원격지에서 고주파 동축케이블 래치 릴레이를 제어하는 방법 (신통방통 제1특수장치)

[hl5lh]

리모트햄 무선국 운영의 신뢰성을 높히는 방법 중 하나는 무선 송.수신기를 2중화하여

언제든지 두 장치를 번갈아 가면서 이용할 수 있도록 해야하는데, 원격지에서 임의로 두 장치를

선택하기 위해서는 고주파 동축케이블 래치릴레이가 필수적이다.  

동축케이블 릴레이는 하나의 무선 송.수신기에 다수의 안테나를 선택하여 무선국을 

운영하는 경우와 다수의 무선 송.수신기에 하나의 안테나를 선택하는 경우에 꼭 필요한 부품이다.

고주파전력을 분배하는 Selector에는 여러가지 종류가 있는데, 간단한 장치로는 수동으로 

선택하는 토글 스윗치에서 부터 고 출력의 고주파 전력을 분배하는 동축케이블 릴레이까지 있으나,

수동으로 조작하는 장치는 원격지에서는 불가능하므로 다루지 않기로 한다. 

고주파 전력을 분배하는 동축케이블 릴레이에도 두가지 종류가 있는데,

릴레이에 전원을 공급하는 동안에만 선택되는 릴레이와 1초 내외의 짧은 시간동안 만

릴레이에 전원을 공급하면 선택되는 래치릴레이(Latch Relay)가 있다.

전자의 경우에는 릴레이가 선택되는 동안에만 전원을 공급하여 안테나 또는 무선 송.수신기가

접속되고 전원 공급을 끊으면 원 위치로 복구되는데 이런 종류의 릴레이이는 사용하기는 쉬우나, 

사용하는 시간 내내 릴레이에 전원을 공급해야 하는 문제로 비 효율적이다.

그런데 래치릴레이는 짧은 순간 공급되는 신호전압에 따라 안테나가 선택되므로

안정성과 효율성은 있으나 이렇게 짧은 순간 안정적으로 신호전압을 가하는 제어방법이 문제가 된다.

( 동축케이블 래치릴레이 모습,  출처 : google ) 

래치 릴레이를 제어하는 방법은 여러가지 방법이 있을 수 있는데, 

여기서는 원격지에서 두 장치의 무선 송.수신기를 선택할 수 있어야 하고 특히 선택된

무선 송.수신기에 한개의 안테나가 정확하게 연결되어야 하는 문제를 해결해야 한다.

다음 그림은 원격지에서 휴대폰으로 신통방통 무선국의 송. 수신기를

선택하는 전체적인 구성도이다. 먼저 휴대폰에서 wol iptime app을 실행하여 무전기 1, 또는 무전기 2를

선택하면 해당 컴퓨터가 작동하고 선택된 컴퓨터의 usb단자에서 5V전압이 출력되는데,

이 전원으로 무접점 교류 릴레이(SSR)가 on되어 선택된 무선 송.수신기에 전원이 공급된다.

이때 컴퓨터의 usb단자에서 나오는 5V전원은 SSR에 공급되어 무전기에 전원을

공급하는 동시에 고주파 동축케이블 래치 릴레이의 제어장치에도 공급되어 1 또는 2 무선 송.수신기에

외부에 설치된 안테나를 정확하게 접속할 수 있도록 하는 역할을 담당한다.    

1,

우리집은 아파트이기 때문에 두대의 무선 송,수신기가 한개의 안테나를 선택하고 있다. 

만약 이 장치가 정확하게 동작하지 않는다면 신통방통 무선국의 송신기 Final은 벌써 Slient 했을 것이나

지금 소개하는 이방법의 덕택으로 현재까지 아주 건강하게 잘 동작하고 있다. 

원격지에서는 제어신호에 따라 안테나 선택장치가 정확하게 따라 주는지 어떤지 

알수가 없기 때문에 신통방통 무선국에서는 "아두이노"를 이용하여 안정되고 신뢰성이 있도록 

두 장치의 무선 송,수신기가 정확하게 선택된 안테나로 접속하고 있다. 

