WO2025014161A1 - 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전자기기의 방향 제어 장치 및 방법 Download PDF

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WO2025014161A1
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rotation angle
electronic device
motor
angle
antenna
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PCT/KR2024/009332
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English (en)
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이주훈
김희
박대명
유정준
김동희
최재우
이우경
김희섭
최영근
강성훈
최인화
김도윤
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KMW Inc
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KMW Inc
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling the direction of an electronic device, and more particularly, to an apparatus and method for controlling the direction of an electronic device according to an input of a target rotation angle of the electronic device.
  • the location and angle of electronic devices must be determined based on precise design.
  • the installation location of the antenna is determined based on the results of the network design that takes into account coverage and traffic.
  • the base station antenna is optimized to suit the radio environment of the site where the antenna is installed through the tilting or steering operation of the antenna in order to eliminate shadow areas.
  • the steering angle of the antenna is determined based on the sector directivity angle of the horizontal component of the beam
  • the tilting angle of the antenna is determined based on the tilting angle of the vertical component of the beam.
  • the tilting angle and steering angle of the pre-installed antenna may need to be readjusted in response to changes in the wireless environment.
  • the tilting angle or steering angle of the antenna may change due to changes in the inclination of the support column supporting the antenna due to external forces such as strong winds, or the clamp that connects the antenna to the support column may become twisted.
  • the worker must perform direction measurement and alignment work on site using expensive measuring instruments, or the worker must climb to a high location where the antenna is installed to adjust the antenna's directional direction.
  • Korean Patent Publication No. 10-2022-0079788 (June 14, 2022) (hereinafter referred to as “prior art”) discloses a “method and system for managing the orientation of a mobile communication base station antenna,” which is a technology that allows a worker to accurately readjust the orientation of an antenna without having to climb up to the location where the antenna is installed.
  • the above-mentioned prior art is an antenna management system including a direction control device for controlling the directional direction of a mobile communication base station antenna, wherein the direction control device includes a data receiving unit for receiving spatial direction information of the antenna device or video data capturing a foreground toward which the antenna device is directed from a measuring device, and a control unit for controlling tilting and steering means of the antenna device so that the antenna device has a preset target spatial direction by using at least one of the spatial direction information and the video data.
  • the technical problem of the present invention is to provide a device and method for controlling the direction of an electronic device, which can reduce costs by configuring the electronic device to automatically rotate to a target rotation angle when an operator inputs the target rotation angle of the electronic device into a controller.
  • the direction control device of an electronic device is composed of a motor, a sensor, and a control unit.
  • the motor adjusts the rotation angle of the electronic device
  • the sensor detects the current rotation angle of the electronic device
  • the control unit when a target rotation angle of the electronic device is input, operates the motor to rotate the electronic device from the current rotation angle to the target rotation angle.
  • the above electronic device may be installed on a support erected on the ground and positioned upwardly from the ground.
  • the sensor may be a photo sensor that detects the current rotation angle of the electronic device with respect to the support.
  • the above sensor may be an acceleration sensor or a gyro sensor that detects the current rotation angle of the electronic device with respect to the ground.
  • the direction control device of the electronic device may further include a memory.
  • the memory may store a set rotation angle of the electronic device.
  • the control unit may, when a target rotation angle of the electronic device is input, compare the target rotation angle with the set rotation angle before operating the motor, check whether the target rotation angle is within an allowable range of the set rotation angle, and operate the motor if the target rotation angle is within an allowable range of the set rotation angle.
  • the above control unit when a target rotation angle of the electronic device is input, can determine, before operating the motor, to rotate the rotation axis of the motor in one direction if the target rotation angle is greater than the current rotation angle, and can determine to rotate the rotation axis of the motor in the other direction if the target rotation angle is less than the current rotation angle.
  • the control unit may operate the motor at a maximum speed if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is greater than or equal to a set angle when operating the motor.
  • the control unit may operate the motor at a speed slower than the maximum speed if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is less than the set angle when operating the motor.
  • the above control unit can store the current rotation angle as the set rotation angle in the memory if the rotation shaft of the motor stops rotating before the current rotation angle becomes the target rotation angle after operating the motor.
  • the above control unit can, after operating the motor, stop the motor when the current rotation angle becomes the target rotation angle and store the current rotation angle in the memory as the set rotation angle.
  • a direction control method of an electronic device controls the direction of the electronic device by operating a motor that adjusts the rotation angle of the electronic device.
  • the direction control method of an electronic device according to the present invention comprises a detection step and a motor operation step.
  • a sensor detects a current rotation angle of the electronic device.
  • the motor operation step when a target rotation angle of the electronic device is input, the motor is operated to rotate the electronic device from the current rotation angle to the target rotation angle.
  • a validity check step may be performed.
  • the validity check step when a target rotation angle of the electronic device is input, the target rotation angle may be compared with a set rotation angle of the electronic device stored in a memory to check whether the target rotation angle is within an allowable range of the set rotation angle.
  • the motor operation step may be performed if the target rotation angle is within an allowable range of the set rotation angle in the validity check step.
  • a rotation direction determination step may be performed.
  • the rotation direction of the electronic device when a target rotation angle of the electronic device is input, the rotation direction of the electronic device may be determined by comparing the target rotation angle with the current rotation angle.
  • the rotation direction determination step if the target rotation angle is greater than the current rotation angle, the rotation axis of the motor may be determined to rotate in one direction.
  • the rotation direction determination step if the target rotation angle is less than the current rotation angle, the rotation axis of the motor may be determined to rotate in the other direction.
  • the above motor operation step may comprise a motor speed control step.
  • the operating speed of the motor can be controlled by comparing the difference between the current rotation angle and the target rotation angle with a set angle.
  • the motor speed control step if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is greater than the set angle, the motor can be operated at the maximum speed.
  • the motor speed control step if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is less than the set angle, the motor can be operated at a speed slower than the maximum speed.
  • a motor abnormality processing step may be performed.
  • the current rotation angle may be stored in the memory as the set rotation angle.
  • a motor stop step may be performed.
  • the motor may be stopped.
  • the current rotation angle may be stored in the memory as the set rotation angle.
  • the electronic device when an operator inputs a target rotation angle of the electronic device into the controller, the electronic device automatically rotates to the target rotation angle.
  • FIG. 1 is a side view showing an antenna device including a direction control device of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a drawing showing a state in which the tilting drive unit illustrated in Figure 1 tilts the antenna.
  • Figure 3 is a drawing showing another embodiment of Figure 1;
  • Figure 4 is a control block diagram showing an antenna direction control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flow chart according to an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 6 to 8 are specific flowcharts of a first embodiment of a method using an acceleration sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 9 to 11 are specific flowcharts of a second embodiment of a method using an acceleration sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 and FIG. 13 are specific flowcharts according to a method using a photo sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • Landlord 200 Electronic Device
  • Control unit 474 Memory
  • the electronic device may include an antenna and a lighting device, and may also include any electronic device capable of controlling direction.
  • the electronic device will be described using an antenna as an example, and the antenna may mean an electronic device.
  • 'tilting' means 'rotation in the up-and-down direction based on a horizontally arranged center of rotation', and the tilting operation may mean adjusting the up-and-down rotation angle of the antenna.
  • 'steering' means 'rotation in the left-and-right direction based on a vertically arranged center of rotation', and the steering operation may mean adjusting the left-and-right rotation angle of the antenna.
  • FIG. 1 is a side view showing an antenna device including a direction control device of an electronic device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a drawing showing a state in which the tilting drive unit shown in FIG. 1 tilts the antenna unit.
  • an antenna device (1) may include a support pole (100), an antenna (200), a lower link unit (300), and a tilting drive unit (400).
  • the lower link unit (300) may not be provided.
  • a lower link unit (300) and a tilting drive unit (400) are provided, so that the tilting drive unit (400) couples the upper part of the antenna (200) to the support (100), and the lower link unit (300) couples the lower part of the antenna (200) to the support (100), thereby enabling the antenna (200) to be firmly coupled to the support (100) against external forces such as wind.
  • the lower link unit (300) is not provided and only the tilting drive unit (400) is provided, so that the tilting drive unit (400) can couple the antenna (200) to the support (100).
  • the support (100) can be installed by being erected on the ground (5).
  • the support (100) can be installed by being erected vertically on the ground (5).
  • the support (100) can be formed in the shape of a long bar extending vertically.
  • the support (100) can be formed in the shape of a bar having a circular cross-section.
  • the support (100) can support the components of the antenna device according to the embodiment of the present invention except itself.
  • the antenna (200) may be installed on a support (200) and positioned upwardly from the ground (5).
  • the antenna (200) may be formed in an approximately square shape.
  • a substrate on which an antenna element is mounted may be installed inside the antenna (200).
  • the lower link unit (300) can rotatably connect the lower portion of the antenna (200) to the support (100) in the vertical direction.
  • the lower link unit (300) is positioned below the tilting drive unit (400) and can rotatably connect the antenna (200) to the support in the vertical direction.
  • the lower link unit (300) may include a first bracket coupled to the support (100) and positioned in front of the support (100), a second bracket coupled to the rear of the antenna (200) and positioned in the rear of the antenna (200), and a rotational axis that is horizontally arranged to extend left and right and rotatably couples the first bracket and the second bracket.
  • the tilting drive unit (400) can couple the antenna (200) to the support (100).
  • the tilting drive unit (400) can tilt the antenna (200).
  • the tilting drive unit (400) can couple the upper part of the antenna (200) to the support (100).
  • the tilting drive unit (400) can tilt the upper part of the antenna (200) by rotating it around the center of rotation of the lower link unit (300).
  • the tilting drive unit (400) may be a direction control device of the antenna (200) that controls the direction of the antenna (200) by controlling the up-and-down rotation angle of the antenna (200).
  • the support (100) may be arranged rearwardly from the antenna (200).
  • the antenna (200) may be arranged forwardly from the support (100).
  • the lower link unit (300) may be arranged downwardly from the tilting drive unit (400).
  • the lower link unit (300) may connect between the support (100) and the antenna (200).
  • the tilting drive unit (400) may be arranged upwardly from the lower link unit (300).
  • the tilting drive unit (400) may connect between the support (100) and the antenna (200).
  • the tilting drive unit (400) may include a plurality of tilting members (420), a screw bar (440), and a tilting motor (450).
  • the structure of the tilting drive unit (400) can be variously changed within the range including the tilting motor (450).
  • each of the plurality of tilting members (420) can be rotatably connected to each other through a joint bar.
  • the plurality of tilting members (420) can be rotatably connected to each other to form an approximately diamond shape.
  • the screw bar (440) can be arranged vertically.
  • a nut member can be combined with the joint bar arranged at the lowest side among the plurality of joint bars that rotatably connect both ends of the plurality of tilting members (420), and the screw bar (440) can penetrate the nut member vertically.
  • a screw thread that is connected to the screw thread formed on the inner surface of the nut member can be formed on the outer surface of the screw bar (440).
  • the tilting motor (450) can adjust the up-and-down rotation angle of the antenna (200) when driven, thereby adjusting the up-and-down direction of the antenna.
  • the rotation axis of the tilting motor (450) can be coupled to the upper end of the screw bar (440).
  • the rotation axis of the tilting motor (450) can rotate, and the screw bar (440) can rotate together with the rotation axis of the tilting motor (450).
  • the screw bar (440) rotates, the nut member can be moved upward or downward, and accordingly, the plurality of tilting members (420) are rotated, thereby adjusting the up-and-down rotation angle of the antenna (200).
  • the direction control device of the antenna (200) only exemplifies the tilting drive unit (400) that adjusts the up-and-down rotation angle of the antenna (200), but the direction control device of the antenna (200) may also include a steering drive unit (500, see FIG. 3) that adjusts the left-right rotation angle of the antenna (200).
  • Figure 3 is a drawing showing another embodiment of Figure 1.
  • an antenna (200) device (2) may include a tilting drive unit (400) that adjusts the up-and-down rotation angle of the antenna (200) and a steering drive unit (500) that adjusts the left-right rotation angle of the antenna (200).
  • a tilting drive unit (400) that adjusts the up-and-down rotation angle of the antenna (200)
  • a steering drive unit (500) that adjusts the left-right rotation angle of the antenna (200).
  • the direction control device of the antenna (200) can control at least one of the up-down rotation angle and the left-right rotation angle of the antenna (200).
  • the antenna device (2) according to another embodiment of the present invention can include at least one of the tilting drive unit (400) and the steering drive unit (500).
  • the specific configuration of the steering drive unit (500) can be formed with a configuration similar to the specific configuration of the tilting drive unit (400). However, the specific structures of the tilting drive unit (400) and the steering drive unit (500) can be variously changed within the range including the motor.
  • the steering drive unit (500) may also include a motor for adjusting the left and right rotation angle of the antenna (200).
  • the antenna direction control device and method according to another embodiment of the present invention can adjust at least one of the up-down rotation angle and the left-right rotation angle of the antenna (200). That is, as a driving source for adjusting the direction of the antenna (200), at least one of the tilting motor (450) arranged in the tilting driving unit (400) and the motor arranged in the steering driving unit (500) can be included.
  • the motor (450) may include at least one of a tilting motor (450) disposed in a tilting drive unit (400) for adjusting the up-and-down rotation angle of the antenna (200) and a steering motor, which is the motor disposed in a steering drive unit (500) for adjusting the left-right rotation angle of the antenna (200).
