산업용 조이스틱 설명에 대한 모든 것, 그리고 변화되는 추세

 

안녕하십니까. 산업용 부품을 소개하는 쿠크다스베이더입니다. 

금일은 산업용 조이스틱에는 어떠한 종류가 있고 어떠한 옵션들을 고려해야 하는지, 어떤 분야에 적용이 되는지를 안내드리고자 합니다.

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우선 조이스틱이란 무엇일까요? 간단하게 설명드리면,

"어떠한 장치 또는 무언가를 제어 또는 컨트롤 하기 위한 장치 또는 부품"이라고 할 수 있겠습니다. 

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그렇다면 "일반 조이스틱"과 "산업용 조이스틱"은 어떤 차이점이 있을까요?? 

그것은 바로 용도에 따라 달라진다고 말씀드릴 수 있겠습니다. 

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아래의 게임용 조이스틱의 경우, 말 그대로 게임을 하기에 최적화된 게이밍 조이스틱입니다. 

아래의 플레이스테이션용 게이밍 조이스틱의 경우 데스크탑 형식에 손으로 쥐고 컨트롤할 수 있는 조이스틱과 버튼들로 잘 구성이 되어 있습니다. 하지만 해당 조이스틱을 만약 야외에서 사용한다면 어떻게 될까요? 

게임용 조이스틱 / 출처: 옥션

 

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과연, 크레인이나 자동차, 고가의 장비를 제어하는데 해당 조이스틱을 사용할 수 있을까요? 

방수나 방진 등 내환경성의 변화에 견딜 수 있을까요? 

오랜 기간 사용해도 변함없는 출력값을 유지할 수 있을까요? 

그리고 큰 충격에 핸들이 견뎌낼 수 있을까요? 

제어하는 기구적 감도는?

전기적 출력값은?

판넬 장착할 사이즈는? 

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바로 이러한 까다롭고도 다양한 요구조건에 만족시킬 수 있는지의 여부가 일반 조이스틱과 산업용 조이스틱의 가장 큰 차이점이 아닐까 생각합니다. 

당연한 이야기겠습니다만, 해당 조이스틱을 믿고 사용할 수 있는가의 신뢰성 문제가 최우선적인 고려사항이 될 것이고, 위에 언급된 내용들 이외에도 판넬에 장착할 사이즈는 적합한 것인가, 버튼이 필요한가, 몇 개의 축을 컨트롤할 것인가, 입-출력 값은 아날로그인가 디지털 값인가 등이 고려되어야 할 것입니다. 

그럼 산업용 조이스틱은 과연 어떻게 생겼을까요? 우선 기구적으로 3가지로 분류하여 설명 드리겠습니다.

1.핑거팁 조이스틱(Fingertip Joystick)

 

핑거팁 조이스틱, 출처: APEM

 

위의 조이스틱은 산업용 조이스틱 중 하나로 핑거팁 조이스틱(Fingertip Joystick)이라고 합니다.

핑거팁 조이스틱은 느낌 그대로 손가락으로 컨트롤하는 정도의 크기입니다. 

크기가 작다 보니 판넬에 장착되어 CCTV컨트롤러 및 검사장비, 측정장비, 농기계 등 여러 분야에 적용이 되고 있습니다. 

좌: 아이디스 CCTV Center(출처: 아이디스)  우: 삼성전자 CCTV 컨트롤러 SCC-5000 (출처: CCTV인사이드)

 

좌: 3차원 측정기(출처: 덕인)   우: 고소작업차 (출처: PALFINGER)

방송장비 판넬에 적용된 핑거팁 조이스틱  출처: apem

 

핑거팁 조이스틱의 경우 메이커마다 특징과 옵션사양이 다르겠습니다만 공통적으로 설명드리면,

핸들의 형상 및 크기가 다양하여 크기를 보셔야 하고, 컨트롤하고자 하는 축의 개수를 x-y로 2축을 제어할 것인지, x-y-z로 3개의 축을 컨트롤할 것인지를 선정할 수 있으며, IP65등급에 대응되는 모델도 있고, 출력하고자 하는 감도도 사용자의 요구에 따라 선택할 수 있을 것입니다. 

그리고 아날로그 출력 또는 USB 프로토콜 등도 선택하실 수 있을 것입니다. 

아날로그 출력 방식의 핑거팁 조이스틱에서는 가변 값으로 출력하는 모델과 접점식 스위치 타입으로 2가지 타입으로 크게 구분될 것입니다. 

 

2.썸휠 조이스틱(Thumbwheel Joystick)

 

출처: APEM

썸휠 조이스틱은 이름 그대로 엄지손가락을 통해 컨트롤하는 소형 조이스틱입니다. 

엄청 보편적으로 알고 있는 플레이스테이션 컨트롤 조이스틱을 보면 아래에 엄지손가락으로 컨틀롤 하지 않습니까? 그거랑 컨트롤하는 방법은 동일합니다.

