KR200218829Y1 - smoke unit controller of model train - Google Patents
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Abstract
본 고안은 모형기차의 스모크 유니트의 제어장치에 관련된 것으로서 팬모터의 급제동 및 급기동을 안전하게 할 수 있는 제어수단을 제공하고, 스모크량이 모형기차의 속도에 따라 가변될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a control device of a smoke unit of a model train, and provides a control means for safe and rapid braking of a fan motor, and aims to allow the smoke amount to be changed according to the speed of the model train.
상기 목적 달성을 위하여 본 고안의 스모크 유니트 제어장치는 모형기차의 속도를 감지하는 센서감지부(7)와, 팬모터(19)를 구동하기 위한 팬모터제어부(4)와, 히터제어부(5)와, 상기 센서감지부의 신호를 받아서 상기 팬모터제어부와 상기 히터제어부를 온/오프 컨트롤하는 중앙처리장치(3)를 포함하여 구비하고, 상기 팬모터제어부(4)는 노이즈 및 외부신호에 의한 MPU의 오동작 방지 및 제어신호를 전기적으로 분리하기 위한 포토커플러(16)를 개재하여 상기 중앙처리장치로부터 입력신호에 의하여 온/오프되는 FET(17)와, 상기 FET의 온/오프에 의하여 구동되는 팬모터(19)와, 상기 FET의 오프시에 상기 팬모터에서 발생하는 역기전력을 팬모터에 되돌려 주기 위한 트랜지스터(20)를 구비한다.In order to achieve the above object, the smoke unit control device of the present invention includes a sensor detecting unit 7 for detecting a speed of a model train, a fan motor control unit 4 for driving a fan motor 19, and a heater control unit 5. And a central processing unit (3) which receives the signal of the sensor detecting unit and controls the fan motor control unit and the heater control unit on / off, wherein the fan motor control unit 4 includes an MPU caused by noise and external signals. A FET 17 turned on / off by an input signal from the central processing unit via a photocoupler 16 for preventing a malfunction and electrically separating the control signal, and a fan driven by turning on / off the FET. A motor 19 and a transistor 20 for returning back electromotive force generated in the fan motor to the fan motor when the FET is turned off are provided.
Description
본 고안은 모형기차의 스모크 유니트 제어장치에 관련된 것으로서, 특히, 모형기차의 이동속도에 따라 스모크 배출량과 그 동작을 정확히 컨트롤할 수 있는 스모크 유니트 제어장치를 제공하는 것에 관련된 것이다.The present invention relates to a smoke unit control device of a model train, and more particularly, to a smoke unit control device capable of precisely controlling smoke emissions and its operation according to a moving speed of the model train.
일반적으로 모형기차는 도 1과 같이 다수의 객차로 이루어지고, 소정의 형태를 가지는 레일 위에서 동력전달 수단 즉, 전원의 공급에 의하여 바퀴를 회전시킴으로서 이동한다.In general, the model train is composed of a plurality of passenger cars, as shown in Figure 1, and moves by rotating the wheels by the power transmission means, that is, the power supply on the rail having a predetermined shape.
상기 모형기차는 사실감과 실체감을 주기 위하여 스모크 유니트 제어장치(1)를 설치하고, 그 스모크 유니트 제어장치 내에서 스모크 발생재를 가연하고, 상기 가연에 의하여 발생한 스모크를 굴뚝(2)을 통하여 모형기차 위로 배출시킴으로써 마치 실물 기차가 증기를 내뿜으면서 레일 위를 달리는 것과 같이 연출할 수 있도록 구성된다.The model train is provided with a smoke unit control device 1 to give a sense of reality and realism, and smoke smoke generating material in the smoke unit control device, the smoke generated by the combustion through the chimney (2) By discharging upwards, it can be configured to act like a real train running on a rail while exhaling steam.