  • the antenna (200) can rotate in one direction, and when the rotation axis of the motor (450) rotates in the other direction, the antenna (200) can rotate in the other direction.
  • the motor (450) is configured as a tilting motor for tilting the antenna (200), when the rotation axis of the tilting motor is rotated in one direction, the antenna (200) can be rotated upward, and when the rotation axis of the tilting motor is rotated in the other direction, the antenna (200) can be rotated downward.
  • the motor (450) is configured as a steering motor for steering the antenna (200), when the rotation axis of the steering motor is rotated in one direction, the antenna (200) can be rotated to the left, and when the rotation axis of the steering motor is rotated in the other direction, the antenna (200) can be rotated to the right.
  • FIG. 4 is a control block diagram showing an antenna direction control device according to an embodiment of the present invention.
  • an antenna direction control device may include a controller (471), a sensor (472), a control unit (473), and a memory (EEPROM, 474).
  • the controller (471) may be configured to operate the motor (450) by wireless or wired communication with the control unit (473).
  • the controller (471) since the electronic device is an antenna (200) as an example, the controller (471) may be an AISG (Antenna Interface Standards Group) controller (471) that operates the motor (450) by wired communication with the control unit (473).
  • the AISG controller (471) may be configured to operate the motor (450) by being connected to the control unit (473) via a control cable. That is, the operator connects a port provided at one end of the control cable to the AISG controller (471), connects a port provided at the other end of the control cable to the control unit (473), and then inputs a target rotation angle of the antenna (200) for changing the direction of the antenna (200) into the AISG controller (471), thereby changing the direction of the antenna (200) on the ground (5) without climbing on the support (100).
  • the AISG controller (471) can provide a user interface for controlling the orientation of the antenna (200) by operating the motor (450), and can function as an input unit through which a target rotation angle of the antenna (200) is input to the control unit (473) by the user.
  • the sensor (472) may be a sensor that detects the current rotation angle of the antenna (200).
  • the control unit (473) may operate the motor (450) to rotate the antenna (200) from the current rotation angle to the target rotation angle.
  • the control unit (473) and the memory (474) can be mounted on a printed circuit board provided inside at least one of the tilting drive unit (400) and the steering drive unit.
  • the sensor (472) may include at least one of an acceleration sensor, a three-axis gyroscope sensor (hereinafter, “gyro sensor”), and a photo (photo interrupter) sensor.
  • the acceleration sensor may be used when the antenna (200) is tilted
  • the gyro sensor and the photo sensor may be used when the antenna (200) is operated in at least one of a tilting operation and a steering operation.
  • the above acceleration sensor or the gyro sensor can detect the current rotation angle of the antenna (200) with respect to the ground (5).
  • the control unit (473) can use the measured value of the acceleration sensor to tilt the antenna (200).
  • the above acceleration sensor may be a three-axis acceleration sensor having three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) that are orthogonal to each other.
  • the three-axis acceleration sensor can measure acceleration values of the three axes.
  • the X-axis and Y-axis of the above-described three-axis acceleration sensor are placed parallel to the ground (5)
  • the Y-axis and Z-axis of the above-described three-axis acceleration sensor are placed parallel to the ground (5)
  • the Y-axis value and the Z-axis value can be measured as 0, and the X-axis value can be measured as 1G.
  • the acceleration sensor can use the above three axes to measure how much the current sensor (472) is tilted relative to the ground (5).
  • the gyro sensor capable of detecting a horizontal rotation may be used instead of the acceleration sensor.
  • the above acceleration sensor is very sensitive and its measurement values may change even when stationary, so the measurement values may not be constant when the motor (450) is in operation.
  • the measurement values of the acceleration sensor can be compensated using a Kalman filter (implemented in software).
  • the angle of the acceleration sensor with respect to the ground (5) must be set to 0° to determine the offset of the acceleration sensor.
  • the angle of the acceleration sensor with respect to the ground (5) can be set to 0° in the memory (474).
  • the angle of the acceleration sensor with respect to the ground (5) can be set to 0° in the memory (474), and in this case, regardless of how the support (100) changes later, the control unit (473) can determine +2° as 0°.
  • the above acceleration sensor or the above gyro sensor can be installed in the motor (450).
  • the control unit (473) can repeat the set control logic until the difference between the current rotation angle of the antenna (200) detected by the acceleration sensor and the target rotation angle becomes within 0.5°.
  • the above photo sensor can detect the current rotation angle of the antenna (200) with respect to the support (100).
  • the control unit (473) can use the measurement value of the photo sensor to operate the antenna (200) in at least one of a tilting operation and a steering operation.
  • the above photo sensor may include a photo interrupter.
  • the photo interrupter may be composed of a light emitting portion (IR infrared) and a light receiving portion (Photo TR).
  • the photo interrupter may be a device that outputs a high value when light is detected and outputs a low value when light is not detected.
  • the above photo interrupter can be connected to an external interrupt terminal of the control unit (473).
  • the photo sensor has an optic encoder positioned between the light emitting unit and the light receiving unit, and the OEC (Optical Encoder Count) can increase when the rotation axis of the motor (450) rotates.
  • OEC Optical Encoder Count
  • two external interrupts can be sensed for one projection of the encoder between the light emitting unit and the light receiving unit. For example, if there are 18 encoder projections for one rotation of the rotation axis of the motor (450), 36 OECs can be generated for one rotation of the rotation axis of the motor (450).
  • an optical encoder installed at the end of the rotation axis of the motor (450) can pass between the light emitting unit and the light receiving unit while rotating.
  • the above-described porter interrupter can output a low value when a closed portion of the Optic Encoder passes through the light emitting portion and the light receiving portion, and can output a high value when an open portion of the Optic Encoder passes through the light emitting portion and the light receiving portion.
  • the control unit (473) can use the external interrupt to calculate the OEC that increases when the output of the photosensor is a Rising Edge that changes from a low value to a high value, and a Falling Edge that changes from a high value to a low value.
  • the control unit (473) can calculate the current rotation angle of the antenna (200) based on the increasing number of OECs.
  • the user can control up to the target rotation angle of the antenna (200) desired.
  • the above acceleration sensor is a sensor that measures movement due to the influence of gravitational acceleration, and since it measures gravitational acceleration due to the weight of the rotating antenna (200), only the tilting of the antenna (200) can be measured, and the steering of the antenna (200) cannot be measured.
  • the gyro sensor is used to measure the steering of the antenna (200).
  • the gyro sensor is a sensor that measures the movement of the speed of the antenna (200)
  • a measurement error range occurs due to external force (wind, external force, etc.), and if the error range accumulates, an accurate position value cannot be measured.
  • the motor (450) may be a DC motor and may be controlled by a PWM (Pulse Width Modulation) method.
  • the control unit (473) may control the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) by generating pulses with a PWM duty ratio of 0 to 100%.
  • the control unit (473) may control the rotation direction and rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) by applying a signal whose average voltage is varied by a PWM pulse to the motor (450).
  • the AISG controller (471) and the control unit (473) can communicate with the AISG protocol and RS485 (Recommended Standard 485) serial communication.
  • the motor (450) can be controlled and monitored by the AISG controller (471) sending commands to the control unit (473) and responding to them.
  • FIG. 5 is a flow chart according to an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention. Here, the method will be described in connection with the operation of an antenna direction control device according to an embodiment of the present invention.
  • the antenna direction control method can control the direction of the antenna (200) by operating a motor (450) that adjusts the rotation angle of the antenna (200).
  • the control unit (473) can start the control logic.
  • An antenna direction control method may include a validity check step (S1), a detection step (S2), a rotation direction determination step (S3), a motor operation step (S4), a motor speed control step (S5), a motor abnormality processing step (S6), and a motor stop step (S7).
  • the validity check step (S1), the detection step (S2), the rotation direction determination step (S3), the motor operation step (S4), the motor speed control step (S5), the motor abnormality processing step (S6), and the motor stop step (S7) may be control logic performed by the control unit (473).
  • the validity check step (S1), the detection step (S2), the rotation direction determination step (S3), the motor operation step (S4), the motor speed control step (S5), the motor abnormality handling step (S6), and the motor stop step (S7) can be performed sequentially.
  • the order of the validity check step (S1) and the detection step (S2) can be performed interchangeably, and the order of the motor speed control step (S5) and the motor abnormality handling step (S6) can also be performed interchangeably.
  • the control unit (473) can compare the target rotation angle with the set rotation angle of the antenna (200) stored in the memory (474) to check (determine) whether the target rotation angle is within the allowable range of the set rotation angle.
  • the set rotation angle may be an angle that the control unit (473) stores in the memory (474) as the current rotation angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) when the antenna (200) was previously installed in a predetermined direction, and may be the correct angle that the antenna (200) should aim at.
  • the sensor (472) can detect the current rotation angle of the antenna (200).
  • the control unit (473) can determine the rotation direction of the antenna (200) by comparing the target rotation angle with the current rotation angle when the target rotation angle of the antenna (200) is input. In the rotation direction determination step (S3), if the target rotation angle is greater than the current rotation angle, the rotation axis of the motor (450) can be determined to rotate in one direction. In the rotation direction determination step (S3), if the target rotation angle is less than the current rotation angle, the rotation axis of the motor (450) can be determined to rotate in the other direction.
  • the one direction and the other direction can be up/down or left/right.
  • the motor operation step (S4) can be performed if the target rotation angle is within the allowable range of the set rotation angle in the validity check step (S1).
  • the control unit (473) can operate the motor (450) to rotate the antenna (200) from the current rotation angle to the target rotation angle.
  • the motor speed control step (S5) may be configured in the motor operation step (S4).
  • the control unit (473) may control the operation speed of the motor (450) by comparing the difference between the current rotation angle and the target rotation angle with a set angle.
  • the control unit (473) may operate the motor (450) at the maximum speed if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is greater than the set angle.
  • the control unit (473) may operate the motor (450) at a speed slower than the maximum speed if the difference between the current rotation angle and the target rotation angle is less than the set angle.
  • the control unit (473) can process an abnormality of the motor (450).
  • the abnormality of the motor (450) can include a JAM in which the rotational axis of the motor (450) does not rotate even though the control unit (473) inputs a control command or power to rotate the rotational axis of the motor (450) to the motor (450).
  • the control unit (473) can store the current rotation angle as the set rotation angle in the memory (474). Through this, the control unit (473) can quickly perform a subsequent control logic for adjusting the rotational angle of the antenna (200) to the target rotation angle.
  • the control unit (473) can stop the motor (450) when the antenna (200) is rotated to the target rotation angle.
  • the current rotation angle can be stored in the memory (474) as the set rotation angle.
  • the current rotation angle of the antenna (200) will be abbreviated as the current angle of the antenna (200)
  • the target rotation angle of the antenna (200) will be abbreviated as the target angle of the antenna (200)
  • the set rotation angle of the antenna (200) will be abbreviated as the set angle of the antenna (200).
  • FIGS. 6 to 8 are specific flowcharts of a first embodiment of a method using an acceleration sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • step S111 when an operator inputs a target angle into the AISG controller (471), the control unit (473) can set the target angle and load the current angle (previously set angle) stored in the memory (EEPROM, 474) to designate the start angle as the current angle.
  • the current angle stored in the memory (474) may be the angle that the control unit (473) stores in the memory (474) as the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) when the angle of the antenna (200) was previously correctly adjusted. That is, the control unit (473) can load the set angle of the antenna (200) previously stored in the memory (474) and designate it as the start angle.
  • the control unit (473) can determine whether the target angle is the same as the start angle. That is, if the target angle is the same as the start angle, the control unit (473) can check whether there is an abnormality by considering that there is no need to adjust the angle of the antenna (200), but the angle of the antenna (200) may be off due to an external factor. For example, if the angle of the antenna (200) was previously set to 5° and the operator inputs the target angle as 5°, there is no need to adjust the angle of the antenna (200), so the control unit (473) checks the validity of whether the target angle is within the range of the set angle when the target angle is input.
  • step S112 if the target angle is equal to the starting angle, the control unit (473) can measure the current angle through the sensor (472) in step S113.
  • the control unit (473) can determine whether the difference between the current angle and the target angle is 1° or more. Since the acceleration sensor operates very sensitively, the detection value of the acceleration sensor may have some error.
  • 1° may be an angle set in the memory (474), and may be changed to various angles as needed and set in the memory (474).
  • step S114 if the difference between the current angle and the target angle is not greater than 1°, the control unit (473) determines that the antenna (200) is not deviated from the previously installed orientation direction and can terminate the control logic system. That is, if the difference between the current angle and the target angle is not greater than 1°, the control unit (473) determines that the antenna (200) is at the previously adjusted correct angle by considering the error of the acceleration sensor and can terminate the control logic system.
  • the control unit (473) may determine that the antenna (200) is not at the correct angle due to external impact or wind, and may determine that it is necessary to adjust the angle of the antenna (200) to the target angle. Therefore, if the difference between the current angle and the target angle is 1° or more as a result of the judgment in step S114, the control unit (473) may determine whether the target angle is greater than the current angle in step S115. In addition, if the target angle is not the same as the starting angle as a result of the judgment in step S112, the control unit (473) may determine whether the target angle is greater than the current angle in step S115.
  • the control unit (473) may determine the rotation direction of the rotation shaft of the motor (450) to be one-way, that is, downward.
