KR101209334B1 - 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 팬틸트 드라이버에 장착된 장치의 무게가 무거운 경우에도 팬틸트 드라이버가 장치에 대한 의도한 회전 위치 및/또는 회전 이동 속도로 제어할 수 있는 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 적어도 하나 이상의 모터; 상기 모터의 로터 회전 위치를 검출하기 위한 위치 감지 수단; 상기 모터의 구동 제어를 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 단속하는 적어도 하나 이상의 스위치 소자; 및 외부로부터 회전 이동 좌표를 입력받고, 상기 회전 이동 좌표에 따라 상기 모터를 구동시키는 제어부; 를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 위치 감지 수단으로부터 상기 모터의 로터 위치를 입력받아 상기 모터의 회전 속도를 계산하되, 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법은 장치의 무게가 무겁더라도 무거운 장치에 대한 회전 위치의 제어가 정확하게 이루어지도록 하고, 또한 의도한 회전 이동 속도에 따라 장치가 회전 이동하도록 제어할 수 있으며, 또한, BLDC 모터를 제어하는 소자에 대해 흐르는 전류를 감지하거나 온도를 감지하여 허용치 이상의 발열시에는 소자에 흐르는 전류를 제어하여 모터 및 소자를 과전류로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A PAN-TILT DRIVER}

본 발명은 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치에 대한 회전 위치와 회전 이동 속도를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

팬틸트(pan-tilt) 드라이버는 이에 장착되는 장치를 특정 위치에 고정시킨 채 모터 등의 구동장치를 이용하여 좌우(pan) 및/또는 상하(tilt)로 움직이도록 하는 장치이다.

팬틸트 드라이버는 일반적으로 주택을 비롯한 도로, 주차장, 백화점, 은행, 전시장 등과 같은 특정의 장소에서 불법 행위나 도난 등을 방지하기 위해서 카메라를 장치로 장착한 팬틸트 드라이버가 많이 사용되고 있다.

이러한 팬틸트 드라이버를 제어하는 장치 및 방법에 대해서는 한국특허공개번호 제10-2001-0088883호의 "팬틸트 드라이버의 위치 제어 장치 및 방법" 등에서 개시되어 있으나, 종래의 팬틸트 드라이버의 위치 제어 장치 및 방법은 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게가 무겁지 않은 카메라 등을 제어하는 것으로서, 하중이 무거운 장치가 장착된 팬틸트 드라이버에 대한 내구성 또는 정속성(定速性) 등에 관한 문제에 대해서는 인식하지 못하고 있었다.

다시 말해, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게가 약 50kg 이상으로 무거운 경우에는, 팬틸트 드라이버에 대한 내구성의 문제가 발생하여 팬틸트 드라이버가 이에 장착되는 장치의 회전 위치 또는 회전 이동 속도를 제어하고자 할 때, 장치를 회전 이동시키는 경우 의도하지 않은 속도로 이동할 수 있으며, 나아가 장치를 저속으로 제어하는 경우, 장치가 전혀 이동하지 않을 수도 있는 문제가 있다.

따라서, 팬틸트 드라이버에 하중이 무거운 장치가 장착된 경우에도, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 무거운 장치에 대한 회전 위치 제어가 정확히 이루어지도록 하고, 또한 무거운 장치에 대한 회전 이동 제어시 의도한 회전 이동 속도로 이동하도록 하는 필요 기술이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 팬틸트 드라이버에 장착된 장치의 무게가 무거운 경우에도 팬틸트 드라이버가 장치에 대한 의도한 회전 위치 및/또는 회전 이동 속도로 제어할 수 있는 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 적어도 하나 이상의 모터; 상기 모터의 로터 회전 위치를 검출하기 위한 위치 감지 수단; 상기 모터의 구동 제어를 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 단속하는 적어도 하나 이상의 스위치 소자; 및 외부로부터 회전 이동 좌표를 입력받고, 상기 회전 이동 좌표에 따라 상기 모터를 구동시키는 제어부; 를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 위치 감지 수단으로부터 상기 모터의 로터 위치를 입력받아 상기 모터의 회전 속도를 계산하되, 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 상기 스위치 소자를 이용해 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 제어부가 상기 팬틸트 드라이버가 정지되어 있는 경우, 상기 모터의 구동을 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높일 수 있다.