출처: 11번가

 

하지만 썸 휠 조이스틱 역시 크게 가변값 출력 조이스틱과 스위치 타입으로 나뉘어 지며, 엄지손가락에 닿는 핸들의 형상을 무엇으로 할 것인지, LED 점등은 필요한지, 몇개의 축을 컨트롤 할 것인지 등 다양한 옵션들이 있을 것입니다. 

썸휠 조이스틱은 크기가 작다 보니 큰 핸드그립 조이스틱의 판넬에도 조합하여 사용되어집니다.

출처: 제환섭이야기 블로그

 

3.핸드그립 조이스틱(Handgrip Joystick)

출처: APEM Twiter

 

마지막으로 핸드그립 조이스틱입니다. 핸드그립 조이스틱은 손으로 쥐고 컨트롤하는 큰 핸들을 보유하고 있는 조이스틱입니다. 

출처: Aircraft 홈페이지 www.afbase.com

 

영화 탑건이나 그 외 항공기가 나오는 영화를 보면 꼭 이렇게 핸드그립 조이스틱을 가지고 컨트롤하지 않습니까? 한 손 또는 두 손으로 쥐어도 될 만큼 핸들이 크며, 썸 휠 조이스틱이나 푸시버튼이 플레이트에 조합된 모습을 흔히 보실 수 있습니다. 

이런 핸드그립 조이스틱은 위의 사진과 마찬가지로 전투기 및 항공기를 조종할 때라던지, 굴삭기 컨트롤 등 고가이면서 큰 장비를 컨트롤하는데 주로 적용이 되고 있으며, 그 외에도 조종사를 양성하는 시뮬레이터 장비나 최근에는 VR장비 등에도 적용이 되는 등 다양하게 적용이 되고 있습니다. 

두산 DX 300 LC-5 출처: Mascus Korea

 

핸드그립 조이스틱은 유압식이냐 전기식이냐의 차이가 있으나 요즘에는 전기식 컨트롤로 대부분 넘어가는 추세입니다. 왜냐하면 기구나 장비 자체가 전기식 시스템을 사용하는 추세로 넘어가고 있기 때문이죠. (있던 유압 뭉치도 제거하고 전기식 뭉치로 개조하는 등 변화가 크게 일어나고 있음)

출처: APEM 홈페이지

 

4.데스크탑 조이스틱(Desktop Joystick)

마지막으로 데스크탑 조이스틱입니다. 데스크탑 조이스틱 역시 말 그대로 책상에 올려놓고 사용할 수 있는, 이미 기성품으로 제작된 조이스틱입니다. 

핑거팁 조이스틱과 푸시버튼들과 조합되어 나오고 있으며 대부분 USB 출력으로 나올 것입니다. 

주로 관제실 또는 보안실에서 CCTV를 컨트롤할 때 사용되고 있습니다.  

별도의 판넬을 꾸려서 제작할 필요가 없이 이미 완성된 데스크톱 형태의 조이스틱을 연결해서 출력 값에 대한 프로그램만 정해서 사용해 주시면 되기 때문에 상당히 접근성이 좋다고 보실 수 있습니다. 

 

 

아날로그 출력 타입 기준으로 보면 접점식 스위치 타입, 가변 전압 타입, 가변 저항 타입으로 나누어집니다. 

접점식 스위치의 경우 말 그대로 스위치의 기능만 보유하고 있는 조이스틱입니다. 

좌-우 또는 상-하로 레버를 움직였을 때 딸깍 소리가 나면서 스위칭이 되는 형식입니다. 

접점식 스위치 타입 조이스틱, 출처: apem

 

가변 전압 출력 방식은 "5V의 전압값을 인가받으면 이를 0~5V 범위대로 가변 출력"하는 홀 센서 방식의 비접촉식 방식입니다. 비접촉식이다 보니 오랜 기간 사용해도 변함없는 제어 조건을 유지할 수 있습니다.

가변출력에 대해 쉽게 설명드리면 음향 볼륨이나 제어코자 하는 대상물의 속도 등을 제어할 수 있다는 것입니다.

가변 저항 타입은 인가되는 전압값을 포텐셔미터 저항으로 제어하는 접촉식 제어 방식입니다. 

이전에는 포텐셔미터 제어 방식인 가변 저항 타입의 조이스틱을 많이 사용했었으나 요즘에는 홀 센서 방식인 가변전압 타입으로 대부분 변경하여 사용되고 있는 추세입니다. 하지만 각자 장/단점이 뚜렷하게 있기 때문에 잘 알아보시고 선택해주셔야 합니다. 

이 정도의 정보면 산업용 조이스틱에 대한 전반적인 정보와 애플리케이션 및 변화되는 추세를 이해하셨으리라 생각됩니다. 만약 더 자세한 정보를 알고 싶으시다면 개인적으로 메시지를 보내주셔도 좋습니다. 

저의 포스팅을 읽어주셔서 대단히 감사합니다.