  • the downward direction may be a rotation angle of the antenna (200) gradually adjusted toward the front of the antenna (200) facing downward.
  • the control unit (473) may determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) to be in the other direction, that is, in the upward direction (Up).
  • the upward direction may be the rotation angle of the antenna (200) gradually adjusted so that the front of the antenna (200) faces upward.
  • the control unit (473) can determine the rotation direction of the rotation shaft of the motor (450), and then designate the current state of the control logic system as a TASK in step S118, and can accelerate the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) starting from 10% of the maximum speed.
  • the control unit (473) can repeat the control logic for operating the motor (450) until the direction of the antenna (200) is adjusted to the target angle.
  • control unit (473) can check the status of the current control logic system while the control logic is repeated.
  • the control unit (473) can stop the motor (450) and make the status of the control logic system FALSE to perform step S120.
  • control unit (473) can store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474) and terminate the control logic system.
  • the control unit (473) can continue the operation of the motor (450) and maintain the state of the control logic system as TASK to perform step S121.
  • the control unit (473) can check the state of the motor (450).
  • the state of the motor (450) may include a jam state in which the rotational axis of the motor (450) does not rotate even when a control command or power is input to the motor (450).
  • the JAM state of the motor (450) may be a case in which there is no change in the angle of the antenna (200) for a set period of time or the amount of change is below a set range. For example, if the angle of the antenna (200) remains the same for 5 seconds, the control unit (473) may determine that the motor (450) is in a JAM state.
  • step S121 if the motor (450) is in a JAM state, the control unit (473) can perform step S122.
  • the control unit (473) can stop the motor (450), designate the state of the control logic system to FALSE, and notify the operator that the motor (450) is in a JAM state.
  • the control unit (473) can notify the operator that the motor (450) is in a JAM state through the AISG controller (471), and set a JAM notification in the message to be sent to the AISG controller (471).
  • step S121 if the motor (450) is not in the JAM state, the control unit (473) can perform step S123.
  • control unit (473) can determine whether the difference between the current angle and the target angle is 1° or more.
  • 1° may be an angle set in the memory (474), and may be changed to various angles as needed and set in the memory (474).
  • step S124 the control unit (473) can set the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to be accelerated to a rotation speed of 70% of the maximum rotation speed.
  • the rotation speed of 70% may be a rotation speed stored in the memory (474) and may be changed to various rotation speeds as needed.
  • the control unit (473) can set the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to be accelerated to a rotation speed of 100% of the maximum rotation speed in step S125.
  • the rotation speed of 100% may be a rotation speed stored in the memory (474) and may be changed to various rotation speeds as needed.
  • control unit (473) can determine whether the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) is approaching the maximum acceleration speed set at step S124 or step S125.
  • the control unit (473) can change the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to gradually decrease.
  • control unit (473) can measure the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in step S128.
  • the control unit (473) can continuously measure the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) while repeating the control logic.
  • control unit (473) can determine whether the current angle of the antenna (200) measured at step S128 has almost reached the target angle.
  • the control unit (473) can designate the current state of the control logic system as FALSE, decelerate and stop the motor (450), and calculate the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) after waiting for 1 second after stopping the motor (450).
  • the reason for waiting for 1 second after stopping the motor (450) is to accurately measure the current angle of the antenna (200) after the acceleration sensor becomes somewhat stable, and the 1 second of waiting after stopping the motor (450) can be a set time stored in the memory (474) and can be changed and set in various ways as needed.
  • control unit (473) can store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474).
  • step S129 if the judgment result of step S129 is that the current angle has not yet reached the target angle, the control unit (473) can store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474) in step S131. This is to store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474) every time in order to know the current angle even when the operation of the control logic system is stopped due to power outage or other reasons.
  • control unit (473) can return the control logic system to step S119.
  • FIGS. 9 to 11 are specific flowcharts of a second embodiment of a method using an acceleration sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • step S211 when the operator inputs a target angle into the AISG controller (471), the control unit (473) can set the target angle and load the current angle (previously set angle) stored in the memory (EEPROM, 474) to designate the start angle as the current angle.
  • the current angle stored in the memory (474) may be the angle that the control unit (473) stores in the memory (474) as the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) when the angle of the antenna (200) was previously correctly adjusted. That is, the control unit (473) can load the set angle of the antenna (200) previously stored in the memory (474) and designate it as the start angle.
  • the control unit (473) can determine whether the starting angle is greater than the target angle. That is, the control unit (473) can check whether there is an abnormality by considering that if the starting angle is equal to the target angle, there is no need to adjust the angle of the antenna (200), but the angle of the antenna (200) may be off due to an external factor. For example, if the angle of the antenna (200) was previously set to 5° and the operator inputs the target angle as 5°, there is no need to adjust the angle of the antenna (200), so the control unit (473) checks the validity of whether the target angle is within the range of the set angle when the target angle is input.
  • step S212 if the starting angle is not greater than the target angle, the control unit (473) can determine whether the starting angle is less than the target angle in step S213.
  • step S213 if the starting angle is not smaller than the target angle, the control unit (473) can measure the current angle through the sensor (472) in step S214.
  • the control unit may determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) in one direction, that is, in the upward direction, at step S215.
  • the upward direction may be the rotation angle of the antenna (200) gradually adjusted toward the direction in which the front of the antenna (200) faces upward.
  • the control unit (473) may determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) in the other direction, that is, in the downward direction, in step S216.
  • the downward direction may be the rotation angle of the antenna (200) gradually adjusted toward the direction in which the front of the antenna (200) faces downward.
  • the control unit (473) can determine whether the difference between the current angle and the target angle is 1° or more. Since the acceleration sensor operates very sensitively, the detection value of the acceleration sensor may have some error.
  • 1° may be an angle set in the memory (474), and may be changed to various angles as needed and set in the memory (474).
  • step S217 if the difference between the current angle and the target angle is not greater than 1°, the control unit (473) determines that the antenna (200) is not deviated from the previously installed orientation direction, and may terminate the control logic system. In addition, if the difference between the current angle and the target angle is not greater than 1°, the control unit (473) determines that the antenna (200) is at the previously adjusted correct angle by considering the error of the acceleration sensor, and may terminate the control logic system.
  • the control unit (473) may determine that the antenna (200) is not at the correct angle due to external impact or wind, and thus determine that it is necessary to adjust the angle of the antenna (200) to the target angle. Accordingly, if the difference between the current angle and the target angle is 1° or more as a result of the judgment in step S217, the control unit (473) may determine whether the current angle is greater than the target angle in step S218.
  • the control unit (473) can determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) to be in the upward direction, which is one direction.
  • the control unit (473) can determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) in the other direction, that is, the downward direction.
  • the control unit (473) can determine the rotation direction of the rotation shaft of the motor (450), and then designate the current state of the control logic system as a TASK in step S221, and can accelerate the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) starting from 10% of the maximum speed.
  • the control unit (473) can repeat the control logic for operating the motor (450) until the direction of the antenna (200) is adjusted to the target angle.
  • control unit (473) can check the status of the current control logic system while the control logic is repeated. That is, at step S222, the control unit (473) can determine whether the current status of the control logic system is TASK.
  • control unit (473) can store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474) and terminate the control logic system.
  • the control unit (473) can check the state of the motor (450) at step S224.
  • the state of the motor (450) may include a jam state in which the rotational axis of the motor (450) does not rotate even if a control command or power is input to the motor (450). That is, at step S224, the control unit (473) can determine whether the motor (450) is in a JAM timeout state. For example, the control unit (473) can determine that the motor (450) is in a JAM timeout state when there is no change in the angle of the antenna (200) for a set time or when the amount of change is below a set range.
  • the control unit (473) can determine that the motor (450) is in a JAM state. For example, if the angle of the antenna (200) remains the same for 5 seconds, the control unit (473) can determine that the motor (450) is in a JAM state.
  • the control unit (473) can stop the motor (450), designate the status of the control logic system to FALSE, and notify the operator that the motor (450) is in a JAM state.
  • the control unit (473) can notify the operator that the motor (450) is in a JAM state through the AISG controller (471), and set a JAM notification in the message to be sent to the AISG controller (471).
  • the control unit (473) can determine whether the difference between the current angle and the target angle is 1° or more.
  • 1° may be an angle set in the memory (474), and may be changed to various angles as needed and set in the memory (474).
  • step S227 the control unit (473) can set the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to be accelerated to a rotation speed of 70% of the maximum rotation speed.
  • the rotation speed of 70% can be a rotation speed stored in the memory (474) and can be changed to various rotation speeds as needed.
  • the control unit (473) can set the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to be accelerated to a rotation speed of 100% of the maximum rotation speed in step S228.
  • the rotation speed of 100% may be a rotation speed stored in the memory (474) and may be changed to various rotation speeds as needed.
  • control unit (473) can determine whether the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) is less than the maximum acceleration speed set at step S227 or step S228.
  • the control unit (473) can determine whether the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) is greater than the maximum acceleration speed set at step S227 or step S228.
  • the control unit (473) can change the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to gradually decelerate at step S231.
  • step S229 shows that the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) is less than the maximum acceleration speed
  • the control unit (473) can change the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to gradually accelerate in step S232.
  • control unit (473) can determine whether the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) is different from the maximum acceleration speed set at step S227 or step S228.
  • the control unit (473) can measure the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472).
  • the control unit (473) can continuously measure the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) while repeating the control logic.
  • control unit (473) can change the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) to gradually decrease at step S235.
  • control unit (473) can determine whether the starting angle is smaller than the target angle.
  • step S236 if the starting angle is not smaller than the target angle, in step S237, the control unit (473) can determine whether the starting angle is greater than or equal to the target angle.
  • step S237 if the starting angle is greater than or equal to the target angle, in step S238, the control unit (473) can determine whether the current angle measured in step S234 is greater than or equal to the target angle.
  • the control unit (473) can designate the current state of the control logic system as FALSE, decelerate and stop the motor (450), and calculate the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) after waiting for 1 second after stopping the motor (450).
  • the reason for waiting for 1 second after stopping the motor (450) is to accurately measure the current angle of the antenna (200) after the acceleration sensor becomes somewhat stable, and the 1 second of waiting after stopping the motor (450) can be a set time stored in the memory (474) and can be changed and set in various ways as needed.
  • step S240 the control unit (473) can determine whether the current angle measured in step S234 is greater than or equal to the target angle.
  • step S241 the control unit (473) can designate the current state of the control logic system as FALSE, decelerate and stop the motor (450), and calculate the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) after waiting for 1 second after stopping the motor (450).
  • the reason for waiting for 1 second after stopping the motor (450) is to accurately measure the current angle of the antenna (200) after the acceleration sensor becomes somewhat stable, and the 1 second of waiting after stopping the motor (450) can be a set time stored in the memory (474) and can be changed and set in various ways as needed.
  • step S237 determines whether the starting angle is smaller than the target angle is smaller than the target angle, or if the determination result of step S238 is that the current angle is smaller than the target angle, or if the determination result of step S240 is that the current angle is smaller than the target angle, or if the determination result of step S239 or step S241 is performed.
  • the control unit (473) can store the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the memory (474) in step S242.
  • control unit (473) can return the control logic system to step S222.
  • FIG. 12 and FIG. 13 are specific flowcharts according to a method using a photo sensor in an antenna direction control method according to an embodiment of the present invention.
  • a method using a photo sensor can, in step S311, when an operator inputs a target angle into the AISG controller (471), the control unit (473) can obtain the target angle.
  • the target angle can include at least one of an angle for tilting the antenna (200) and an angle for steering the antenna (200).
  • the control unit (473) can determine whether the target angle is within the allowable range. That is, in step S312, the control unit (473) can determine whether the target angle is within the set angle range stored in the memory (474). This is because when the antenna (200) is previously installed correctly, the operator must input the angle of the antenna (200) as the target angle into the AISG controller (471), but if the operator does not know the target angle, the target angle input into the AISG controller (471) may be an angle outside the allowable range. Therefore, in order to operate the control logic system only when the target angle is within the allowable range, the control unit (473) determines whether the target angle is within the allowable range in step S312.
  • step S312 if the target angle is not within the allowable range, the control unit (473) can output an error response and terminate the operation of the control logic system in step S313. That is, the control unit (473) can inform the operator that the target angle is not within the allowable range through the AISG controller (471), and can set an error notification in the message to be sent to the AISG controller (471).
  • step S314 the control unit (473) can determine whether the current angle of the antenna (200) detected by the sensor (472) and the target angle are the same. That is, the control unit (473) can check whether there is an abnormality by considering the case where the angle of the antenna (200) is different due to an external factor, although there is no need to adjust the angle of the antenna (200) if the current angle and the target angle are the same.
  • the control unit (473) performs a validity check on whether the current angle and the target angle are the same.
  • step S314 if the current angle and the target angle are the same, the control unit (473) can output an OK response in step S315 and terminate the operation of the control logic system. That is, if the current angle and the target angle are the same, the control unit (473) can determine that there is no need to adjust the angle of the antenna (200), and can inform the operator through the AISG controller (471) of the need to adjust the angle of the antenna (200) with an OK response.
  • step S316 the control unit (473) can extract the number of OECs (Optic Encoder Counts) for the target angle based on the current angle from the angle section lookup table stored in the memory (474).
