一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法技术

本发明专利技术涉及编码器技术领域，具体是一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法，所述编码器包括转轴、码盘和电路板；所述码盘包括磁性件和用于固定所述电路板的支架，所述磁性件设置于所述转轴的轴尾，可与所述转轴同步旋转；所述电路板包括磁感应器单元、解码单元、计数单元、电源管理单元和通信单元；所述磁感应器单元设置于所述磁性件的磁场内，用于监测磁场变化，所述磁感应器单元包括用于检测位置信号的第一磁感应器件和用于检测旋转圈数的第二磁感应器件和第三磁感应器件；所述电源管理单元包括内部供电单元和外部供电单元。本方法可以极大的降低功耗，延长编码器的使用时间，并且通信速率可根据使用的场合和需要进行调整，显得更加灵活。显得更加灵活。显得更加灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法


[0001]本专利技术涉及编码器
，尤其涉及一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法。

技术介绍

[0002]编码器是一种用于测量位移或角度的传感器，可通过编码的方式将机械运动中的物理量(如位移、角位移、速度等)转换为数字信号，实现快速、准确的位置检测，常用于运动控制等领域。磁编码器基于磁阻效应原理，具有结构简单、抗干扰、耐污染和腐蚀、成本低等优势，可在油污、灰尘等恶劣环境中使用，使用范围广。
[0003]目前编码器存在两个问题：一是功耗不够低，导致使用时间受限；二是通信速率较低，无法支持高频通信。
[0004]当编码器处于静止或库存状态时，大多采用低频唤醒的方式来检测外部磁场变化，从而实现圈数记忆功能，达到降低功耗的目的。虽然低频唤醒的实现简单，但也有两个不足之处：
[0005]一是降低的功耗有限，主动唤醒会造成不必要的功耗，使用时间受到很大限制；
[0006]二是唤醒的频率需要满足一定的要求。
[0007]根据采样定理，唤醒的频率需要大于信号频率的两倍，才能检测编码器的旋转圈数。要想实现对高速旋转的检测，需要提高唤醒的频率，而这也就必定会提高功耗，因此低频唤醒的方式需要在检测旋转速度的范围和功耗之间进行一个取舍。
[0008]此外，编码器支持的通信速率较低，浪费了大量时间在传输上，从而位置更新慢，无法与伺服驱动器进行高频通信，影响了最终的控制效果。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法，可有效解决编码器通信速率较低，浪费了大量时间在传输上，从而位置更新慢，无法与伺服驱动器进行高频通信的问题。
[0010]上述目的是通过以下技术方案来实现：
[0011]一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法，所述编码器包括转轴、码盘和电路板；所述码盘包括磁性件和用于固定所述电路板的支架，所述磁性件设置于所述转轴的轴尾，可与所述转轴同步旋转；所述电路板包括磁感应器单元、解码单元、计数单元、电源管理单元和通信单元；所述磁感应器单元设置于所述磁性件的磁场内，用于监测磁场变化，所述磁感应器单元包括用于检测位置信号的第一磁感应器件和用于检测旋转圈数的第二磁感应器件和第三磁感应器件；所述电源管理单元包括内部供电单元和外部供电单元；所述编码器的功耗调节方法包括：
[0012]判断供电模式，若通过所述外部供电单元供电，则判定为正常模式；若通过所述内部供电单元供电，则判定为低功耗模式；
[0013]正常模式下，所述编码器通过所述外部供电单元供电，处于高性能工作模式，通过所述解码单元对所述第一磁感应器件输出的位置信号解码，并通过所述通信单元输出解码后的位置信息；
[0014]低功耗模式下，所述电源管理单元将所述外部供电单元供电切换为内部供电单元供电，并进入一级低功耗工作模式，维持所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件供电工作；
[0015]判断所述转轴旋转状态，
[0016]若所述转轴旋转＜第一预设值，则保持一级低功耗工作模式；
[0017]若所述转轴旋转≥第二预设值，则唤醒所述计数单元，由一级低功耗工作模式进入二级低功耗工作模式，所述计算单元从所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件的输出信号中检测转动的圈数并计数；
[0018]若规定时间内所述转轴旋转无转动，则所述计数单元休眠，由二级低功耗工作模式进入一级低功耗工作模式。
[0019]进一步地，所述一级低功耗工作模式下功耗小于所述二级低功耗工作模式下功耗。
[0020]进一步地，所述第一磁感应器件与所述磁性件的中心线位于同一轴线。
[0021]进一步地，所述磁性件为圆形，圆心与所述转轴的轴心位于同一轴线。