바람직하게, 상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는 상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표를 저장하기 위한 저장 수단; 을 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표가 상기 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮출 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 일 방향으로 구동 중인 상기 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우, 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮춰 상기 모터를 정지시킨 후에, 상기 반대 방향의 회전 이동 좌표로 상기 모터를 구동시키기 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높일 수 있다.

바람직하게, 상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는, 상기 스위치 소자의 발열 온도를 감지하는 온도 감지 수단; 를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 온도 감지 수단으로부터 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에는 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮출 수 있다.

바람직하게, 상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는, 상기 스위치 소자부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지 수단; 을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 전류 감지 수단으로부터 측정된 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우에는 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮출 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 경우, 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮출 수 있다.

또한, 본 발명은 (a) 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표를 입력받는 단계; 및 (b) 상기 팬틸트 드라이버가 현재 회전 위치 좌표와 상기 회전 이동 좌표가 다를 경우, 상기 회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하는 단계; 를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법에 있어서, 상기 (b) 단계는, (ba) 제어부가 위치 감지 수단으로부터 상기 모터의 로터 위치를 입력받는 단계; (bb) 상기 제어부가 상기 로터 위치를 이용하여 상기 모터의 회전 속도를 계산하는 단계; 및 (bc) 상기 제어부가 상기 계산된 회전 속도를 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계; 를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 (ba) 단계 이전에, 상기 팬틸트 드라이버는 상기 모터가 구동 중인지 판단하는 단계; 를 더 포함하되, 상기 모터가 정지되어 있는 경우, 상기 제어부는 상기 모터의 구동을 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높일 수 있다.

바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 (ba) 단계 이전에, (b1) 상기 팬틸트 드라이버는 상기 모터가 구동 중인지 판단하는 단계; 를 더 포함하되, 상기 모터가 구동 중인 경우, 상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표가 입력된 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮출 수 있다.

바람직하게, 상기 (b1) 단계 이후에, 일 방향으로 이동 중인 상기 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우, 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮추어 상기 모터를 정지시키는 단계; 를 더 포함하되, 상기 반대 방향의 회전 이동 좌표로 상기 모터를 구동시키기 위해, 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높일 수 있다.

바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 모터의 구동 제어를 위한 회로 기판의 발열 온도를 감지하여 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높거나 상기 모터에 공급되는 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우, 상기 모터에 공급되는 전류를 낮출 수 있다.

바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 경우, 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮출 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 팬틸트 드라이버의 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.

이상의 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법은 팬틸트 드라이버에 장착된 장치의 무게가 무겁더라도 의도한 회전 위치 및/또는 회전 이동 속도에 따라 장치를 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법은 모터가 구동하기 시작거나 구동을 멈출 때, 모터의 회전 속도를 서서히 높이거나 서서히 낮춤으로써, 팬틸트 드라이버에 장착된 장치 및 팬틸트 드라이버의 내부 부품에 대해 무리가 가지 않도록 하거나, 회전 이동 좌표에 정확히 정지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치 및 제어 방법은 모터를 제어하는 소자를 통해 흐르는 전류를 감지하거나 온도를 감지하여 허용치 이상의 발열시에는 소자에 흐르는 전류를 제어하여 모터 및 소자를 과전류로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 대한 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 방법을 블록 다이어그램으로 순차적으로 나타낸 도면이다.

아래에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.

팬틸트 드라이버의 제어 장치

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 대한 구성도를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100)는 모터(10), 위치 감지 수단(11), 스위치 소자(20), 제어부(30)를 포함하여, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 회전 이동을 제어하게 된다.

이하, 각 구성에 대해 자세히 살펴보기로 한다.

모터(10)는 전동기라고도 하며, 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 수단이다.

팬틸트 드라이버는 모터(10)를 적어도 하나 이상 구비하여, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치(load)를 좌우 방향 및/또는 상하 방향 등으로 회전 이동하도록 한다.

이때, 모터(10)는 AC 모터, DC 모터, BLDC 모터, 스텝(step) 모터, 서보(servo) 모터 등 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치를 이동시키기 위한 수단이면 한정하지 않으나, BLDC 모터인 것이 바람직하다. BLDC 모터(Brushless DC motor)는 DC(Direct Current) 모터 중에서 브러시(brush)가 없는 모터로서, 브러시에서 발생하는 잡음이 없고, 특히 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게가 무거운 경우에는 수명 또는 내구성의 문제를 보완할 수 있기 때문이다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 BLDC 모터를 기준으로 설명하기로 한다.