  • OECs Optic Encoder Counts
  • step S317 the control unit (473) can determine the control direction of the motor (450) by comparing the current angle and the target angle. That is, in step S317, the control unit (473) can determine the rotation direction of the rotation axis of the motor (450) by comparing the current angle and the target angle.
  • the control direction In tilting control, the control direction can be a downward direction or an upward direction, and in steering control, the control direction can be a left direction or a right direction.
  • the control unit (473) can turn on the motor (450).
  • the current OEC value can be increased in an External ISR (Interrupt Service Routine) when the rotation axis of the motor (450) rotates.
  • the motor (450) can be gradually accelerated at set time intervals using a timer.
  • the operation of the motor (450) can be operated by PWM control.
  • the inrush current can be reduced by gradually accelerating the motor (450).
  • the control unit (473) can determine whether the number of remaining OECs up to the target degree is smaller than the set number set in the memory (474).
  • the set number may be the OEC set number that serves as a criterion for decelerating the motor (450).
  • the control unit (473) can decelerate the rotational speed of the rotational shaft of the motor (450) from the point in time when N OECs remain set in the memory (474).
  • the control unit (473) can decelerate the rotation speed of the rotation shaft of the motor (450) at step S320. Through this, the rotation angle of the antenna (200) can be precisely adjusted.
  • the control unit (473) can determine whether JAM of the motor (450) occurs in step S321.
  • the criterion for judging JAM occurrence of the motor (450) can be to check the OEC value at each time set in the memory (474), and determine JAM when the OEC does not increase above the PWM duty ratio set in the memory (474).
  • step S321 If the judgment result of step S321 is that a JAM has occurred in the motor (450), the control unit (473) can stop the motor (450) in step S322, output a motor JAM error response to the AISG controller (471) to notify the operator, and terminate the operation of the control logic system.
  • step S323 the control unit (473) can store the current angle value of the antenna (200) detected by the sensor (472) in the inactive memory (474) for each step angle unit movement set in the memory (474).
  • the step angle can be set in the memory (474) to 0.1° to 0.5°, and can be changed to various step angles as needed.
  • control unit (473) can determine whether the current angle and the target angle are the same.
  • the control unit (473) can calculate the current angle based on the increasing current OEC.
  • step S324 if the current angle and the target angle are not the same, the control unit (473) can return the control logic system to step S319.
  • step S324 if the current angle and the target angle are the same, in step S325, the control unit (473) determines that the target angle adjustment of the antenna (200) is complete, and can stop the motor (450), output an OK response to the AISG controller (471) to notify the operator, and terminate the operation of the control logic system.
  • the electronic device (200) when an operator inputs a target rotation angle of the electronic device (200) into the controller (471), the electronic device (200) can be automatically rotated to the target rotation angle.
  • the direction of the electronic device (200) can be controlled using an acceleration sensor or gyro sensor that is less expensive than the photo sensor.
  • the present invention provides a device and method for controlling the direction of an electronic device, which can reduce costs by configuring the electronic device to automatically rotate at a target rotation angle when an operator inputs the target rotation angle of the electronic device into a controller.

Landscapes

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 장치는, 전자기기의 회전 각도를 조절하는 모터와, 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 센서와, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면 상기 모터를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 상기 전자기기를 회전시키는 제어부를 포함하여, 작업자가 컨트롤러에 상기 전자기기의 목표 회전 각도를 입력하면 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도로 자동으로 회전된다.

Description

전자기기의 방향 제어 장치 및 방법
본 발명은 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법(APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE DIRECTION OF AN ELECTRONIC DEVICE)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자기기의 목표 회전 각도의 입력에 따라 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신 기지국(mobile communication base station)에 설치되는 안테나(antenna)와, 스포츠 경기장에 설치되는 조명장치 등과 같은 전자기기의 위치 및 각도는 정밀한 설계에 따라 결정되어야 한다.
예를 들어, 상기 안테나의 설치 위치는 커버리지(coverage) 및 트래픽(traffic)을 고려한 망 설계(network design)의 결과에 따라 결정된다. 또한, 안테나의 지향 방향에 따라 이동통신단말기와 통신강도가 달라질 수 있는 바, 기지국용 안테나는 음영지역을 해소하기 위하여 안테나의 틸팅 또는 스티어링 동작을 통해 안테나가 설치된 사이트의 전파환경에 적합하도록 최적화되도록 한다. 여기서, 안테나의 스티어링 각도는 빔의 수평 방향 성분의 섹터 지향각도를 고려하여 결정되고, 안테나의 틸팅각도는 빔의 수직 방향 성분의 틸팅각도를 고려하여 결정된다.
한편, 무선 환경의 변화에 대응하여 미리 설치된 안테나의 틸팅 각도 및 스티어링 각도는 재조정되어야 하는 경우가 있다. 가령, 강풍과 같은 외력에 의해 안테나를 지지하는 지주의 기울기가 변하거나, 안테나를 지주에 결합하는 클램프가 틀어짐으로써 안테나의 틸팅 각도 또는 스티어링 각도가 틀어지는 경우가 있는데, 이 경우 작업자가 현장에서 고가의 계측기를 이용하여 방향 측정 및 정렬 작업을 수행하거나, 작업자가 안테나가 설치된 높은 위치까지 올라가서 안테나의 지향 방향을 조절해야 하는 문제가 있다.
또한, 작업자가 안테나가 설치된 위치까지 올라가지 않고 외부 컨트롤러를 조작하여 안테나의 지향 방향을 조절하더라도, 안테나의 지향 방향을 대략적으로 추정하여 조절함으로 인해 안테나의 지향 방향을 정확하게 재조정할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2022-0079788호(2022.06.14.)(이하, '종래 기술'이라 함)에는 작업자가 안테나가 설치된 위치까지 올라가지 않고 안테나의 지향 방향을 정확하게 재조정할 수 있는 기술인 '이동통신 기지국 안테나의 지향 방향을 관리하는 방법 및 시스템'이 개시되어 있다.
상기 종래 기술은, 이동통신 기지국 안테나의 지향 방향을 제어하기 위한 방향제어 장치를 포함하는 안테나 관리 시스템으로서, 상기 방향제어 장치는, 계측 장치로부터 안테나 장치의 공간방향 정보 또는 상기 안테나 장치가 지향하는 전경을 캡쳐한 비디오 데이터를 수신하는 데이터 수신부와, 상기 공간방향 정보 및 상기 비디오 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 안테나 장치가 기 설정된 목표 공간방향을 갖도록 상기 안테나 장치의 틸팅 및 스티어링 수단을 제어하는 제어부를 포함한다.
그런데, 상기 종래 기술은 태양광의 입사각을 이용해 안테나 장치의 지향 방향을 계측하기 위해 복수의 광 센서를 구비하여야 하므로 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명의 기술적 과제는, 작업자가 컨트롤러에 전자기기의 목표 회전 각도를 입력하면 전자기기가 상기 목표 회전 각도로 자동으로 회전되도록 구성되어 비용을 절감할 수 있는 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 장치는, 모터, 센서 및 제어부로 구성된다. 상기 모터는 전자기기의 회전 각도를 조절하고, 상기 센서는 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하며, 상기 제어부는 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 상기 전자기기를 회전시킨다.
상기 전자기기는 상기 지면에 세워지는 지주에 설치되어 상기 지면으로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 센서는 상기 지주에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 포토 센서일 수 있다.
상기 센서는 상기 지면에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 가속도 센서 또는 자이로 센서일 수 있다.
본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 장치에는 메모리가 더 구성될 수 있다. 상기 메모리는 상기 전자기기의 설정 회전 각도를 저장할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시키기 전에 상기 목표 회전 각도를 상기 설정 회전 각도와 비교하여, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는지 체크한 후, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는 경우에 상기 모터를 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시키기 전에, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 크면 상기 모터의 회전축을 일방향으로 회전되도록 결정할 수 있고, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 작으면 상기 모터의 회전축을 타방향으로 회전되도록 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킬 시, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 설정 각도 이상이면 상기 모터를 최대 속도로 동작시킬 수 있다. 상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킬 시, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도보다 작으면 상기 모터를 상기 최대 속도보다 느린 속도로 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킨 후에, 상기 현재 회전 각도가 상기 목표 회전 각도가 되기 전 상기 모터의 회전축이 회전을 멈추면, 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킨 후에, 상기 현재 회전 각도가 상기 목표 회전 각도가 되면, 상기 모터를 정지시킬 수 있고 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 방법은, 전자기기의 회전 각도를 조절하는 모터를 동작시켜 상기 전자기기의 방향을 제어한다. 본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 방법은 감지 단계 및 모터 동작 단계로 구성된다. 상기 감지 단계에서는 센서가 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지한다. 상기 모터 동작 단계에서는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 상기 전자기기를 회전시킨다.
상기 모터 동작 단계 이전에는 유효성 체크 단계가 수행될 수 있다. 상기 유효성 체크 단계에서는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 메모리에 저장된 상기 전자기기의 설정 회전 각도와 비교하여, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는지 체크할 수 있다. 상기 모터 동작 단계는 상기 유효성 체크 단계에서 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는 경우 수행될 수 있다.
상기 모터 동작 단계 이전에는 회전방향 결정 단계가 수행될 수 있다. 상기 회전방향 결정 단계에서는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 상기 현재 회전 각도와 비교하여 상기 전자기기의 회전방향을 결정할 수 있다. 상기 회전방향 결정 단계에서는 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 크면 상기 모터의 회전축을 일방향으로 회전되도록 결정할 수 있다. 상기 회전방향 결정 단계에서는 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 작으면 상기 모터의 회전축을 타방향으로 회전되도록 결정할 수 있다.
상기 모터 동작 단계에는 모터 속도조절 단계가 구성될 수 있다. 상기 모터 속도조절 단계에서는, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이를 설정 각도와 비교하여 상기 모터의 동작속도를 제어할 수 있다. 상기 모터 속도조절 단계에서는 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도 이상이면 상기 모터를 최대 속도로 동작시킬 수 있다. 상기 모터 속도조절 단계에서는 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도보다 작으면 상기 모터를 상기 최대 속도보다 느린 속도로 동작시킬 수 있다.
상기 모터 동작 단계 후에는 모터 이상처리 단계가 수행될 수 있다. 상기 모터 이상처리 단계에서는 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되기 전 상기 모터의 회전축이 회전을 멈추면, 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다.
상기 모터 동작 단계 후에는 모터 정지 단계가 수행될 수 있다. 상기 모터 정지 단계에서는 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 상기 모터를 정지시킬 수 있다. 상기 모터 정지 단계에서는 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법에 따르면, 작업자가 컨트롤러에 상기 전자기기의 목표 회전 각도를 입력하면 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도로 자동으로 회전되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법에 따르면, 포토 센서를 이용하여 설정된 전자기기의 회전 각도가 소실된 경우에, 상기 포토 센서에 비해 가격이 저렴한 가속도 센서 또는 자이로 센서를 이용하여 전자기기의 방향을 제어할 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자기기의 방향 제어 장치가 포함된 안테나 장치를 나타내는 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 틸팅 구동 유닛이 안테나를 틸팅시킨 상태를 나타내는 도면,
도 3은 도 1의 다른 실시예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 장치를 나타내는 제어 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에 따른 순서도,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제1 실시예의 구체적인 순서도,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제2 실시예의 구체적인 순서도,
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 포토 센서를 이용한 방법에 따른 구체적인 순서도이다.
<부호의 설명>
100 : 지주 200 : 전자기기
450 : 모터 472 : 센서
473 : 제어부 474 : 메모리
이하, 본 발명의 실시예에 의한 전자기기의 방향 제어 장치 및 전자기기의 방향 제어 방법을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
다만, 전자기기는 안테나 및 조명장치를 포함할 수 있으며, 더불어 방향 조절이 가능한 모든 전자기기를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 전자기기는 안테나를 예를 들어 설명하기로 하고, 안테나는 전자기기를 의미할 수 있다.
이하, 설명에서 '틸팅(tilting)'은 '수평으로 배치되는 회전중심을 기준으로 상하방향으로의 회전'을 의미하고, 틸팅 동작은 안테나의 상하 회전 각도 조절을 의미할 수 있다. 또한, '스티어링(steering)'은 '수직으로 배치되는 회전중심을 기준으로 좌우방향으로의 회전'을 의미하고, 스티어링 동작은 안테나의 좌우 회전 각도 조절을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자기기의 방향 제어 장치가 포함된 안테나 장치를 나타내는 측면도, 도 2는 도 1에 도시된 틸팅 구동 유닛이 안테나 유닛을 틸팅시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 장치(1)는, 지주(support pole; 100), 안테나(200), 하부 링크 유닛(300) 및 틸팅 구동 유닛(400)을 포함할 수 있다.
다만, 안테나(200)의 상하 길이가 본 실시예에 비해 짧게 형성되는 경우 하부 링크 유닛(300)은 구비되지 않을 수도 있다.
즉, 안테나(200)의 상하 길이가 상대적으로 길게 형성되는 경우, 하부 링크 유닛(300) 및 틸팅 구동 유닛(400)이 구비되어, 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)의 상부를 지주(100)에 결합하고, 하부 링크 유닛(300)은 안테나(200)의 하부를 지주(100)에 결합하여서, 안테나(200)를 바람 등의 외력에 대항하여 지주(100)에 견고하게 결합될 수 있게 할 수 있다.