아두이노는 2005년 이탈리아에서 컴퓨터 하드웨어에 익숙치 않은 학생들이 자신들이 

디자인 한 작품을 손쉽게 제어할 수 있도록 오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컴트롤러로서 

만들어진 관련 개발 도구 및 환경을 말하는 것이다. 

일반적으로 중국에서 만든 짝퉁 아두이노는 5,000원 내외의 값싼 가격으로 

구입할 수 있는데, usb 단자가 있어 컴퓨터와 통신을 할 수 있으므로 Web 환경에서 코드를 

편리하게 작성하고 컴파일하여 아두이노에 업로드할 수 잇다.  

( 아두이노 우노와 나노)

래치 릴레이를 작동하기 위해서는 아두이노에서 아래와 같은 Time Chart의 출력을

얻을 수 있어야 한다. 원격지에서 WOL 신호로 가동된 컴퓨터에서는 usb단자로 부터 5V의 전원이 출력됨으로

이 신호를 가공하여 1초동안 만 짧은 시간동안의 릴레이 동작 전원을 얻을 수 있어야 하는데,

이를 위해 아두이노에 다음과 같은 코드를 입력하고 A, B 입력단자에서 무전기 1, 2를 선택하는

신호에 따라 아두이노 출력에서 정확하게 1초동안의 래치 릴레이 작동 신호를 얻을 수 있다.

이와같이 평소에는 0V레벨의 신호가 원격지에서 무전기를 선택하는 신호에 따라

1초동안의 짧은 신호를 어떻게 만들 수 있을까?  물론 여러 Logic회로를 동원하여 엣지 신호에

Tumer회로를 구사하여 제작할수도 있지만 회로가 복잡하므로 다음과 같이 아두이노를

이용하여 간간하게 제작할 수 있는데, 이 방법은 매우 신뢰도도 높고 안정되게 작동한다.

다음은 이런한 래치 신호를 얻기 위한 아두이노 우노의 스켓치 코드이다.

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    // 아두이노 우노에 무전기 2대를 연결한 고주파 동축케이블 래치 릴레이 제어신호 

 void setup() { 

     #define Relay1 11   // Relay1 이 연결되는 출력 단자

     #define Relay2 12   // Relay2 가 연결되는 출력단자 

     #define TRCV1 2     // 무전기1 선택용 스윗치 연결단자

     #define TRCV2 3     // 무전기2 선택용 스윗치 연결단자 

  pinMode(Relay1, OUTPUT);

  pinMode(Relay2, OUTPUT);

  pinMode(TRCV1, INPUT);

  pinMode(TRCV2, INPUT);

     int val1;  // 무전기 1의 선택 스윗치 신호 감지

     int val2;  // 무전기 2의 선택 스윗치 신호 감지

  val1 = digitalRead(TRCV1);  // 스윗치1 신호를 감지 한 변수.

  val2 = digitalRead(TRCV2);  // 스윗치2 신호를 감지 한 변수 

  if( val1 == val2)  // 스윗치 1, 2 on, off 위치가 동일할때  

    {

    val1 = HIGH;  // 동일한 신호일 경우 릴레이가 작동하지 않도록 함.

    val2 = HIGH;  //   위와 같은 기능 Relay2.

    }

  if(val1 == LOW)  // 무전기 1이 선택되면 Relay1으로 래치 신호 출력

    {

    digitalWrite(Relay1, HIGH);

    delay(1000);   // 1초동안 신호가 출력되도록 함

    digitalWrite(Relay1, LOW);

    delay(50);

    }

  if(val2 == LOW)  // 무전기 2가 선택되면 Relay2로 래치 신호 출력

    {

    digitalWrite(Relay2, HIGH);

    delay(1000);

    digitalWrite(Relay2, LOW);

    delay(50);

    }

  }

void loop() {   // 위 Relay 동작은 전원이 공급되면 1회 만 작동 함.

}

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위 코드에 의하면 컴퓨터 1의 USB 에서 나오는 5V의 신호는 아두이노 우노의

    5번 PIN에, 컴퓨터 2의 USB에서 나오는 신호는 6번 PIN에 연결하며, 2개의 릴레이 모듈

1의 입력은 아두이노 나노의 11번 PIN, 릴레이 모듈 2의 입력은 12번 PIN으로 연결하고 

릴레이의 출력은 래치 릴레이의 동작전압으로 연결하여 공급한다.