이때, 모터(10)는 로터(rotor) 회전 위치를 검출하기 위한 위치 감지 수단(11)을 포함한다. 위치 감지 수단(11)은 BLDC 모터의 경우 비접촉식의 홀센서, 광학식 엔코더(encoder), 레졸버(resolver) 등을 이용한 것이 될 수 있으나, 모터(10)의 로터 회전 위치를 검출할 수 있는 수단이면 이에 한정하지 않는다.

스위치 소자(20)는 모터(10)의 구동 제어를 위해 모터(10)에 공급되는 전류를 단속(斷續)하는 수단으로서, 복수 개의 전자적인 스위치 소자(20)가 모터(10)에 연결되어 모터(10)의 코일에 주기적으로 전류를 공급하거나 차단함으로써, 모터(10)의 로터가 회전하도록 한다. 이러한 전자적인 스위치 소자(20)는 전력용 트랜지스터 소자가 일반적으로 사용되나, 이외에도 BJT(Bipolar Junction Transistor), FET(Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등이 사용될 수 있다.

제어부(30)는 모터(10)의 구동을 제어하는 수단으로서, 외부로부터 회전 이동 좌표를 입력받고, 회전 이동 좌표에 따라 모터(10)를 구동시킨다. 즉, 제어부(30)는 외부로부터 입력받은 회전 이동 좌표에 따라 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치가 회전 이동할 수 있도록 적어도 하나 이상의 모터(10)에 공급되는 전류를 제어한다.

제어부(30)는 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 제어함으로써, 모터(10)의 구동을 제어한다. 즉, 모터(10)의 회전 속도를 제어하기 위해 스위치 소자(20)를 이용한 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식을 이용할 수 있다. 모터(10)에 공급되는 전류에 대해 스위치 소자(20)를 이용하여 ON/OFF의 듀티비(duty cycle)를 조절함으로써, 모터(10)의 회전 속도를 제어할 수 있게 된다. 다시 말해, 모터(10)에 공급되는 전류를 높이거나 낮추기 위해, 스위치 소자(20)를 이용하여 ON/OFF의 듀티비를 조절할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 다른 방식에 의해 모터(10)에 공급되는 전류를 제어할 수 있음은 물론이다.

다만, 제어부(30)가 동일한 회전 속도로 모터(10)를 구동시키려도, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게가 무거운 경우에는 모터(10)의 회전축에 걸리는 하중에 변동이 생겨 모터(10)의 회전 속도에 영향을 미치게 된다. 특히, 저속으로 제어하는 경우에는 장치가 장착되지 않았을 때 모터(10)에 공급하는 전류와 동일한 전류를 모터에 공급하더라도 무거운 장치를 장착한 경우에는 모터(10)가 전혀 구동하지 않을 수도 있게 된다.

따라서, 제어부(30)는 위치 감지 수단(11)으로부터 모터(10)의 로터 위치를 입력받고, 타이머(timer)를 이용하여 모터(10)의 현재 회전 속도를 계산하며, 이를 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 조절함으로써, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게와 무관하게 해당 장치가 정속(定速)으로 회전 이동할 수 있도록 한다.

즉, 계산된 모터(10)의 회전 속도가 기 설정된 회전 속도보다 빠른 경우에는 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮추거나, 계산된 모터(10)의 회전 속도가 기 설정된 회전 속도보다 느린 경우에는 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 높여 장치가 정속(定速)으로 회전 이동하도록 할 수 있다.

또한, 무거운 장치가 장착된 팬틸트 드라이버를 저속으로 제어하는 경우에는, 모터(10)에 전류가 공급되더라도 구동조차 하지 않기 때문에, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 높임으로써 장치가 기 설정된 회전 속도 즉, 저속으로 회전 이동할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 있어서, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 회전 위치 제어 측면에서 살펴보면, 우선, 팬틸트 드라이버의 모터(10)가 정지되어 있을 때, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치를 입력된 회전 이동 좌표로 회전 이동시키기 위해 적어도 하나 이상의 모터(10)에 대해 구동을 시작하는 경우, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 서서히 높이는 것이 바람직하다.