그리고, 안테나(200)의 상하 길이가 상대적으로 짧게 형성되는 경우, 하부 링크 유닛(300)은 구비되지 않고 틸팅 구동 유닛(400)만 구비되어, 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)를 지주(100)에 결합할 수 있다.
지주(100)는 지면(5)에 세워져서 설치될 수 있다. 지주(100)는 지면(5)에 수직으로 세워져서 설치될 수 있다. 지주(100)는 상하로 긴 막대기(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 지주(100)는 원형 단면을 가지는 막대기 형상으로 형성될 수 있다. 지주(100)는 자신을 제외한 본 발명의 실시예에 의한 안테나 장치의 구성들을 지지할 수 있다.
안테나(200)는 지주(200)에 설치되어 지면(5)으로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 안테나(200)는 대략 사각통 형상으로 형성될 수 있다. 안테나(200)의 내부에는 안테나소자가 장착된 기판이 설치될 수 있다.
하부 링크 유닛(300)은 안테나(200)의 하부를 지주(100)에 상하방향으로 회전 가능하게 결합할 수 있다. 하부 링크 유닛(300)은 틸팅 구동 유닛(400)보다 아래에 배치되어, 안테나(200)를 지주에 상하방향으로 회전 가능하게 결합할 수 있다.
하부 링크 유닛(300)은, 지주(100)에 결합되어 지주(100)의 전방에 배치되는 제1 브라켓과, 안테나(200)의 후면에 결합되어 안테나(200)의 후방에 배치되는 제2 브라켓과, 좌우로 길게 수평으로 배치되어 상기 제1 브라켓 및 상기 제2 브라켓을 회전 가능하게 결합하는 회전축을 포함할 수 있다.
틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)를 지주(100)에 결합할 수 있다. 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)를 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)의 상부를 지주(100)에 결합할 수 있다. 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)의 상부를 하부 링크 유닛(300)의 회전중심을 기준으로 회전시켜서 틸팅시킬 수 있다.
즉, 틸팅 구동 유닛(400)은 안테나(200)의 상하회전 각도를 조절하여 안테나(200)의 방향을 조절하는 안테나(200)의 방향 제어 장치일 수 있다.
지주(100)는 안테나(200)로부터 후방으로 이격되어 배치될 수 있다. 안테나(200)는 지주(100)로부터 전방으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 링크 유닛(300)은 틸팅 구동 유닛(400)으로부터 하측으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 링크 유닛(300)은 지주(100) 및 안테나(200)의 사이를 연결할 수 있다. 틸팅 구동 유닛(400)은 하부 링크 유닛(300)으로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 틸팅 구동 유닛(400)은 지주(100) 및 안테나(200)의 사이를 연결할 수 있다.
틸팅 구동 유닛(400)은, 복수개의 틸팅부재(420)와, 스크류 바(440)와, 틸팅 모터(450)를 포함할 수 있다.
다만, 안테나(200)의 상회 회전 각도를 제어하기 위해, 틸팅 구동 유닛(400)의 구조는 틸팅 모터(450)를 포함하는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
복수개의 틸팅부재(420) 각각의 양단은 조인트 바를 통해 서로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 복수개의 틸팅부재(420)는 서로 회전 가능하게 결합되어 대략 마름모 형상으로 형성될 수 있다.
스크류 바(440)는 상하로 길게 배치될 수 있다. 복수개의 틸팅부재(420)의 양단을 각각 회전 가능하게 결합하는 복수개의 조인트 바 중 가장 하측에 배치되는 조인트 바에는 너트부재가 결합될 수 있고, 스크류 바(440)는 상기 너트부재를 상하로 관통할 수 있다. 스크류 바(440)의 외주면에는 상기 너트부재의 내주면에 형성된 나사산과 체결되는 나사산이 형성될 수 있다.
틸팅 모터(450)는 구동 시 안테나(200)의 상하 회전 각도를 조절함으로써, 안테나 상하 방향을 조절할 수 있다. 틸팅 모터(450)의 회전축은 스크류 바(440)의 상단에 결합될 수 있다. 틸팅 모터(450)는 구동 시 틸팅 모터(450)의 회전축이 회전될 수 있고, 스크류 바(440)는 틸팅 모터(450)의 회전축과 함께 회전될 수 있다. 스크류 바(440)는 회전 시 상기 너트부재를 상측으로 이동시키거나 하측으로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 복수개의 틸팅부재(420)가 회전됨으로써, 안테나(200)의 상하 회전 각도가 조절될 수 있다.
한편, 위의 설명에서 안테나(200)의 방향 제어 장치는 안테나(200)의 상하회전 각도를 조절하는 틸팅 구동 유닛(400)만 예시하고 있으나, 안테나(200)의 방향 제어 장치는 안테나(200)의 좌우회전 각도를 조절하는 스티어링 구동 유닛(500, 도 3 참조)도 포함할 수 있다.
이에 대해, 도 3을 참조하여 아래에서 설명하기로 한다. 다만, 도 1 및 도 2에 도시된 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 그에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 도 1의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 안테나(200) 장치(2)는, 안테나(200)의 상하 회전 각도를 조절하는 틸팅 구동 유닛(400)과, 안테나(200)의 좌우 회전 각도를 조절하는 스티어링 구동 유닛(500)을 포함할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 다른 실시예에 의한 안테나(200)의 방향 제어 장치는, 안테나(200)의 상하 회전 각도 및 좌우 회전 각도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 의한 안테나 장치(2)는 틸팅 구동 유닛(400) 및 스티어링 구동 유닛(500) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스티어링 구동 유닛(500)의 구체적인 구성은 틸팅 구동 유닛(400)의 구체적인 구성과 유사한 구성으로 형성될 수 있다. 다만, 틸팅 구동 유닛(400) 및 스티어링 구동 유닛(500)의 구체적인 구조는 모터를 포함하는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
즉, 스티어링 구동 유닛(500)에도 안테나(200)의 좌우 회전 각도를 조절하기 위한 모터가 포함될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 다른 실시예에 의한 안테나 방향 제어 장치 및 방법은 안테나(200)의 상하 회전 각도 및 좌우 회전 각도 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 즉, 안테나(200)의 방향을 조절하기 위한 구동원으로서, 틸팅 구동 유닛(400)에 배치된 틸팅 모터(450) 및 스티어링 구동 유닛(500)에 배치된 모터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 모터(450)는, 안테나(200)의 상하 회전 각도를 조절하기 위한 틸팅 구동 유닛(400)에 배치된 틸팅 모터(450)와, 안테나(200)의 좌우 회전 각도를 조절하기 위한 스티어링 구동 유닛(500)에 배치된 상기 모터인 스티어링 모터 중, 적어도 하나를 포함할 수 있다.
모터(450)의 회전축이 일방향으로 회전되면 안테나(200)는 일방향으로 회전될 수 있고, 모터(450)의 회전축이 타방향으로 회전되면 안테나(200)는 타방향으로 회전될 수 있다.
예를 들어, 모터(450)가 안테나(200)를 틸팅하기 위한 틸팅 모터로 구성되는 경우, 상기 틸팅 모터의 회전축이 일방향으로 회전되면 안테나(200)는 상측으로 회전될 수 있고, 상기 틸팅 모터의 회전축이 타방향으로 회전되면 안테나(200)는 하측으로 회전될 수 있다. 또한, 모터(450)가 안테나(200)를 스티어링하기 위한 스티어링 모터로 구성되는 경우, 상기 스티어링 모터의 회전축이 일방향으로 회전되면 안테나(200)는 좌측으로 회전될 수 있고, 상기 스티어링 모터의 회전축이 타방향으로 회전되면 안테나(200)는 우측으로 회전될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 장치를 나타내는 제어 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 장치는, 컨트롤러(471)와, 센서(472)와, 제어부(473)와, 메모리(EEPROM, 474)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(471)는 제어부(473)와 무선통신 또는 유선통신하여 모터(450)를 동작시키기 위한 구성일 수 있다. 본 실시예에서 전자기기는 안테나(200)를 예로 들기 때문에, 컨트롤러(471)는 제어부(473)와 유선통신하여 모터(450)를 동작시키는 AISG(Antenna Interface Standards Group) 컨트롤러(471)일 수 있다.
AISG 컨트롤러(471)는 제어케이블을 통해 제어부(473)와 연결되어 모터(450)를 동작시키기 위한 구성일 수 있다. 즉, 작업자는 AISG 컨트롤러(471)에 상기 제어케이블의 일단에 구비된 포트를 연결하고, 상기 제어케이블의 타단에 구비된 포트를 제어부(473)에 연결한 후, AISG 컨트롤러(471)에 안테나(200)의 방향을 변경하기 위한 안테나(200)의 목표 회전 각도를 입력함으로써, 지주(100)에 올라가지 않고도 지면(5)에서 안테나(200)의 방향을 변경할 수 있다.
AISG 컨트롤러(471)는 모터(450)를 동작시켜 안테나(200)의 지향 방향을 조절하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있고, 사용자에 의해 안테나(200)의 목표 회전 각도가 제어부(473)로 입력되는 입력부로 기능할 수 있다.
센서(472)는 안테나(200)의 현재 회전 각도를 감지하는 센서일 수 있다. 제어부(473)는 AISG 컨트롤러(471)로부터 상기 목표 회전 각도가 입력되면, 모터(450)를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 안테나(200)를 회전시킬 수 있다.
제어부(473) 및 메모리(474)는 틸팅 구동 유닛(400) 및 상기 스티어링 구동 유닛 중 적어도 하나의 내부에 구비된 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
센서(472)는 가속도 센서, 3축 자이로스코프 센서(이하, 자이로 센서) 및 포토(포토 인터럽터) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 가속도 센서는 안테나(200)를 틸팅 동작시킬 때 사용될 수 있고, 상기 자이로 센서 및 상기 포토 센서는 안테나(200)를 틸팅 동작 및 스티어링 동작 중 적어도 하나로 동작시킬 때 사용될 수 있다.
상기 가속도 센서 또는 상기 자이로 센서는 지면(5)에 대한 안테나(200)의 현재 회전 각도를 감지할 수 있다. 제어부(473)는 상기 가속도 센서의 측정값을 이용하여 안테나(200)를 틸팅 동작시킬 수 있다.
상기 가속도 센서는 서로 직교되는 3개의 축(X축, Y축, Z축)을 가지는 3축 가속도 센서일 수 있다. 상기 3축 가속도 센서는 상기 3개의 축의 가속도 값을 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 3축 가속도 센서는 X축 및 Y축이 지면(5)과 평행하게 놓여 있을 경우, X축 값 및 Y축 값은 0으로 측정될 수 있고, Z축 값은 1G(=9.8㎨)로 측정될 수 있다. 또한, 상기 3축 가속도 센서는 Y축 및 Z축이 지면(5)과 평행하게 놓여 있을 경우, Y축 값 및 Z축 값은 0으로 측정될 수 있고, X축 값은 1G로 측정될 수 있다.
가속도 센서는 상기 3개의 축을 사용하여 현재 센서(472)가 지면(5)에 대해 얼마나 기울어져 있는지 측정할 수 있다.
상기 스티어링의 경우 지면(5)에 대해 수평적인 회전이므로, 지면(5)과 센서(472) 사이의 각도가 변하지 않기 때문에, 센서(472)의 값이 변하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 스티어링의 경우에는 상기 가속도 센서 대신에 수평적인 회전을 감지할 수 있는 상기 자이로 센서가 사용될 수도 있다.
상기 가속도 센서는 매우 예민해서 정지 상태에서도 측정값이 변할 수 있어서, 모터(450)가 동작할 때 측정값이 일정하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 상기 가속도 센서의 측정값은 칼만필터(소프트웨어로 구현)를 사용해서 보정할 수 있다.
공장에서 지주(100) 및 안테나(200)의 각도를 평행하게 맞추고 필드에 처음 설치한 후, 상기 가속도 센서의 오프셋을 결정하기 위해 상기 가속도 센서의 지면(5)에 대한 각도를 0°로 설정해줘야 한다. 안테나(200)가 소정의 방향을 향하도록 설치된 후, 상기 가속도 센서의 지면(5)에 대한 각도를 메모리(474)에 0°로 설정할 수 있다.
예를 들어, 안테나(200)를 처음 설치했을 때, 상기 가속도 센서의 지면(5)에 대한 각도가 +2°인 것을 메모리(474)에 0°로 설정할 수 있고, 이 경우에는 나중에 지주(100)가 어떻게 변하든 제어부(473)는 +2°를 0°로 판단할 수 있다.
상기 가속도 센서 또는 상기 자이로 센서는 모터(450)에 설치될 수 있다.
작업자가 AISG 컨트롤러(471)에 안테나(200)의 목표 회전 각도를 입력하면, 가속도 센서가 감지하는 안테나(200)의 현재 회전 각도와 상기 목표 회전 각도의 차이가 0.5° 이내가 될 때까지, 제어부(473)는 설정된 제어 로직을 반복할 수 있다.
상기 포토 센서는 지주(100)에 대한 안테나(200)의 현재 회전 각도를 감지할 수 있다. 제어부(473)는 상기 포토 센서의 측정값을 이용하여 안테나(200)를 틸팅 동작 및 스티어링 동작 중 적어도 하나로 동작시킬 수 있다.
