EX-OR Gate를 이용하여 북수의 무전기를 같은 장소에서 안전하게 운영하는 방법 (신통방통 제2특수장치)

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국가경제 발전과 기술발전에 따라 각종 생활여건이 옛날과는 달리 많이 풍족해 졌다.

한때는 무전기를 구할 수 없어 간단한 cw 송신기를 만들고, 수신기는 군용 무전기로 개국을 한 우리세대의

두자리 Call Sign 무선국들도 이제 두대, 세대 이상의 무전기를 소유하신 분들도 많을 것으로 예상된다.

본인도 아마추어무선 자격증을 획득하고서도 무전기를 구할 수 없어 개국을 못한채

몇년을 보내면서 군용 무전기로 SWL생활을 하다가, 일년여에 걸쳐 PTO, 메카니탈 필터 등 핵심 부품을

전국을 돌아 다니면서 구한 후 KWM 2 Type의 All Band, All Mode 100w의 SSB 무전기를

Home Made로 제작하고, 안테나도 손수 만들어 개국할  때가 엊그제 같다

그러나 현재는 본인도 JRC의 JST135, Kenwood의 TS480S, Yaesu의 FTdx1200 등

세대의 기계를 보유하고 있어 이제는 이들 기계를 순차적으로 활용해야 할 행복한 고민도 안고있는데,

사실상 여러대의 무전기를 같은 장소에 두고 운영할때는 주의 해야 할 점도 많다.

더구나 본인과 같이 원격지에서 이들 무전기를  Remote Control로 사용하고자 할때는 샤크룸에서 

직접 운영할 와는 달리 특별한 2중 3중의 안정화 장치들이 필요한데, 여기서는 그 방법을 소개하고자 한다.

같은 장소에서 복수의 무전기를 운영할때 가장 먼저 주의 할 점은 두대의 무전기를

동시에 전원을 가하고 송신한다면 한쪽은 송신, 다른 한쪽은 수신상태가 되어 순간적으로 막대한

고주파 전력이 상대편 수신기에 흘러 들어 수신부의 초단이 파괴될 수가 있다.

따라서 어떤 경우에라도 동시에 두대의 무전기에 전원이 공급되어서는 않될 것이며,

이렇게 될 경우 수신단의 파괴는 물론, 송신시 안테나 연결이 되지 않는다면 송신 Final단의

파손까지 우려할수가 있으므로 이 점을 가장 유의해야 한다.

다행히 최근의 무전기는 보호회로가 잘 설계되어 있어 안테나를 연결하지 않고 송신하여

갑자기 SWR이 증가되면 송신부의 Final 보호회로가 동작하여 보호하고는 있으나 안테나와 전원부 교체 등

여러대의 무전기를 운영할 때는 귀찮은 일들과 신경 쓰야 할 일들이 많이 있다. 

이 장치는 이러한 경우를 대비하여 어떠한 경우에도 두대의 무전기로 동시에 전원이

공급되지 않도록 하는 보호 장치로서 EX-OR 논리회로를 이용하여 전원공급 안전화 장치를 제작하였다.

                                                                              자료출처 : google

EX-OR Gate의 진리표를 보면 A, B 두 입력에서 어느 한쪽에 입력신호가 하나만 들어오면

출력신호가 나가고 동시에 신호가 들어 오면 출력신호가 나가지 않게 되는데 이는 말 그대로 진리이다.

따라서 이러한 EX-OR Gate의 특성을 이용하여 두 무전기에 동시 전원이 공급되지 

못하도록 하는 장치를 제작할 수 있는데, 이를 위해서는 SSR(Solid State Relay)

이라는 교류회로와 직류회로 무접점 릴레이가 필요하다.

2 입력 EX-OR 논리 Gate는 다음과 같이 4개의 Pack이 하나의 IC에 집적되어있다.

위 구성도는 2종류의 무전기를 안정하게 운영하는 장치로서 이 장치는

어떠한 경우라도 두대의 무전기에 동시에 전원이 공급되어 문제를 일으키는 상황을 방지항 수 있다.