종래의 일반적인 모형기차의 스모크 유니트 제어장치는 모터에 팬을 설치하고 굴뚝과 연결된 케이스 내에 가연재를 넣은 후 히터를 이용하여 가열하고 그 가열에 의하여 가연재가 굴뚝 밖으로 배출되도록 모터를 구동하여 팬을 회전시킨다.The conventional smoke unit controller of a typical model train installs a fan in a motor, puts a flammable material in a case connected to a chimney, heats it using a heater, and drives the motor so that the flammable material is discharged out of the chimney by the heating. Let's do it.
상기와 같이 구성되는 종래의 스모크 유니트 제어장치는 실제 기차의 스모크(증기) 배출 형태와는 상당한 차이가 발생한다.The conventional smoke unit control device configured as described above has a considerable difference from the smoke discharge form of a real train.
또, 종래의 스모크 유니트 제어장치는 일반적인 팬모터를 이용하기 때문에 모터의 오프시 모터축의 회전 관성력으로 인하여 모터가 바로 정지하지 않고 서서히 모터의 회전수가 감소하다가 정지하므로 모터축과 연결된 팬이 모터가 정지할 때 까지 구동하게 되고 이로 인하여 스모크를 내뿜지 않을 때와 내뿜을 때의 구별이 확실하지 않는 문제점이 있다.In addition, since the conventional smoke unit controller uses a general fan motor, the motor does not stop immediately due to the rotational inertia force of the motor shaft when the motor is turned off. Until it is driven until there is a problem in which the distinction between when it does not emit smoke and when flushing is not clear.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 도 2와 같이 MPU(중앙처리장치:3)와, 팬모터제어부와(4), 히터제어부(5)와, 리셋회로부(6), 센서감지부(7)로 이루어진 스모크 유니트 제어장치(10)를 구성한다.The present invention has been made to solve the above problems, as shown in Figure 2 MPU (Central Processing Unit: 3), the fan motor control unit 4, the heater control unit 5, the reset circuit unit 6, the sensor The smoke unit control device 10 including the sensing unit 7 is configured.
상기 팬모터제어부(4)는 모터의 역기전력을 크게하고 정지시간을 빠르게 하기 위하여 FET(FIELD EFFECT TRANSISTOR)와 Tr(트랜지스터)을 조합하여 회로를 구성한다. 즉, 팬모터의 전원 제어 소자로는 동작속도가 빠른 FET를 사용하고 역기전류에 전원을 재투입하여 팬모터를 정지시키는 소자로는 Tr을 사용하여 최단시간에 안전하게 팬모터를 급제동시키도록 구성한다. 상기 FET는 순간적으로 발생하는 역방향 전류를 차단시키지 못하여 FET소자가 파괴되는 것을 방지하기 위하여 제너다이오드를 FET 보호소자로 구성한다. 또, 팬모터의 급제동 효과를 크게 하기 위하여 전류의 차단속도가 빠른 FAST 리커버리 다이오드를 트랜지스터에 연결한다.The fan motor controller 4 constitutes a circuit by combining FET (FIELD EFFECT TRANSISTOR) and Tr (transistor) in order to increase the back EMF of the motor and to increase the stop time. In other words, the fan motor power control device uses fast FETs and supplies power to the counter electromotive current to stop the fan motor. It is configured so that the fan motor can be braked safely in the shortest time using Tr. . In order to prevent the FET device from being destroyed by failing to block the reverse current generated in a moment, the Zener diode is configured as the FET protection device. In addition, in order to increase the braking effect of the fan motor, a fast recovery diode with a high current blocking speed is connected to the transistor.
또, 상기 히터제어부(5)는 레귤레이터IC를 사용하여 입력전압에 영향을 받지 않고 출력전압을 일정하게 하여 히터를 가열하는 구성으로 하고, 출력신호를 PWM(PULSE WIDTH MODULATION)방식으로 제어한다.In addition, the heater control unit 5 is configured to heat the heater by making the output voltage constant without being affected by the input voltage by using a regulator IC, and control the output signal by PWM (PULSE WIDTH MODULATION) method.