즉, 모터(10)의 구동을 시작할 때, 급격하게 가속하는 경우에는 하중이 무거운 팬틸트 드라이버에 장착된 장치가 갖는 관성에 의해 모터(10) 및/또는 감속기 등에 무리가 생길 수 있기 때문에 정지된 모터(10)를 구동시키는 경우 PID 제어(Proportional Integral Differential)를 통해 기 설정된 정상 상태의 회전 속도까지 상승시켜 급가속하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표를 향해 모터(10)를 구동하고 있는 중인 경우에는, 최종 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 서서히 낮추는 것이 바람직하다.

즉, 입력받은 회전 이동 좌표에 팬틸트 드라이버가 다 다른 경우, 모터(10)에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 서서히 낮춰 정지시킴으로써, 무거운 팬틸트 드라이버에 장착된 장치가 갖는 관성에 의한 영향을 최소화하여 입력받은 회전 이동 좌표에 정확히 정지시킬 수 있다. 이로써, 관성에 의해 의도한 회전 이동 좌표에 정지하지 못하고 이를 지나쳐 정지하거나 급격한 감속에 따른 모터(10) 및/또는 감속기 등에 무리가 생기지 않도록 할 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100)는 입력받은 회전 이동 좌표와 현재 회전 위치 좌표를 비교하기 위해, 현재 회전 위치 좌표를 추적하여 저장하기 위한 저장 수단(미도시)을 더 포함할 수 있고, 저장 수단에 저장되어 있는 현재 회전 위치 좌표를 이용하여, 이를 입력받은 회전 이동 좌표를 비교함으로써, 그 거리에 따라 회전 이동 속도를 제어할 수 있게 됨은 앞서 본 바와 같다.

또한, 팬틸트 드라이버가 일 방향으로 구동 중에 상기 일 방향과 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우에는, 제어부(30)가 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 서서히 낮춰 모터(10)의 구동을 정지시키고, 반대 방향의 회전 이동 좌표로 모터(10)를 구동시키기 위해, 모터(10)에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 기 설정된 속도까지 모터(10)의 회전 속도를 서서히 높이되, 이 역시 모터(10)의 현재 회전 속도를 지속적으로 감시하여, 기 설정된 속도와 다른 경우, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 높이거나 낮출 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100)는 온도 감지 수단(40) 또는 전류 감지 수단(50)을 포함하여, 모터(10) 및/또는 스위치 소자(20) 등을 과열 내지 과전류로부터 보호할 수 있다.

온도 감지 수단(40)은 모터(10)의 과부하로 발생된 열을 감지하기 위해 모터(10) 자체에서 발생하는 온도를 감지하지 않고, 스위치 소자(20)의 발열 온도를 감지한다. 즉, 온도 감지 수단(40)은 스위치 소자(20)에서 발생하는 온도를 감지함으로써 모터(10)의 과부하를 판단할 수 있도록 한다.

구체적으로, 모터(10)의 구동 제어는 앞서 살펴본 바와 같이, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류에 의해 이루어진다. 전자식 스위치 소자(20)의 경우에는 해당 소자에 전류가 많이 흐르는 경우 열이 발생하여, 전자식 스위치 소자(20)에서 발생하는 열과 모터(10)에서 발생하는 열은 서로 비례한다. 따라서, 모터(10)에 과부하가 발생하는 경우 스위치 소자(20)는 과열되기 때문에, 스위치 소자(20)의 발열 온도를 감지하는 것을 통해 모터(10)의 과부하 여부를 판단할 수 있게 된다.

이렇게, 온도 감지 수단(40)을 통해 스위치 소자(20)의 발열을 감지함으로써, 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100) 내부의 각종 부품에 대한 수명이 줄어들거나 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 특히, 온도 감지 수단(40)을 통해 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에는 제어부(30)가 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 낮춤으로써, 과열된 모터(10) 및/또는 스위치 소자(20)의 온도를 낮추어 모터(10)의 과부하를 방지하고, 내부의 각종 부품에 대한 긴 수명을 확보하거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전류 감지 수단(50)은 스위치 소자(20)를 통해 모터(10)로 흐르는 전류를 감지하는 수단으로서, 전류센싱저항 등에 의해 전류를 감지할 수 있으나 이에 한정하지 않고, 기타 다양한 수단에 의해 전류를 감지할 수 있음은 물론이다.