상기 포토 센서는 포토 인터럽터를 포함할 수 있다. 상기 포토 인터럽터는 발광부(IR 적외선) 및 수광부(Photo TR)로 구성될 수 있다. 상기 포토 인터럽터는 광을 감지하면 high값을 출력하고, 광이 감지되지 않으면 low값을 출력하는 소자일수 있다.
상기 포토 인터럽터는 제어부(473)의 외부 인터럽트 단자에 연결될 수 있다. 상기 포토 센서는 상기 발광부 및 상기 수광부 사이에 optic encoder가 위치해 있고, 모터(450)의 회전축 회전 시 OEC(Optical Encoder Count)가 증가될 수 있다.
모터(450) 구동 시 상기 발광부 및 상기 수광부 사이에서 encoder의 돌출부 1개에 대하여 2개의 external interrupt가 센싱될 수 있다. 예를 들어, 모터(450)의 회전축의 1회전에 대하여 encoder 돌출부가 18개라면 모터(450)의 회전축의 1회전 시 OEC는 36개 발생될 수 있다.
모터(450)의 구동 시 모터(450)의 회전축의 회전 각도를 측정하기 위해, 모터(450)의 회전축 말단에 설치된 Optic Encoder가 회전되면서 상기 발광부 및 상기 수광부 사이를 통과할 수 있다.
상기 포터 인터럽터는 상기 Optic Encoder의 막힌 부분이 상기 발광부 및 상기 수광부를 통과할 때 low값을 출력할 수 있고, 상기 Optic Encoder의 열린 부분이 상기 발광부 및 상기 수광부를 통과할 때 high값을 출력할 수 있다.
제어부(473)는 상기 external interrupt를 이용하여, 포토센서의 출력이, low값에서 high값으로 변하는 Rising Edge인 경우와, high값에서 low값으로 변하는 Falling Edge인 경우 증가되는 OEC를 계산할 수 있다.
제어부(473)는 증가되는 OEC 개수를 기반으로 안테나(200)의 현재 회전 각도를 산출할 수 있다.
안테나(200)의 회전 각도를 제어하기 위한 제어 최소 단위(예를 들면, 0.5°) 구간별 OEC 값을 look up table로 구성하여 사용자가 원하는 안테나(200)의 목표 회전 각도까지 제어할 수 있다.
한편, 상기 가속도 센서는 중력가속도의 영향에 의해 움직임을 측정하는 센서로서, 회전되는 안테나(200)의 무게에 중력가속도를 측정하기 때문에, 안테나(200)의 상기 틸팅만 측정 가능하고, 안테나(200)의 상기 스티어링은 측정 불가능하다.
상기 가속도 센서는 안테나(200)의 상기 스티어링 측정이 불가능하기 때문에, 안테나(200)의 상기 스티어링 측정을 하기 위해서는 상기 자이로 센서를 사용한다. 그런데, 상기 자이로 센서는 안테나(200)의 속도에 대한 움직임을 측정하는 센서이기 때문에, 외력(바람, 외력 작용 등)에 의해 측정 오차범위가 발생하는데, 상기 오차범위가 누적되면 정확한 위치값을 측정할 수 없다. 이 경우, 상기 포토센서를 이용하여 안테나(200)의 영점에 대한 기준을 세워야 하는 것이 바람직하다.
모터(450)는 DC모터 일 수 있고, PWM(Pulse Width Modulation; 펄스 폭 변조)방식으로 제어될 수 있다. 제어부(473)는 PWM Duty Ratio를 0~100%로 펄스를 발생시켜 모터(450)의 회전축의 회전속도를 제어할 수 있다. 제어부(473)는 PWM 펄스로 평균전압을 가변시킨 신호를 모터(450)에 인가하여 모터(450)의 회전축의 회전방향 및 회전속도를 제어할 수 있다.
AISG 컨트롤러(471) 및 제어부(473)는 AISG 프로토콜 및 RS485(Recommended Standard 485) 직렬 통신으로 통신할 수 있다. AISG 컨트롤러(471)가 제어부(473)에게 명령을 주고 응답하는 방식으로 모터(450)를 제어 및 모니터링 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에 따른 순서도이다. 여기서는, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 장치의 동작과 결부시켜 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법은, 안테나(200)의 회전 각도를 조절하는 모터(450)를 동작시켜 안테나(200)의 방향을 제어할 수 있다.
즉, 작업자가 AISG 컨트롤러(471)를 제어 케이블을 통해 모터(450)에 연결한 후, AISG 컨트롤러(471)에 안테나(200)를 목표 위치로 회전시키기 위한 각도인 목표 회전 각도를 입력하면, 제어부(473)는 제어로직을 시작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법은, 유효성 체크 단계(S1)와, 감지 단계(S2)와, 회전방향 결정 단계(S3)와, 모터 동작 단계(S4)와, 모터 속도조절 단계(S5)와, 모터 이상처리 단계(S6)와, 모터 정지 단계(S7)를 포함할 수 있다.
유효성 체크 단계(S1)와, 감지 단계(S2)와, 회전방향 결정 단계(S3)와, 모터 동작 단계(S4)와, 모터 속도조절 단계(S5)와, 모터 이상처리 단계(S6)와, 모터 정지 단계(S7)는 제어부(473)에 의해 수행되는 제어로직일 수 있다.
유효성 체크 단계(S1)와, 감지 단계(S2)와, 회전방향 결정 단계(S3)와, 모터 동작 단계(S4)와, 모터 속도조절 단계(S5)와, 모터 이상처리 단계(S6)와, 모터 정지 단계(S7)는 순차적으로 수행될 수 있다. 다만, 유효성 체크 단계(S1) 및 감지 단계(S2)의 순서는 서로 바뀌어 수행될 수도 있고, 모터 속도조절 단계(S5) 및 모터 이상처리 단계(S6)의 순서도 서로 바뀌어 수행될 수도 있다.
유효성 체크 단계(S1)에서 제어부(473)는, 안테나(200)의 목표 회전 각도가 AISG 컨트롤러(471)로부터 제어부(473)에 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 메모리(474)에 저장된 안테나(200)의 설정 회전 각도와 비교하여, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는지 체크(판단)할 수 있다.
여기서, 상기 설정 회전 각도는, 이전에 안테나(200)를 소정의 방향으로 설치하였을 때 센서(472)가 감지하였던 안테나(200)의 현재 회전 각도를 제어부(473)가 메모리(474)에 저장한 각도일 수 있으며, 안테나(200)가 지향하여야 할 올바른 각도일 수 있다.
감지 단계(S2)에서는 센서(472)가 안테나(200)의 현재 회전 각도를 감지할 수 있다.
회전방향 결정 단계(S3)에서 제어부(473)는, 안테나(200)의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 상기 현재 회전 각도와 비교하여 안테나(200)의 회전방향을 결정할 수 있다. 회전방향 결정 단계(S3)에서는 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 크면 모터(450)의 회전축을 일방향으로 회전되도록 결정할 수 있다. 회전방향 결정 단계(S3)에서는 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 작으면 모터(450)의 회전축을 타방향으로 회전되도록 결정할 수 있다. 여기서, 상기 일방향 및 타방향은 상하방향 또는 좌우방향일 수 있다.
모터 동작 단계(S4)는 유효성 체크 단계(S1)에서 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는 경우 수행될 수 있다.
모터 동작 단계(S4)에서 제어부(473)는, 안테나(200)의 목표 회전 각도가 입력되면, 모터(450)를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 안테나(200)를 회전시킬 수 있다.
모터 속도조절 단계(S5)는 모터 동작 단계(S4)에 구성될 수 있다. 모터 속도조절 단계(S5)에서 제어부(473)는, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이를 설정 각도와 비교하여 모터(450)의 동작속도를 제어할 수 있다. 모터 속도조절 단계(S5)에서 제어부(473)는 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도 이상이면 모터(450)를 최대 속도로 동작시킬 수 있다. 모터 속도조절 단계(S5)에서 제어부(473)는 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도보다 작으면 모터(450)를 상기 최대 속도보다 느린 속도로 동작시킬 수 있다.
모터 이상처리 단계(S6)에서 제어부(473)는 모터(450)의 이상을 처리할 수 있다. 여기서, 모터(450)의 이상은 제어부(473)가 모터(450)의 회전축을 회전시키기 위한 제어명령 또는 전원을 모터(450)에 입력하더라도 모터(450)의 회전축이 회전되지 않는 상태인 JAM을 포함할 수 있다. 모터 이상처리 단계(S6)에서 제어부(473)는 안테나(200)가 상기 목표 회전 각도까지 회전되기 전 모터(450)의 회전축이 회전을 멈추면, 상기 현재 회전 각도를 메모리(474)에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다. 이를 통해, 제어부(473)는 안테나(200)의 회전 각도를 상기 목표 회전 각도로 조절하기 위한 추후의 제어로직을 빠르게 수행할 수 있다.
모터 정지 단계(S7)에서 제어부(473)는 안테나(200)가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 모터(450)를 정지시킬 수 있다. 모터 정지 단계(S7)에서는 안테나(200)가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 상기 현재 회전 각도를 메모리(474)에 상기 설정 회전 각도로 저장할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에 대해, 도 6 내지 도 13을 참조하여 더 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 아래에서는 안테나(200)의 현재 회전 각도는 안테나(200)의 현재 각도(Current Degree)로 줄여서 명칭하고, 안테나(200)의 목표 회전 각도는 안테나(200)의 목표 각도(Target Degree)로 줄여서 명칭하며, 안테나(200)의 설정 회전 각도는 안테나(200)의 설정 각도로 줄여서 명칭하기로 한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제1 실시예의 구체적인 순서도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제1 실시예는, S111 단계에서는 AISG 컨트롤러(471)에 작업자가 목표 각도를 입력하면, 제어부(473)는 상기 목표 각도를 설정할 수 있고, 메모리(EEPROM, 474)에 저장된 현재 각도(이전에 설정한 각도)를 불러와 시작 각도를 현재 각도로 지정할 수 있다. 여기서, 메모리(474)에 저장된 현재 각도는 이전에 안테나(200)의 각도를 올바르게 맞추었을 때 센서(472)가 감지한 안테나(200)의 현재 각도를 제어부(473)가 메모리(474)에 저장한 각도일 수 있다. 즉, 제어부(473)는 이전에 메모리(474)에 저장한 안테나(200)의 설정 각도를 불러와 시작 각도로 지정할 수 있다.
S112 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 상기 시작 각도와 같은지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 상기 목표 각도가 상기 시작 각도와 같으면 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없으나, 외부 요인으로 인해 안테나(200)의 각도가 틀어졌을 경우를 생각해서 이상 유무를 확인할 수 있다. 예를 들어, 이전에 안테나(200)의 각도를 5°로 맞추어 놓은 상태인데, 작업자가 상기 목표 각도를 5°로 입력하였다면, 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없기 때문에, 제어부(473)는 상기 목표 각도가 입력되면 상기 목표 각도가 설정 각도의 범위 내에 있는지 유효성 체크를 하는 것이다.
S112 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 시작 각도와 같으면, S113 단계에서 제어부(473)는 센서(472)를 통해 현재 각도를 측정할 수 있다.
S114 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상인지 판단할 수 있다. 상기 가속도 센서는 아주 예민하게 동작되기 때문에 상기 가속도 센서의 감지 값은 어느 정도 오차가 발생할 수 있다. 여기서, 1°는 메모리(474)에 설정된 각도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 각도로 변경되어 메모리(474)에 설정될 수 있다.
S114 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아니면, 제어부(473)는 안테나(200)가 이전에 설치된 지향 방향에서 틀어지지 않은 것으로 판단하여 제어로직 시스템을 종료할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아닌 경우 상기 가속도 센서의 오차를 고려하여 안테나(200)가 이전에 맞춘 올바른 각도에 있는 것으로 판단하고, 제어로직 시스템을 종료할 수 있다.
또한, S114 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, 제어부(473)는 외부로부터의 충격이나 바람 등의 이유로 인해 안테나(200)가 올바른 각도에 있지 않은 것으로 판단하여 안테나(200)의 각도를 상기 목표 각도로 조절해줄 필요가 있다고 판단할 수 있다. 따라서, S114 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, S115 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 상기 현재 각도보다 큰지 판단할 수 있다. 또한, S112 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 시작 각도와 같지 않으면, S115 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 상기 현재 각도보다 큰지 판단할 수 있다.
S115 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 현재 각도보다 크지 않으면, S116 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 일방향인 아래방향(Down)으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 아래방향은 안테나(200)의 전면이 아래를 향하는 쪽으로 안테나(200)의 회전 각도가 점차 조절되는 것일 수 있다.
또한, S115 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 현재 각도보다 크면, S117 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 타방향인 위 방향(Up)으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 위 방향은 안테나(200)의 전면이 위를 향하는 쪽으로 안테나(200)의 회전 각도가 점차 조절되는 것일 수 있다.
제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 결정한 후, S118 단계에서 제어로직 시스템의 현재 상태를 TASK로 지정할 수 있고, 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대 속도의 10%부터 시작해서 가속할 수 있다. 제어부(473)는, 안테나(200)가 상기 목표 각도까지 방향이 조절될 때까지 모터(450)를 동작시키는 제어로직을 반복할 수 있다.
S119 단계에서 제어부(473)는, 제어로직이 반복되는 동안 현재 제어로직 시스템의 상태를 체크할 수 있다.