즉, 모형기차의 속도가 저속일 때는 바퀴의 회전이 느리고 모형기차의 속도가 고속일 때는 바퀴의 회전이 빠르게 되므로 이 바퀴의 회전 상태를 센서감지부로 감지하여 펄스 신호와 하여 히터의 발열량을 조정할 수 있도록 한다.That is, when the speed of the model train is low, the wheels rotate slowly, and when the speed of the model train is high speed, the wheels rotate faster. Make sure
상기 센서감지부는 모형기차의 바퀴 축에 자석을 부착하고 상기 자석이 자기센싱의 범위에 들어오면 입력신호를 MPU에 전달하도록 구성한다.The sensor detecting unit attaches a magnet to the wheel shaft of the model train, and configures to transmit an input signal to the MPU when the magnet enters the magnetic sensing range.
상기와 같이 본 고안의 스모크 유니트 제어장치를 구성함으로서 모형기차의 속도에 따라 배출되는 스모크 배출 타임 및 량을 정확히 컨트롤할 수 있고, 제어장치의 안정화를 꾀할 수 있다.By constituting the smoke unit control device of the present invention as described above, it is possible to accurately control the smoke discharge time and amount discharged according to the speed of the model train, it is possible to stabilize the control device.
따라서, 본 고안의 목적은 스모크 유니트 제어장치의 팬모터의 급제동 및 급기동을 안전하게 할 수 있는 제어수단을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control means that can safely and suddenly brake the fan motor of the smoke unit control device.
본 고안의 또 다른 목적은 모형기차의 이동속도에 따라 스모크 배출량과 그 동작을 정확히 컨트롤할 수 있는 스모크 유니트 제어장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a smoke unit control device that can accurately control the smoke emissions and its operation according to the moving speed of the model train.
도 1은 스모크 유니트 제어장치가 설치된 모형기차를 나타내는 도면이고.1 is a view showing a model train equipped with a smoke unit control device.
도 2는 본 고안의 스모크 유니트 제어장치의 한 예를 나타내는 블록도이고,2 is a block diagram showing an example of a smoke unit control device of the present invention,
도 3은 본 고안의 스모크 유니트 제어장치의 한 예를 나타내는 회로도이고,3 is a circuit diagram showing an example of a smoke unit control device of the present invention,
도 4는 본 고안의 스모크 유니트 제어장치의 스모크 발생 히터 제어를 설명하기 위한 그래프이고,Figure 4 is a graph for explaining the smoke generation heater control of the smoke unit control device of the present invention,
도 5는 본 고안의 스모크 유니트 제어장치의 센서감지부를 나타내는 도면이고,5 is a view showing a sensor detection unit of the smoke unit control device of the present invention,
도 6은 본 고안의 스모크 유니트의 개략적인 구성을 나타내는 입체도이다.6 is a three-dimensional view showing a schematic configuration of a smoke unit of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
3 - 중앙처리장치(MPU) 4 - 팬모터제어부3-Central Processing Unit (MPU) 4-Fan Motor Control
5 - 히터제어부 6 - 리셋회로부5-Heater control part 6-Reset circuit part
7 - 센서감지부 14,16 - 포토커플러7-Sensor Detector 14,16-Photocoupler
17 - FET 18 - 제너다이오드17-FET 18-Zener Diodes
19 - 팬모터 20 - Tr(트랜지스터)19-Fan motor 20-Tr (transistor)
21 - 다이오드21-diode
본 고안은 모형기차의 속도를 감지하는 센서감지부와, 팬모터를 구동하기 위한 팬모터제어부와, 히터제어부와, 상기 센서감지부의 신호를 받아서 상기 팬모터제어부와 상기 히터제어부를 온오프 컨트롤하는 중앙처리장치를 포함하여 구비하는 스모크 유니트 제어장치에 있어서,The present invention provides a sensor detecting unit for sensing the speed of a model train, a fan motor controller for driving a fan motor, a heater controller, and the fan motor controller and the heater controller on and off by receiving signals from the sensor detector. In the smoke unit control device including a central processing unit,
상기 팬모터제어부는 노이즈 및 외부신호에 의한 MPU의 오동작 방지 및 제어신호를 전기적으로 분리하기 위한 포토커플러를 개재하여 상기 중앙처리장치로부터 입력되는 신호에 의하여 온/오프되는 FET와, 상기 FET의 온/오프에 의하여 구동되는 팬모터와, 상기 FET의 오프시에 상기 팬모터에서 발생하는 역기전력을 제거하기 위한 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.The fan motor control unit is a FET that is turned on / off by a signal input from the central processing unit via a photo coupler for preventing the malfunction of the MPU due to noise and external signals and electrically separating the control signal, and the on of the FET And a transistor for removing back electromotive force generated in the fan motor when the FET is turned off and the fan motor driven by on / off.