전류 감지 수단(50) 역시, 온도 감지 수단(40)과 마찬가지로, 스위치 소자(20)에 흐르는 전류를 감지하는 것을 통해 모터(10)의 과부하 여부를 판단할 수 있게 된다. 이렇게, 전류 감지 수단(50)을 통해 모터(10)의 과부하 여부 내지 스위치 소자(20)에 흐르는 과전류를 감지함으로써, 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100) 내부의 각종 부품에 대한 수명이 줄어들거나 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 특히, 전류 감지 수단(50)을 통해 측정된 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우에는 제어부(30)가 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 낮춤으로써, 과열된 모터(10) 및/또는 스위치 소자(20)에 흐르는 과전류를 방지하게 된다.

상술한 바와 같이, 제어부(30)는 온도 감지 수단(40) 및/또는 전류 감지 수단(50)을 통해 스위치 소자(20) 및/또는 모터(10)의 과부하 여부를 판단하나, 모터(10)의 과부하를 판단한 경우, 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 차단하지 않고, 공급되는 전류를 낮추는 것을 특징으로 한다. 따라서, 제어부(30)가 온도 감지 수단(40)을 통해 과열을 감지하거나, 또는 전류 감지 수단(50)을 통해 과전류를 감지하더라도, 회전 이동을 멈추지 않고, 모터(10)에 공급되는 전류를 낮추어 모터(10)가 저속 구동을 유지하도록 한다.

모터(10)의 과부하를 판단한 경우도 마찬가지로, 제어부(30)가 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 낮출 때, 기 설정된 전류단위만큼씩 단계적, 순차적으로 낮춤으로써 모터(10)의 구동이 급가속되거나 급감속되는 것을 방지하여, 모터(10) 및/또는 감속기 등을 보호할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 장치는 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치를 좌우 또는 상하 방향으로 회전 이동하는 경우, 일정한 속도로 회전 이동하도록 함과 동시에, 목표 좌표로 회전 이동하는 경우 회전 속도를 서서히 높이거나 서서히 낮춤으로써, 모터(10), 감속기 및/또는 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치 등에 대한 내구성을 확보할 수 있고, 아울러, 온도 감지 수단(40) 및/또는 전류 감지 수단(50)을 통해 팬틸트 드라이버 내부의 온도 및 전류를 감지하여 모터(10) 및/또는 스위치 소자(20) 등의 각종 부품에 대한 내구성 내지 파손을 방지할 수도 있게 된다.

팬틸트 드라이버의 제어 방법

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 방법을 블록 다이어그램으로 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 방법은 회전 이동 좌표를 입력받는 단계(S100), 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하는 단계(S200)를 포함하되, 상기 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하는 단계(S200)는 위치 감지 수단으로부터 모터의 로터 위치를 입력받는 단계(S210), 로터의 위치를 이용하여 모터의 회전 속도를 계산하는 단계(S220) 및 계산된 현재 회전 속도를 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 모터의 회전 속도를 제어하는 단계(S230)을 포함하여, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치가 무겁더라도, 일정한 속도로 이동하도록 팬틸트 드라이버를 제어하게 된다.

이하, 각 단계에 대해 도 1을 참조하여 살펴보되, 상술한 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 대한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

우선, 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표를 입력받고(S100), 회전 이동 좌표를 입력받은 팬틸트 드라이버는 입력받은 회전 이동 좌표와 현재 회전 위치 좌표가 다를 경우, 회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하여 팬틸트 드라이버를 제어하게 된다.

이때, 팬틸트 드라이버의 제어 장치는 현재 회전 위치 좌표를 획득하기 위해 설정된 최초 위치에서부터 이동한 위치만큼 추적하여 누적 산출한 좌표를 저장한 저장 수단(미도시)으로부터 획득할 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 기타 통신 수단, 감지 수단 등을 통해 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표를 획득할 수 있다.

회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하여 팬틸트 드라이버를 제어(S200)하는 경우, 팬틸트 드라이버에 장착되는 장치의 무게와 무관하게 이동하는 속도가 일정하도록 하기 위해서는 제어부(30)가 위치 감지 수단(40)으로부터 모터(10)의 로터 위치를 입력받고(S210), 제어부(30)가 상기 로터 위치를 이용하여 모터(10)의 현재 회전 속도를 계산하여(S22), 기 설정된 회전 속도와 계산된 현재 모터(10)의 회전 속도를 비교함으로써, 모터의 회전 속도를 제어한다(S230).

