFF 신호를 분리하여 낼 수 있어야 한다.
이를 위하여 펄스폭변조신호를 적분하는 적분회로를 통하여 출력되는 신호를 사용하며, 전체 출력범위의 낮은 범위 일부분과 높은 범위 일부분을 각각 ON/OFF 신호로 사용하여 두 개의 신호원에 대한 선택신호 즉 스위칭 신호로 사용한다.
예를 들어 제어신호는 70Hz, Duty 15%이어야 하며, 대락 10%를 기준으로 스위치(40)를 ON/OFF하게 되는 것으로, 스위치(40)가 ON/OFF되는 시점은 스위칭 감지부(30)의 기능상 약간의 지연이 될 수 있으나, 조종시 느끼는 시점은 duty 5%에서 15%로 완전히 올라갔을 때 컴퓨터신호 입력단(20)으로 스위칭되고, duty 15%에서 5%로 완전히 내려갔을 때 원격신호 입력단(20)으로 스위칭되도록 하는 것이 좋다.
본 발명은 모형비행기 및 무인항공기를 탑재된 컴퓨터에 의해 조종되게 하거나 지상에서 원격조정하는 것을 펄스폭변조신호를 이용하여 스위칭시켜 선택함으로써, 펄스폭변조신호를 조종면 구동신호로 사용하는 모형항공기 및 무인항공기 자동비행용 소프트웨어 개발 시 요구되는 비행시험을 보다 안전하게 수행할 수 있다.
또한 항공기가 자동 비행 소프트웨어에 의해 비 정상적인 동작을 하는 경우 즉시 조종사 모드로 스위칭하여 원격조정 할 수 있게 함으로써, 비행시험을 안전하고 용이하게 할 수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 모형비행기 및 무인항공기에 탑재된 탑재 컴퓨터로부터 자동비행 소프트웨어에 의한 제어신호를 입력받는 컴퓨터신호 입력단(10)과,
    지상에서 원격조종장치로 전송된 비행제어용 원격제어신호를 입력받는 원격신호 입력단(20)과,
    상기 원격신호 입력단(20)에서 지상으로부터 전송받은 스위칭을 위한 펄스폭제어 신호를 감지하는 스위칭 감지부(30)와,
    상기 스위칭 감지부(30)에서 감지된 펄스폭제어 스위칭신호에 의해 컴퓨터신호 입력단(10)이나 원격신호 입력단(20)의 신호를 선택하여 서보출력단(50)에 인가시켜 비행시키는 스위치(40)를 구비한 것을 특징으로 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 컴퓨터신호 입력단(10)이나 원격신호 입력단(20)의 신호를 선택하여 서보출력단(50)에 인가시키는 스위치(40)는 5개의 접점을 갖는 두 개의 릴레이(41)(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 스위칭 감지부(30)는 펄스폭변조신호를 온/오프신호로 인식시키기 위한 적분회로를 내장하여 스위치를 구동시키는 것을 특징으로 하는 무인기 및 모형항공기의 서보모터 제어를 위한 펄스폭 변조 신호원 스위칭 회로.
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