상기 트랜지스터의 에미터와 베이스단자 사이에는 상시 전원 5V를 인가하여 에미터단자에서 콜렉터단자로 전류가 흐를수 있도록 대기하고 있다가 상기 FET를 오프하였을 때 상기 트랜지스터가 구동되어 상기 역기전력을 제거하도록 구성된다.5V is applied between the emitter and the base terminal of the transistor to always allow a current to flow from the emitter terminal to the collector terminal, and when the FET is turned off, the transistor is driven to remove the counter electromotive force. .
상기 트랜지스터의 에미터와 베이스단자 사이에는 다이오드가 개재되어 역기전력이 베이스단자에 인가되지 못하도록 구성된다.A diode is interposed between the emitter and the base terminal of the transistor to prevent the counter electromotive force from being applied to the base terminal.
또, 상기 FET의 소스단자와 드레인단자 사이에는 FET 보호용 제너다이오드가 개재된다.In addition, a zener diode for FET protection is interposed between the source terminal and the drain terminal of the FET.
상기와 같은 특징을 갖는 본 고안의 기술적 구성 및 효과 등에 대하여 첨부 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.Technical configuration and effects of the present invention having the features as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안의 스모크 유니트 제어장치의 리셋회로부(6)는 중앙처리장치의 동작을 초기상태로 설정하도록 구성된다. 센서감지부(7)는 모형기차의 바퀴(10)의 축(11)에 자석(12)을 설치하고, 상기 자석과 일정 간격 떨어진 위치에 상기 자석의 자기감지센서(13)를 설치하여 상기 모형기차의 바퀴 회전속도에 따라 상기 중앙처리장치(3)가 상기 히터제어부(5)에 인가되는 평균전압을 제어하도록 구성된다.The reset circuit section 6 of the smoke unit control device of the present invention is configured to set the operation of the central processing unit to an initial state. The sensor detecting unit 7 installs the magnet 12 on the shaft 11 of the wheel 10 of the model train, and installs the magnetic sensing sensor 13 of the magnet at a predetermined distance from the magnet. The central processing unit 3 is configured to control the average voltage applied to the heater control unit 5 according to the wheel rotation speed of the train.
즉, 도 3과 같이 자기감지센서에 입력된 펄스의 간격이 넓으면 모형기차의 속도가 저속인 것으로 판단하여 히터에 인가되는 전압을 낮게하고, 감지센서에 입력된 펄스의 간격이 좁으면 모형기차의 속도가 고속인 것으로 판단하여 히터에 인가되는 전압을 높게한다.That is, when the interval of the pulse input to the magnetic sensing sensor is wide as shown in FIG. 3, the speed of the model train is determined to be low, and the voltage applied to the heater is lowered. It is determined that the speed of the high speed to increase the voltage applied to the heater.