즉, 계산된 모터(10)의 현재 회전 속도가 기 설정된 회전 속도보다 빠른 경우에는 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮추거나, 계산된 모터(10)의 회전 속도가 기 설정된 회전 속도보다 느린 경우에는 스위치 소자(20)를 이용하여 모터(10)에 공급되는 전류를 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 높여 팬틸트 드라이버에 장착된 장치가 정속으로 회전 이동하도록 할 수 있다.

다만, 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표에 따라 모터(10)를 구동(S200)하기 전에, 팬틸트 드라이버가 이동 중인지, 즉, 모터(10)가 구동 중인지 여부를 먼저 판단(S180)할 수 있다.

모터(10)의 구동 여부를 판단하여 모터(10)가 정지되어 있는 경우에는, 모터(10)를 가속할 때, 급가속하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 모터(10)를 서서히 구동시키기 위해 PID 제어 등을 통해 모터에 공급되는 전류를 서서히 높임으로써, 팬틸트 드라이버에 장착되는 무거운 장치가 갖는 관성에 의해 모터(10) 및/또는 감속기와 같은 팬틸트 드라이버 내부의 장치에 무리가 가지 않도록 하여 내구성을 확보할 수 있게 된다.

이와 달리, 모터(10)가 구동 중이어서, 팬틸트 드라이버가 이동 중인 것을 판단한 경우에는, 모터(10)가 일정한 회전 속도로 구동(S200)되도록 하나, 이때 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 제어부(30)는 모터(10)에 흐르는 전류를 서서히 낮추어 급정지하지 않도록 하여, 팬틸트 드라이버에 장착되는 무거운 장치에 의한 관성에 의해 모터(10) 및/또는 감속기 등의 장치에 무리가 가지 않도록 내구성을 확보하는 것이 바람직하다. 즉, PID 제어 등을 통해 모터(10)에 공급되는 전류를 서서히 낮춰, 모터(10)의 회전 속도를 제어함으로써, 내구성을 확보함과 동시에, 팬틸트 드라이버가 위치하고자 하는 이동 목표에 정확히 정지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 일 방향으로 이동 중인 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우(S190), 모터(10)에 공급되는 전류를 서서히 낮추어 모터를 정지(S191)시킨 후에, 반대 방향의 회전 이동 좌표로 팬틸트 드라이버를 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 이때에도 반대 방향의 회전 이동 좌표에 팬틸트 드라이버를 위치시키고자 하는 경우, 팬틸트 드라이버에 장착된 장치가 갖는 관성으로부터의 영향을 줄여 내구성을 확보하기 위해 급가속하지 않도록 PID 제어 등을 통해 모터(10)에 흐르는 전류를 서서히 높여, 모터(10)의 회전 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

이렇게, 일 방향으로 이동 중인 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력되더라도, 먼저 입력된 회전 이동 좌표까지 이동을 다하지 않고, 도중에 진로를 변경함으로써, 입력된 회전 이동 좌표에 따라 팬틸트 드라이버가 신속하게 대응할 수 있게 된다.

한편, 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표에 따라 모터(10)를 구동 중인 경우(S200), 모터(10)의 구동 제어를 위한 회로 기판의 발열 온도를 감지하여 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높거나 모터(10)에 공급되는 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우, 모터(10)에 공급되는 전류를 낮출 수 있다.

즉, 앞서 살펴 본 바와 같이, 모터(10)의 과부하를 판단하기 위해 온도 감지 수단(40)을 통해 모터(10) 자체의 발열 온도는 감지하지 않고, 회로 기판 특히, 스위치 소자(20)의 발열 온도를 감지하는 것을 특징으로 하여, 모터(10)의 과부화 및 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100)의 각종 부품에 대한 파손 등을 사전에 감지하여 대처할 수 있게 된다.

또한, 스위치 소자(20)를 통해 모터(10)로 흐르는 전류를 전류 감지 수단(50)을 통해 감지함으로써, 모터(10)의 과부하 및 팬틸트 드라이버의 제어 장치(100) 내부의 각종 부품에 대한 파손 등을 사전에 감지하여 제어부(30)가 대처할 수 있게 된다.