S119 단계의 체크 결과, 안테나(200)가 상기 목표 각도로 방향이 조절되면 제어부(473)는 모터(450)를 정지시키고 제어로직 시스템의 상태를 FALSE로 만들어 S120 단계를 수행할 수 있다.
S120 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 메모리(474)에 저장하고 제어로직 시스템을 종료할 수 있다.
S119 단계의 체크 결과, 안테나(200)가 상기 목표 각도로 방향이 조절되지 않았다면 제어부(473)는 모터(450)의 동작을 계속할 수 있고 제어로직 시스템의 상태를 TASK를 유지하여 S121 단계를 수행할 수 있다.
S121 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 상태를 체크할 수 있다. 여기서, 모터(450)의 상태는 모터(450)에 제어명령 또는 전원을 입력하더라도 모터(450)의 회전축이 회전되지 않는 상태인 잼(JAM) 상태를 포함할 수 있다. 모터(450)의 JAM 상태는 설정 시간동안 안테나(200)의 각도에 변화가 없거나 변화량이 설정 범위 이하인 경우일 수 있다. 예를 들어, 5초 동안 안테나(200)의 각도가 그대로인 경우, 제어부(473)는 모터(450)를 JAM 상태로 판단할 수 있다.
S121 단계의 체크 결과, 모터(450)가 JAM 상태라면 제어부(473)는 S122 단계를 수행할 수 있다.
S122 단계에서 제어부(473)는 모터(450)를 정지시키고, 제어로직 시스템의 상태를 FALSE로 지정할 수 있으며, 모터(450)가 JAM 상태임을 작업자에게 알릴 수 있다. 제어부(473)는, AISG 컨트롤러(471)를 통해 모터(450)가 JAM 상태임을 작업자에게 알려줄 수 있으며, AISG 컨트롤러(471)에 보낼 메시지에 JAM 알림을 설정할 수 있다.
S121 단계의 체크 결과, 모터(450)가 JAM 상태가 아니라면 제어부(473)는 S123 단계를 수행할 수 있다.
S123 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상인지 판단할 수 있다. 여기서, 1°는 메모리(474)에 설정된 각도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 각도로 변경되어 메모리(474)에 설정될 수 있다.
S123 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아니면, S124 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대회전속도의 70%의 회전속도까지 가속되게 설정할 수 있다. 여기서, 70%의 회전속도는 메모리(474)에 저장된 회전속도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 회전속도로 변경 설정될 수 있다.
또한, S123 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, S125 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대회전속도의 100%의 회전속도까지 가속되게 설정할 수 있다. 여기서, 100%의 회전속도는 메모리(474)에 저장된 회전속도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 회전속도로 변경 설정될 수 있다.
S126 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도가 S124 단계 또는 S125 단계에서 설정한 최대 가속 속도에 임박하였는지 판단할 수 있다.
S126 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도가 상기 최대 가속 속도에 임박하였다면, S127 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 점차 감속되게 변경할 수 있다.
또한, S126 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도가 상기 최대 가속 속도에 임박하지 않았다면, S128 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 측정할 수 있다. 제어부(473)는 제어로직을 반복하는 동안 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 지속적으로 측정할 수 있다.
S129 단계에서 제어부(473)는 S128 단계에서 측정한 안테나(200)의 현재 각도가 상기 목표 각도에 거의 도달하였는지 판단할 수 있다.
S129 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도에 거의 도달하였으면, S130 단계에서 제어부(473)는, 제어로직 시스템의 현재 상태를 FALSE로 지정할 수 있고, 모터(450)를 감속하여 정지시킬 수 있으며, 모터(450) 정지 후 1초 대기 후에 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 계산할 수 있다. 여기서, 모터(450) 정지 후 1초 대기하는 이유는 가속도 센서가 어느 정도 안정된 후 안테나(200)의 현재 각도를 정확하게 측정하기 위함이고, 모터(450) 정지 후 대기하는 1초는 메모리(474)에 저장된 설정 시간일 수 있고, 필요에 따라 다양하게 변경 설정될 수 있다.
S130 단계 후 S131 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 메모리(474)에 저장할 수 있다.
또한, S129 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도에 거의 도달하지 않았다면, S131 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 메모리(474)에 저장할 수 있다. 이는 전원이 끊기거나 다른 기타 이유로 제어로직 시스템의 동작이 중지된 경우에도 현재 각도를 알기 위해서, 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 매번 메모리(474)에 저장하는 것이다.
S131 단계 후에 제어부(473)는 제어로직 시스템을 S119 단계로 리턴할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제2 실시예의 구체적인 순서도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 가속도 센서를 이용한 방법에 따른 제2 실시예는, S211 단계에서는 AISG 컨트롤러(471)에 작업자가 목표 각도를 입력하면, 제어부(473)는 상기 목표 각도를 설정할 수 있고, 메모리(EEPROM, 474)에 저장된 현재 각도(이전에 설정한 각도)를 불러와 시작 각도를 현재 각도로 지정할 수 있다. 여기서, 메모리(474)에 저장된 현재 각도는 이전에 안테나(200)의 각도를 올바르게 맞추었을 때 센서(472)가 감지한 안테나(200)의 현재 각도를 제어부(473)가 메모리(474)에 저장한 각도일 수 있다. 즉, 제어부(473)는 이전에 메모리(474)에 저장한 안테나(200)의 설정 각도를 불러와 시작 각도로 지정할 수 있다.
S212 단계에서 제어부(473)는 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 큰지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 상기 시작 각도가 상기 목표 각도와 같으면 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없으나, 외부 요인으로 인해 안테나(200)의 각도가 틀어졌을 경우를 생각해서 이상 유무를 확인할 수 있다. 예를 들어, 이전에 안테나(200)의 각도를 5°로 맞추어 놓은 상태인데, 작업자가 상기 목표 각도를 5°로 입력하였다면, 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없기 때문에, 제어부(473)는 상기 목표 각도가 입력되면 상기 목표 각도가 설정 각도의 범위 내에 있는지 유효성 체크를 하는 것이다.
상기 S212 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 크지 않으면, S213 단계에서 제어부(473)는 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작은지 판단할 수 있다.
S213 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작지 않으면, S214 단계에서 제어부(473)는 센서(472)를 통해 현재 각도를 측정할 수 있다.
또한, S213 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작으면, S215 단계에서 제어부는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 일방향인 위(Up) 방향으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 위 방향은 안테나(200)의 전면이 위를 향하는 쪽으로 안테나(200)의 회전 각도가 점차 조절되는 것일 수 있다.
또한, S212 단계의 판단 결과, 시작 각도가 상기 목표 각도가 크면, S216 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 타방향인 아래(Down) 방향으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 아래 방향은 안테나(200)의 전면이 아래를 향하는 쪽으로 안테나(200)의 회전 각도가 점차 조절되는 것일 수 있다.
S217 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상인지 판단할 수 있다. 상기 가속도 센서는 아주 예민하게 동작되기 때문에 상기 가속도 센서의 감지 값은 어느 정도 오차가 발생할 수 있다. 여기서, 1°는 메모리(474)에 설정된 각도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 각도로 변경되어 메모리(474)에 설정될 수 있다.
S217 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아니면, 제어부(473)는 안테나(200)가 이전에 설치된 지향 방향에서 틀어지지 않은 것으로 판단하여 제어로직 시스템을 종료할 수 있다. 또한, 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아닌 경우 상기 가속도 센서의 오차를 고려하여 안테나(200)가 이전에 맞춘 올바른 각도에 있는 것으로 판단하고, 제어로직 시스템을 종료할 수 있다.
또한, S217 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, 제어부(473)는 외부로부터의 충격이나 바람 등의 이유로 인해 안테나(200)가 올바른 각도에 있지 않은 것으로 판단하여 안테나(200)의 각도를 상기 목표 각도로 조절해줄 필요가 있다고 판단할 수 있다. 따라서, S217 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, S218 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도가 상기 목표 각도보다 큰지 판단할 수 있다.
S218 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도보다 크지 않으면, S219 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 일방향인 위(Up) 방향으로 결정할 수 있다.
또한, S218 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도보다 크면, S220 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 타방향인 아래(Down) 방향으로 결정할 수 있다.
제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전방향을 결정한 후, S221 단계에서 제어로직 시스템의 현재 상태를 TASK로 지정할 수 있고, 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대 속도의 10%부터 시작해서 가속할 수 있다. 제어부(473)는, 안테나(200)가 상기 목표 각도까지 방향이 조절될 때까지 모터(450)를 동작시키는 제어로직을 반복할 수 있다.
S222 단계에서 제어부(473)는, 제어로직이 반복되는 동안 현재 제어로직 시스템의 상태를 체크할 수 있다. 즉, S222 단계에서 제어부(473)는 제어로직 시스템의 현재 상태가 TASK인지 판단할 수 있다.
S222 단계의 판단 결과, 제어로직 시스템의 현재 상태가 TASK가 아니면, S223 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 메모리(474)에 저장하고 제어로직 시스템을 종료할 수 있다.
S222 단계의 판단 결과, 제어로직 시스템의 현재 상태가 TASK이면, S224 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 상태를 체크할 수 있다. 여기서, 모터(450)의 상태는 모터(450)에 제어명령 또는 전원을 입력하더라도 모터(450)의 회전축이 회전되지 않는 상태인 잼(JAM) 상태를 포함할 수 있다. 즉, S224 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 JAM 타임아웃 상태인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(473)는 설정 시간동안 안테나(200)의 각도에 변화가 없거나 변화량이 설정 범위 이하인 경우를 모터(450)의 JAM 타임아웃 상태라고 판단할 수 있다. 제어부(473)는 모터(450)의 JAM 타임아웃 상태이면 모터(450)를 JAM 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 5초 동안 안테나(200)의 각도가 그대로인 경우, 제어부(473)는 모터(450)를 JAM 상태로 판단할 수 있다.
S224 단계의 판단 결과, 모터(450)의 JAM 타임아웃 상태이면, S225 단계에서 제어부(473)는 모터(450)를 정지시키고, 제어로직 시스템의 상태를 FALSE로 지정할 수 있으며, 모터(450)가 JAM 상태임을 작업자에게 알릴 수 있다. 제어부(473)는, AISG 컨트롤러(471)를 통해 모터(450)가 JAM 상태임을 작업자에게 알려줄 수 있으며, AISG 컨트롤러(471)에 보낼 메시지에 JAM 알림을 설정할 수 있다.
S224 단계의 판단 결과, 모터(450)의 JAM 타임아웃 상태가 아니면, S226 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상인지 판단할 수 있다. 여기서, 1°는 메모리(474)에 설정된 각도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 각도로 변경되어 메모리(474)에 설정될 수 있다.
S226 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이 아니면, S227 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대회전속도의 70%의 회전속도까지 가속되게 설정할 수 있다. 여기서, 70%의 회전속도는 메모리(474)에 저장된 회전속도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 회전속도로 변경 설정될 수 있다.
또한, S226 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도의 차이가 1° 이상이면, S228 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 최대회전속도의 100%의 회전속도까지 가속되게 설정할 수 있다. 여기서, 100%의 회전속도는 메모리(474)에 저장된 회전속도일 수 있고, 필요에 따라 다양한 회전속도로 변경 설정될 수 있다.
S229 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도가 S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도보다 작은지 판단할 수 있다.
S229 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도가 상기 최대 가속 속도보다 작지 않으면, S230 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도가 S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도보다 큰지 판단할 수 있다.
S230 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도가 S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도보다 크면, S231 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도가 점차 감속되게 변경할 수 있다.
또한, S229 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도가 상기 최대 가속 속도보다 작으면, S232 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도가 점차 가속되게 변경할 수 있다.
S233 단계에서 제어부(473)는, 모터(450)의 회전축의 회전속도와, S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도가 다른지 판단할 수 있다.
S233 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도와, S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도가 다르면, S234 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 측정할 수 있다. 제어부(473)는 제어로직을 반복하는 동안 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 지속적으로 측정할 수 있다.
또한, S233 단계의 판단 결과, 모터(450)의 회전축의 회전속도와, S227 단계 또는 S228 단계에서 설정한 최대 가속 속도가 다르면, S235 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 점차 감속되게 변경할 수 있다.
S236 단계에서 제어부(473)는 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작은지 판단할 수 있다.
S236 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작지 않으면, S237 단계에서 제어부(473)는, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도 이상인지 판단할 수 있다.
S237 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도 이상이면, S238 단계에서 제어부(473)는 S234 단계에서 측정한 상기 현재 각도가 상기 목표 각도 이상인지 판단할 수 있다.
S238 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도 이상이면, S239 단계에서 제어부(473)는, 제어로직 시스템의 현재 상태를 FALSE로 지정할 수 있고, 모터(450)를 감속하여 정지시킬 수 있으며, 모터(450) 정지 후 1초 대기 후에 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 계산할 수 있다. 여기서, 모터(450) 정지 후 1초 대기하는 이유는 가속도 센서가 어느 정도 안정된 후 안테나(200)의 현재 각도를 정확하게 측정하기 위함이고, 모터(450) 정지 후 대기하는 1초는 메모리(474)에 저장된 설정 시간일 수 있고, 필요에 따라 다양하게 변경 설정될 수 있다.
S236 단계의 판단 결과, 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작으면, S240 단계에서 제어부(473)는 S234 단계에서 측정한 상기 현재 각도가 상기 목표 각도 이상인지 판단할 수 있다.