상기 히터제어부(5)는 포토커플러(14) 및 레귤레이터(15)를 사용하여 입력된 전압에 영향을 받지 않고 출력전압을 일정하게 하여 히터(16)를 가열하지만 출력신호를 PWM방식으로 제어하는 방법을 사용한다.The heater controller 5 uses the photocoupler 14 and the regulator 15 to heat the heater 16 by keeping the output voltage constant without being affected by the input voltage, but to control the output signal in a PWM manner. Use
모형기차의 속도가 저속일 때는 바퀴의 회전이 느리고 속도가 고속일 때는 바퀴의 회전이 빠르므로 이것을 펄스신호화 하여 저속일 때는 펄스 폭을 넓혀 히터의 발열량을 줄이고, 고속일 때는 펄스폭을 좁혀 히터의 발열량을 늘려서 모형기차의 속도에 따라 스모크의 발생량도 변하도록 구성한다.When the speed of the model train is low, the wheels rotate slowly, and when the speed is high, the wheels rotate fast, so make pulse signal and widen the pulse width at low speed to reduce the heating value of the heater, and at high speed, narrow the heater width. The amount of smoke is also changed according to the speed of the model train by increasing the amount of heat generated.
한편, 팬모터제어부(4)는 상기 센서감지부(7)의 감지신호에 따라 중앙처리장치에서 전원의 공급을 온/오프 컨트롤하도록 구성되고, 상기 팬모터제어부는 포토커플러(16)와, FET(17)과, 트랜지스터(20)과, 팬모터(19)를 포함한다.On the other hand, the fan motor control unit 4 is configured to control the supply of power in the central processing unit according to the detection signal of the sensor detection unit 7, the fan motor control unit and the photocoupler 16, FET (17), a transistor 20, and a fan motor 19 are included.
상기 FET(17)의 드레인단자와 Tr(20)의 콜렉터단자가 접속되어 팬모터(19)의 단자(1)에 접속되고, Tr의 에미터단자는 팬모터(19)의 단자(2)에 접속되고, 상기 에미터단자는 Tr의 베이스단자와 연결되어지되, 상기 베이스단자와 에미터단자 사이에는 패스트 리커버리 다이오드(21)가 개재되어 Tr의 베이스단자에 흐르는 전류를 정류하도록 구성된다. 또, 상기 FET(17)의 소스단자와 드레인단자 사이에는 FET 보호용 제너다이오드(18)가 개재되고, 상기 Tr의 베이스단자에는 5V의 전압이 상시인가되도록 구성된다.The drain terminal of the FET 17 and the collector terminal of the Tr 20 are connected to the terminal 1 of the fan motor 19, and the emitter terminal of Tr is connected to the terminal 2 of the fan motor 19. The emitter terminal is connected to the base terminal of Tr, and a fast recovery diode 21 is interposed between the base terminal and the emitter terminal to rectify the current flowing through the base terminal of Tr. A FET protective zener diode 18 is interposed between the source and drain terminals of the FET 17, and a voltage of 5 V is always applied to the base terminal of the Tr.
상기와 같은 구조에서 FET의 게이트단자에 구동신호가 인가되면 드레인단자로부터 소스단자로 전류의 흐름이 형성되고 결국 전원으로부터 그라운드 단자로 전류가 흐를 수 있어 팬모터가 구동한다.In the above structure, when a driving signal is applied to the gate terminal of the FET, a current flows from the drain terminal to the source terminal, and eventually the current flows from the power supply to the ground terminal, thereby driving the fan motor.