즉, 제어부(30)는 회로 기판의 발열 온도가 기 설정된 온도보다 높거나, 모터(10)에 흐르는 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우에는 모터(10)에 공급되는 전류를 낮추어, 회로 기판의 발열 온도를 낮추거나 모터(10)의 과부하를 방지할 수 있다. 이때, 팬틸트 드라이버의 이동을 완전히 정지시키지 않고, 기 설정된 전류까지 단계적, 순차적으로 모터(10)에 공급되는 전류를 낮춤으로써, 회전 이동이 계속 유지되도록 한다.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 팬틸트 드라이버의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 모터 11: 위치 감지 수단
20: 스위치 소자 30: 제어부
40: 온도 감지 수단 50: 전류 감지 수단
100: 팬틸트 드라이버의 제어장치

Claims (16)

1. 적어도 하나 이상의 모터;
   상기 모터의 로터 회전 위치를 검출하기 위한 위치 감지 수단;
   상기 모터의 구동 제어를 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 단속하는 적어도 하나 이상의 스위치 소자; 및
   외부로부터 회전 이동 좌표를 입력받고, 상기 회전 이동 좌표에 따라 상기 모터를 구동시키는 제어부;
   를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 위치 감지 수단으로부터 상기 모터의 로터 위치를 입력받아 상기 모터의 회전 속도를 계산하되, 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 상기 스위치 소자를 이용해 상기 모터에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 팬틸트 드라이버가 정지되어 있는 경우, 상기 모터의 구동을 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높이는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는,
   상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표를 저장하기 위한 저장 수단;
   을 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표가 상기 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   일 방향으로 구동 중인 상기 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우, 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮춰 상기 모터를 정지시킨 후에, 상기 반대 방향의 회전 이동 좌표로 상기 모터를 구동시키기 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높이는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는,
   상기 스위치 소자의 발열 온도를 감지하는 온도 감지 수단;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 온도 감지 수단으로부터 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에는 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 팬틸트 드라이버의 제어 장치는,
   상기 스위치 소자부를 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지 수단;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 전류 감지 수단으로부터 측정된 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우에는 상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
9. 제 6 항 또는 제 8항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 스위치 소자를 이용하여 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 경우, 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 장치.
10. (a) 팬틸트 드라이버가 회전 이동 좌표를 입력받는 단계; 및
    (b) 상기 팬틸트 드라이버가 현재 회전 위치 좌표와 상기 회전 이동 좌표가 다를 경우, 상기 회전 이동 좌표에 따라 모터를 구동하는 단계;
    를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (ba) 제어부가 위치 감지 수단으로부터 상기 모터의 로터 위치를 입력받는 단계;
    (bb) 상기 제어부가 상기 로터 위치를 이용하여 상기 모터의 회전 속도를 계산하는 단계; 및
    (bc) 상기 제어부가 상기 계산된 회전 속도를 기 설정된 회전 속도와 비교하여, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계;
    를 포함하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 (ba) 단계 이전에,
    상기 팬틸트 드라이버는 상기 모터가 구동 중인지 판단하는 단계;
    를 더 포함하되,
    상기 모터가 정지되어 있는 경우, 상기 제어부는 상기 모터의 구동을 위해 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높이는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 (ba) 단계 이전에,
    (b1) 상기 팬틸트 드라이버는 상기 모터가 구동 중인지 판단하는 단계;
    를 더 포함하되,
    상기 모터가 구동 중인 경우, 상기 팬틸트 드라이버의 현재 회전 위치 좌표가 입력된 회전 이동 좌표에 가까워짐에 따라 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (b1) 단계 이후에,
    일 방향으로 이동 중인 상기 팬틸트 드라이버에 반대 방향의 회전 이동 좌표가 입력된 경우, 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 낮추어 상기 모터를 정지시키는 단계;
    를 더 포함하되,
    상기 반대 방향의 회전 이동 좌표로 상기 모터를 구동시키기 위해, 상기 제어부는 상기 모터에 공급되는 전류를 PID 제어를 통해 높이는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 모터의 구동 제어를 위한 회로 기판의 발열 온도를 감지하여 측정된 온도가 기 설정된 온도보다 높거나 상기 모터에 공급되는 전류가 기 설정된 전류보다 높은 경우, 상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 모터에 공급되는 전류를 낮추는 경우, 기 설정된 전류단위만큼씩 순차적으로 낮추는 것을 특징으로 하는 팬틸트 드라이버의 제어 방법.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.

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