S240 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도가 상기 목표 각도 이상이면, S241 단계에서 제어부(473)는, 제어로직 시스템의 현재 상태를 FALSE로 지정할 수 있고, 모터(450)를 감속하여 정지시킬 수 있으며, 모터(450) 정지 후 1초 대기 후에 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 계산할 수 있다. 여기서, 모터(450) 정지 후 1초 대기하는 이유는 가속도 센서가 어느 정도 안정된 후 안테나(200)의 현재 각도를 정확하게 측정하기 위함이고, 모터(450) 정지 후 대기하는 1초는 메모리(474)에 저장된 설정 시간일 수 있고, 필요에 따라 다양하게 변경 설정될 수 있다.
한편, S237 단계의 판단 결과 상기 시작 각도가 상기 목표 각도보다 작거나, S238 단계의 판단 결과 상기 현재 각도가 상기 목표 각도보다 작거나, S240 단계의 판단 결과 상기 현재 각도가 상기 목표 각도보다 작거나, 상기 S239 단계 또는 상기 S241 단계 수행 후에는, S242 단계에서 제어부(473)는 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도를 메모리(474)에 저장할 수 있다.
S242 단계 후에 제어부(473)는 제어로직 시스템을 S222 단계로 리턴할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 포토 센서를 이용한 방법에 따른 구체적인 순서도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 안테나 방향 제어 방법에서 포토 센서를 이용한 방법은, S311 단계에서는 AISG 컨트롤러(471)에 작업자가 목표(Target) 각도를 입력하면, 제어부(473)는 상기 목표 각도를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 목표 각도는, 안테나(200)를 틸팅 동작시키기 위한 각도와, 안테나(200)를 스티어링 동작시키기 위한 각도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S312 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 허용범위 내에 존재하는지 판단할 수 있다. 즉, S312 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 메모리(474)에 저장된 설정 각도 범위 내에 존재하는지 판단할 수 있다. 이는 안테나(200)가 이전에 올바르게 설치되었을 때 안테나(200)의 각도를 작업자가 AISG 컨트롤러(471)에 상기 목표 각도로 입력하여야 하지만, 작업자가 상기 목표 각도를 모르는 경우에는 AISG 컨트롤러(471)에 입력되는 상기 목포 각도가 상기 허용범위를 벗어난 각도일 수 있기 때문에, 상기 목표 각도가 상기 허용범위 내에 존재하는 경우에만 제어로직 시스템을 동작시키기 위해, S312 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도가 허용범위 내에 존재하는지 판단하는 것이다.
S312 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 허용범위 내에 존재하지 않으면, S313 단계에서 제어부(473)는 에러 응답을 출력하고 제어로직 시스템의 동작을 종료할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 AISG 컨트롤러(471)를 통해 상기 목표 각도가 허용범위 내에 존재하지 않음을 작업자에게 알려줄 수 있으며, AISG 컨트롤러(471)에 보낼 메시지에 에러 알림을 설정할 수 있다.
S312 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도가 상기 허용범위 내에 존재하면, S314 단계에서 제어부(473)는 센서(472) 감지하는 안테나(200)의 현재(Current) 각도와 상기 목표 각도가 동일한지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하면 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없으나, 외부 요인으로 인해 안테나(200)의 각도가 틀어졌을 경우를 생각해서 이상 유무를 확인할 수 있다. 예를 들어, 이전에 안테나(200)의 각도를 5°로 맞추어 놓은 상태인데, 작업자가 상기 목표 각도를 5°로 입력하였다면, 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없기 때문에, 제어부(473)는 상기 목표 각도가 입력되면 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일한지 유효성 체크를 하는 것이다.
S314 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하면, S315 단계에서 제어부(473)는 OK 응답을 출력하고 제어로직 시스템의 동작을 종료할 수 있다. 즉, 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하면, 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없는 것으로 판단하여, AISG 컨트롤러(471)를 통해 안테나(200)의 각도를 조절할 필요가 없음을 OK 응답으로 작업자에게 알려줄 수 있다.
또한, S314 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하지 않으면, S316 단계에서 제어부(473)는 메모리(474)에 저장된 각도구간별 룩업테이블(look up table)에서 상기 현재 각도를 기준으로 상기 목표 각도에 대한 OEC(Optic Encoder Count)개수를 추출할 수 있다.
S317 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도 및 상기 목표 각도를 비교하여 모터(450)의 제어방향을 결정할 수 있다. 즉, S317 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도 및 상기 목표 각도를 비교하여 모터(450)의 회전축의 회전방향을 결정할 수 있다. 틸팅 제어 시 제어방향은 아래(Down) 방향 또는 위(Up) 방향일 수 있고, 스티어링 제어 시 제어방향은 좌측(Left) 방향 또는 우측(Right) 방향일 수 있다.
S318 단계에서 제어부(473)는 모터(450)를 동작(ON)시킬 수 있다. 현재 OEC 값은 모터(450)의 회전축의 회전 시 External ISR(Interrupt Service Routine)에서 증가될 수 있다. 타이머(timer)를 사용하여 설정된 시간 간격마다 서서히 모터(450)를 가속시킬 수 있다. 모터(450)의 동작은 PWM 제어로 동작될 수 있다. 모터(450)를 서서히 가속시켜서 돌입(inrush) 전류를 감소시킬 수 있다.
S319 단계에서 제어부(473)는 상기 목표 각도(Target Degree)까지의 남아있는 OEC 개수가 메모리(474)에 설정된 설정 개수보다 작은지 판단할 수 있다. 여기서, 상기 설정 개수는 모터(450) 감속의 기준이 되는 OEC 설정 개수일 수 있다. 예를 들어, 제어부(473)는 OEC가 메모리(474)에 설정된 N개 남은시점부터 모터(450)의 회전축의 회전속도를 감속 처리할 수 있다.
S319 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도까지의 남아있는 OEC 개수가 상기 설정 개수보다 적으면, S320 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 회전축의 회전속도를 감속 처리할 수 있다. 이를 통해, 안테나(200)의 회전 각도를 정밀하게 조절할 수 있다.
S319 단계의 판단 결과, 상기 목표 각도까지의 남아있는 OEC 개수가 상기 설정 개수보다 적지 않으면, S321 단계에서 제어부(473)는 모터(450)의 JAM 발생인지를 판단할 수 있다. 여기서, 모터(450)의 JAM 발생 판단 기준은 메모리(474)에 설정된 시간마다 OEC 값을 확인하여, 메모리(474)에 설정된 PWM duty ratio 이상에서 OEC 미증가 시 JAM으로 판단할 수 있다.
S321 단계의 판단 결과, 모터(450)의 JAM 발생이면, S322 단계에서 제어부(473)는 모터(450)를 정지시키고, AISG 컨트롤러(471)에 모터(Motor) JAM 에러 응답을 출력하여 작업자에게 알려줄 수 있으며, 제어로직 시스템의 동작을 종료할 수 있다.
또한, S321 단계의 판단 결과, 모터(450)의 JAM 발생이 아니면, S323 단계에서 제어부(473)는 메모리(474)에 설정된 스텝(step) 각도 단위 이동 시마다 센서(472)가 감지하는 안테나(200)의 현재 각도 값을 비활성 메모리(474)에 저장할 수 있다. 여기서, 상기 스텝 각도는 0.1° ~ 0.5°로 메모리(474)에 설정될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 스텝 각도로 변경 설정될 수 있다.
S324 단계에서 제어부(473)는 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일한지 판단할 수 있다. 제어부(473)는 상기 현재 각도를 증가되고 있는 현재 OEC를 기반으로 계산할 수 있다.
S324 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하지 않으면, 제어부(473)는 제어로직 시스템을 S319 단계로 리턴할 수 있다.
S324 단계의 판단 결과, 상기 현재 각도와 상기 목표 각도가 동일하면, S325 단계에서 제어부(473)는 안테나(200)의 목표 각도 조절이 완료되었다고 판단하여, 모터(450)를 정지시킬 수 있고, AISG 컨트롤러(471)에 OK 응답을 출력하여 작업자에게 알려줄 수 있으며, 제어로직 시스템의 동작을 종료할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법에 따르면, 작업자가 컨트롤러(471)에 전자기기(200)의 목표 회전 각도를 입력하면 전자기기(200)가 상기 목표 회전 각도로 자동으로 회전될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법에 따르면, 포토 센서를 이용하여 설정된 전자기기(200)의 회전 각도가 소실된 경우에, 상기 포토 센서에 비해 가격이 저렴한 가속도 센서 또는 자이로 센서를 이용하여 전자기기(200)의 방향을 제어할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 작업자가 컨트롤러에 전자기기의 목표 회전 각도를 입력하면 전자기기가 상기 목표 회전 각도로 자동으로 회전되도록 구성되어 비용을 절감할 수 있는 전자기기의 방향 제어 장치 및 방법을 제공한다.

Claims (16)

  1. 전자기기의 회전 각도를 조절하는 모터;
    상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 센서; 및
    상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 상기 전자기기를 회전시키는 제어부;를 포함하는 전자기기의 방향 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자기기는 상기 지면에 세워지는 지주에 설치되어 상기 지면으로부터 상측으로 이격되어 배치되고,
    상기 센서는 상기 지주에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 포토 센서인 전자기기의 방향 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자기기는 상기 지면에 세워지는 지주에 설치되어 상기 지면으로부터 상측으로 이격되어 배치되고,
    상기 센서는 상기 지면에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 가속도 센서 또는 자이로 센서인 전자기기의 방향 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자기기의 설정 회전 각도를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시키기 전에 상기 목표 회전 각도를 상기 설정 회전 각도와 비교하여, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는지 체크한 후, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는 경우에 상기 모터를 동작시키는 전자기기의 방향 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시키기 전에, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 크면 상기 전자기기를 일방향으로 회전되도록 결정하고, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 작으면 상기 전자기기를 타방향으로 회전되도록 결정하는 전자기기의 방향 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킬 시, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 설정 각도 이상이면 상기 모터를 최대 속도로 동작시키고, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도보다 작으면 상기 모터를 상기 최대 속도보다 느린 속도로 동작시키는 전자기기의 방향 제어 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킨 후에, 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되기 전 상기 모터의 회전축이 회전을 멈추면, 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장하는 전자기기의 방향 제어 장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모터를 동작시킨 후에, 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 상기 모터를 정지시키고 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장하는 전자기기의 방향 제어 장치.
  9. 전자기기의 회전 각도를 조절하는 모터를 동작시켜 상기 전자기기의 방향을 제어하는 전자기기의 방향 제어 방법에 있어서,
    센서가 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 감지 단계; 및
    상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 모터를 동작시켜 상기 현재 회전 각도에서 상기 목표 회전 각도까지 상기 전자기기를 회전시키는 모터 동작 단계;를 포함하는 전자기기의 방향 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전자기기는 상기 지면에 세워지는 지주에 설치되어 상기 지면으로부터 상측으로 이격되어 배치되고,
    상기 센서는 상기 지주에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 포토 센서인 전자기기의 방향 제어 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 전자기기는 상기 지면에 세워지는 지주에 설치되어 상기 지면으로부터 상측으로 이격되어 배치되고,
    상기 센서는 상기 지면에 대한 상기 전자기기의 현재 회전 각도를 감지하는 가속도 센서 또는 자이로 센서인 전자기기의 방향 제어 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 모터 동작 단계 이전에, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 메모리에 저장된 상기 전자기기의 설정 회전 각도와 비교하여, 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는지 체크하는 유효성 체크 단계;를 더 포함하고,
    상기 모터 동작 단계는 상기 유효성 체크 단계에서 상기 목표 회전 각도가 상기 설정 회전 각도의 허용범위 내에 있는 경우 수행되는 전자기기의 방향 제어 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 모터 동작 단계 이전에, 상기 전자기기의 목표 회전 각도가 입력되면, 상기 목표 회전 각도를 상기 현재 회전 각도와 비교하여 상기 전자기기의 회전방향을 결정하는 회전방향 결정 단계;를 더 포함하고,
    상기 회전방향 결정 단계에서는, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 크면 상기 전자기기를 일방향으로 회전되도록 결정하고, 상기 목표 회전 각도가 상기 현재 회전 각도보다 작으면 상기 전자기기를 타방향으로 회전되도록 결정하는 전자기기의 방향 제어 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 모터 동작 단계는, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이를 설정 각도와 비교하여 상기 모터의 동작속도를 제어하는 모터 속도조절 단계;를 포함하고,
    상기 모터 속도조절 단계에서는, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도 이상이면 상기 모터를 최대 속도로 동작시키고, 상기 현재 회전 각도 및 상기 목표 회전 각도의 차이가 상기 설정 각도보다 작으면 상기 모터를 상기 최대 속도보다 느린 속도로 동작시키는 전자기기의 방향 제어 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 모터 동작 단계 후에, 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되기 전 상기 모터의 회전축이 회전을 멈추면, 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장하는 모터 이상처리 단계;를 포함하는 전자기기의 방향 제어 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 모터 동작 단계 후에, 상기 전자기기가 상기 목표 회전 각도까지 회전되면, 상기 모터를 정지시키고 상기 현재 회전 각도를 상기 메모리에 상기 설정 회전 각도로 저장하는 모터 정지 단계;를 더 포함하는 전자기기의 방향 제어 방법.
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