[0022]进一步地，所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件规格相同，分别设置于所述第一磁感应器件的两侧。
[0023]进一步地，所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件之间的夹角为90
°
。
[0024]进一步地，所述第一预设值和所述第二预设值均为自定义转轴的圈数；所述第一预设值和所述第二预设值可以相同。
[0025]一种编码器的智能通信切换方法，正常通信时，默认为传统通信速率，以低频通信；若所述编码器接收到配置通信速率的协议帧，则所述通信单元接收到该协议帧并校验通过后，根据协议帧的内容进行通信速率上的调整，进入高频通信。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术所提供的一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法，可以极大的降低功耗，延长编码器的使用时间，并且通信速率可根据使用的场合和需要进行调整，显得更加灵活，具体表现为：
[0028]1、使用两级低功耗模式，即使编码器需要检测转动的圈数时，仅需要从一级低功耗模式切换到二级低功耗模式，并唤醒计数单元，耗电单元少且仍处于低功耗模式，可以显著地降低功耗。
[0029]2、采用硬件触发的方式唤醒，响应速度快，与低频唤醒检测圈数的方式相比，不需要定期主动唤醒，当轴保持静止时，处于一级功耗模式，可以极大的避免不必要的功耗。检测范围宽，只有当转轴转动半圈及以上才会唤醒计数单元，避免了轴轻微抖动从而唤醒计数单元的情况。
[0030]3、可以提高通信速率来加快位置信息的更新，节省了大量的传输时间，以达到提高通信频率的目的，通过高频通信来提升控制效果。该方式也不会存在兼容性上的问题，通信默认是传统的通信速率，只有需要进行配置时才会进行通信速率的调整，保证了与其他
伺服驱动器的正常通信。
附图说明
[0031]图1为本专利技术所述一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法中编码器结构示意图；
[0032]图2为本专利技术所述一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法中磁感应器单元分布图；
[0033]图3为本专利技术所述一种编码器的智能功耗调节及通信切换方法中磁性件的极性分布图；
[0034]图4为本专利技术所述一种编码器的智能功耗调节方法流程图；
[0035]图5为本专利技术所述一种编码器的智能通信切换方法流程图。
具体实施方式
[0036]下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]如图1
‑
3所示，一种编码器的智能功耗调节方法，其中，所述编码器包括转轴1、码盘2和电路板3；所述码盘2包括磁性件21和用于固定所述电路板的支架22，所述磁性件21设置于所述转轴1的轴尾，可与所述转轴1同步旋转；所述电路板3包括磁感应器单元4、解码单元、计数单元、电源管理单元和通信单元；所述磁感应器单元4设置于所述磁性件21的磁场内，用于监测磁场变化，所述磁感应器单元4包括用于检测位置信号的第一磁感应器件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器的智能功耗调节方法，其特征在于，所述编码器包括转轴、码盘和电路板；所述码盘包括磁性件和用于固定所述电路板的支架，所述磁性件设置于所述转轴的轴尾，可与所述转轴同步旋转；所述电路板包括磁感应器单元、解码单元、计数单元、电源管理单元和通信单元；所述磁感应器单元设置于所述磁性件的磁场内，用于监测磁场变化，所述磁感应器单元包括用于检测位置信号的第一磁感应器件和用于检测旋转圈数的第二磁感应器件和第三磁感应器件；所述电源管理单元包括内部供电单元和外部供电单元；所述编码器的功耗调节方法包括：判断供电模式，若通过所述外部供电单元供电，则判定为正常模式；若通过所述内部供电单元供电，则判定为低功耗模式；正常模式下，所述编码器通过所述外部供电单元供电，处于高性能工作模式，通过所述解码单元对所述第一磁感应器件输出的位置信号解码，并通过所述通信单元输出解码后的位置信息；低功耗模式下，所述电源管理单元将所述外部供电单元供电切换为内部供电单元供电，并进入一级低功耗工作模式，维持所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件供电工作；判断所述转轴旋转状态，若所述转轴旋转＜第一预设值，则保持一级低功耗工作模式；若所述转轴旋转≥第二预设值，则唤醒所述计数单元，由一级低功耗工作模式进入二级低功耗工作模式，所述计算单元从所述第二磁感应器件和所述第三磁感应器件的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅兆宇，周鹏，吴海健，李新，
申请(专利权)人：无锡信捷电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：