실제 샤크룸에서 운영하는 경우는 EX-OR의 입력단에 토글 스윗치를 연결하고

ON 했을때는 5V의 전원을 공급하고 OFF 했을때는 0V가 되도록 두개의 토글 스윗치를 연결하면 

손쉽게 두대의 무전기 중 하나를 선택할 수 있으며, 잘못해서 두 스윗치를 같이 ON하면

 EX-OR Gate의 진리표 처럼 Power Sopply의 220V AC전원이 차단된다. 

여기서 생소한 SSR을 사용하는 이유는 이 자체가 반도체로서 교류와 직류를 제어하는데

기계적인 동작을 하는 Relay보다 수명이 길며, 동작시키는 여진 전원이 5V로서 간단하기 때문이다. 

어떻게 보면 위 구성도에서 부품이 많아 제작비용이 높을것이라고 예상할 수 있지만,

실제 직접제작하는 경우에는 비용이 많이 소요되지 않는다. 위에서 AC 220V용 교류용 SSR은 

250V 50Amp용이면 충분하며, 직류용 SSR은 50V 50 Amp용을 사용했는데, 

둘다 30Amp용으로도 가능하며, 3개의 SSR구입에 약 3만원이 소요되었다.

그리고 EX-OR Gate는 7400 NAND Gate를 이용해서도 만들 수 있는데 이는 약 1 - 200원이면 구입할 수 있다.

이 사진은 위의 회로를 작접 제작하여 설치한 장면으로서 샤크룸에서 수동으로

무전기를 작동하기 위해서는 사진에서 보이는 조그만 토글 스윗치를 선택해서 올리면 해당되는

무전기에만 전원이 들어 가고 두개의 토글 스윗치를 같이 on 시키면 공급되는

AC전원이 OFF되어 Power Supply의 전원이 꺼지게 된다.

그리고 원격지에서 WOL(Wake On Lan) 기능을 이용하여 휴대폰으로 무전기를

선택하면 정확하게 해당 무전기에 전원을 공급해 주는 장치로서 어떠한 경우에도 오 동작이 없으며, 

혹시 전원잡음, 공간잡음, 인터넷 이상으로 두대가 동시에 선택이 되면 전원이 off된다.

이 장치에다가 고주파 동축케이블 래치 릴레이를 사용하면 안테나까지

선택되는 무전기에 자동으로 접속하게 되어 매우 편리하고 안정되게 사용 할 수 있다.

그러면 3대 이상의 무전기를 사용하는 경우에는 어떻게 해야할까?

이 경우는 아래와 같이 구성하여 사용할 수 있는데, 이것은 하나의 예로서 그외에도 다양하게 구성할 수 있다.

다소 복잡하게 보일지 모르지만, 실제 제작할때 한번만 공을 들이면 아주 편리하고 안전하게

이용할 수 있다.  여기서 4입력 OR Gate는 스윗칭 다오오드 4개로 구성할 수 있으며 특히 직류용 SSR은

4입력 스윗칭 다이오드의 출력으로도 그대로 여진할 수 있으므로 대단히 편리하다.

이렇게 구성하면 무전기 선택 4개의 토글 스윗치가 16진 BCD 코드로 입력됨으로

10진 Decoder에서는 8, 4, 2, 1 해당 번호에만 출력됨으로 두개의 무전기에 동시 전원이 투입될 수 없다.

아래의 16진 코드의 진리표를 보면 이해가 잘 더ㅣㄹ것으로 본다.

                                                                             자료출처 : google

위 표의 10진수 8, 4, 2, 1에만 2진수 1000, 0100, 0010, 0001 하나씩의

출력이 나오므로 이를 4입력 OR Gate로 묶으면 무전기 선택 스윗치를 해당번호에 넣을 경우

  AC Power Supply에 전원이 공급되며, 두개 이상의 스윗치를 넣으면 

8, 4, 2, 1외의 다른 Decoder출력이 나오므로 안전하게 작동한다.

 3대 이상의 무전기를 골고루 안정되게 이용할 수 있는 이상적인 장치는 

"아두이노"를 이용하여 Landom하게 무전기 전체를 고르게 선정하여 사용하는 방법이 있는데,,

이는 다음 기회에 관련 하드웨와 함께 자세하게 다루기로 한다.