상기 FET에 공급되는 전원이 중앙처리장치의 신호에 의하여 차단되면 팬모터(19)에서 발생하는 역기전력이 트랜지스터의 에미터단자에 걸리고 그 역기전력이 트랜지스터의 콜렉터단자를 통하여 팬모터 단자(1)에 인가되어 팬모터에 역기전력의 반대극성의 전원을 공급하므로 팬모터의 회전이 급제동 된다. 또, 다이오드(21)가 역기전력이 Tr의 베이스단자로 역류하는 것을 방지하므로 역기전력에 의한 Tr의 파괴를 방지할 수 있다.When the power supplied to the FET is cut off by the signal of the central processing unit, the counter electromotive force generated by the fan motor 19 is applied to the emitter terminal of the transistor, and the counter electromotive force is applied to the fan motor terminal 1 through the collector terminal of the transistor. The fan motor is suddenly braked by supplying power of reverse polarity to the fan motor. In addition, since the diode 21 prevents back electromotive force from flowing back to the base terminal of Tr, it is possible to prevent destruction of Tr due to the counter electromotive force.
상기와 같이 본 고안의 팬모터제어부를 구성하는데 있어서 FET와 Tr을 이용하는 것은 FET만을 사용하여 팬모터의 구동을 컨트롤할 경우에는 팬모터의 정지시 전원의 차단시간은 Tr소자만을 사용하였을 때보다 짧아지지만 팬모터를 정지시키는데 필요한 역기전력이 약하여 팬모터를 빠르게 정지시킬 수 없고, 반대로 FET만을 사용하여 팬모터의 구동을 컨트롤할 경우에는 팬모터를 정지시키는데 필요한 역기전력이 강하여 팬모터를 빠르게 정지시킬 수 있지만 팬모터를 정지시키는 전원의 차단시간이 길어지는 문제점을 상호 보완화기 위한 것이다.Using the FET and Tr in constructing the fan motor control unit of the present invention as described above, when controlling the drive of the fan motor using only the FET, when the fan motor is stopped, the power off time is shorter than when only the Tr element is used. Although the back EMF required to stop the fan motor is weak, the fan motor cannot be stopped quickly. On the contrary, when controlling the operation of the fan motor using only the FET, the back EMF required to stop the fan motor is strong so that the fan motor can be stopped quickly. This is to complement the problem that the cut-off time of the power source for stopping the fan motor becomes long.
상기와 같이 팬모터(19)를 구성함으로서 히터가 내장되는 케이스(23) 내에 가연재를 넣고 굴뚝(2)을 통하여 상기 가연재에 의하여 발생하는 스모크를 배출할 때 팬모터(19)의 회전 멈춤을 확실히 컨트롤하여 스모크의 배출 및 미배출을 정확히 컨트롤할 수 있도록 한다.By configuring the fan motor 19 as described above, the rotation of the fan motor 19 is stopped when the combustible material is put into the case 23 in which the heater is built, and the smoke generated by the combustible material is discharged through the chimney 2. This ensures precise control of smoke emissions and non-emissions.
본 고안의 팬모터제어부(4)는 팬모터의 전원 제어 소자로는 동작속도가 빠른 FET를 사용하고 역기전류에 전원을 재투입하여 모터를 정지시키는 소자로는 Tr을 사용하여 최단시간에 안전하게 모터를 급제동 및 급기동시키도록 구성함으로서, 모형기차의 속도에 따라 배출되는 스모크 배출 타임 및 량을 정확히 컨트롤할 수 있고, 제어장치의 안정화를 꾀할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The fan motor control unit 4 of the present invention uses a fast FET as a power control element of the fan motor, and uses a Tr as a device to stop the motor by turning the power back into the counter current and safely using the motor. By controlling the rapid braking and the rapid start, it is possible to accurately control the amount and time of smoke discharged according to the speed of the model train, it is possible to obtain the effect of stabilizing the control device.
Claims (4)
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|---|---|---|---|
| KR2020000028334U KR200218829Y1 (en) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | smoke unit controller of model train |
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| KR2020000028334U KR200218829Y1 (en) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | smoke unit controller of model train |
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|---|---|
| KR (1) | KR200218829Y1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030005786A (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | 박상열 | Snubber circuit |
-
2000
- 2000-10-11 KR KR2020000028334U patent/KR200218829Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030005786A (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | 박상열 | Snubber circuit |
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