신통방통 무선국은 이상과 같은 방법으로 수년간에 걸쳐 원격지에서

안정되게 두 대의 무선 송.수신기를 선택하여 이중화 한 관계로 지금까지 고장으로 인해 

단 하루도 약속된 시간에 운영을 중지한 때가 없이 안정되게 운영하고 있다.

위 사진은 실제 설치된 동축케이블 래치 릴레이 장치이며,

이 장치는 수동으로 도 작동할 수 있도록 구성되었으며, 3장치는 JST135무선 송,수신기이다.

이는 사진에서 보는것과 같이 수동 스윗치로서 안테나 선택이 되며,

나머지는 모두 휴대폰으로 원격 조작이 가능하다. 

화면 오른쪽 위에 고주파 동축케이블 래치 릴레이가 있다.  

[moonflower]

지금 미국에 체류하고 계시는지요? 저는 무식하여 100% 이해는 어렵습니만..... 제가 절실하게 필요로 하는 장치는 아래와 같습니다. 집(TS-480 리그 본체 + 안테나 3 개) <=== 30분 거리 ====> 사무실(TS-480 전면부) 로 구성하려고 하고 있습니다. 그런대 480 은 PC를 거치지 않는 하드웨어적 방법으로 원격 운용이 되어지나, 안테나 선택은 해결이 어려웠던 차에 오엠의 글을 읽으니 해결책이 보입니다. 다만 안테나 셀렉터를 래치타입으로 교체해야 한다는 전제가 따르네요.
차후에 오엠께서 더 자세한 내용을 올리신다고 하니 그때까지 참고 기다리겠습니다. 감사합니다.

[hl5lh]

그렇지요... 원격지에서 안테나를 원하는 종류로 연결하는 장치는 없어서 저는 이 문제를 해결했습니다.
일반 Local에서 안테나를 선택하는 Switch는 많으나 Remote 환경에서 원하는 안테나를 선택하는 장치는
없어서 본인은 Home Made로 제작하여 사용하고 있습니다. 안테나 뿐민이 아니라 무전기도 원하는 대로 선택할 수 있지요.
아래 동영상을 보시면 이해 하시겠지만, 4대의 무전기와 4대의 안테나를 Local은 물론, Remote 환경에서
원하는 대로 선택하여 운영할 수 있습니다.
안테나 Selecter는 꼭 Latching Type Relay를 사용하지 않아도 됩니다.

http://cafe.daum.net/remotehams/nNCx/5

[hl5lh]

현재 저는 대한민국 부산시 해운대에서 거주하고 있습니다. 원격지에서 무전기와 안테나를 마음대로 선택해서
운영할 수 있는 장치의 Software는 곧 이 카페에 올려 두겠습니다.

그리고 제작 방법은 아래 글을 참고해 보시기 바랍니다.

http://cafe.daum.net/remotehams/nNCx/6

[moonflower]

고맙습니다. 많은 분들의 호응이 많지는 않은 것 같습니다만...... 개의치 마시기 바랍니다. 저도 초보시절 - 지금도 초보 임 - 주로 7메가로 국내 운영만 할 때는, 거창한 안테나 설비를 보면서 밥 나오고 돈 나오는 것도 아닌데 저런 설비가 과연 필요할까 했었습니다. 그러나 조금 들어가 보니 - DX - 그게 아니더군요. 실제 상황을 접해 봐야 실상을 알게 된다는 말이 딱 맞는 말 같습니다. 항상 배우도록 하겠습니다.

[hl5lh]

원격지에서 자신의 무선국 시설을 Remote Control하는 방법의 최선책은 Smart Controller를 설치하는 방법 뿐입니다.
Smart Controller는 11개 Channel의 무선 장치를 원격지에서 원하는 대로 제어할 수 있는데, 그에 대한 자세한 방법과
제어 Software는 여기에 올려 두었습니다. 참고하시면 많은 도움이 될것으로 생각됩니다.

Smart Controller에 탑재된 제어 Software 공개
http://cafe.daum.net/remotehams/nNCx/8

Smart Controller의 제작 방법
http://cafe.daum.net/remotehams/nNCx/6