CN210802495U - 磁性编码器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种磁性编码器，包括编码器芯片、连接器、磁珠、485芯片和稳压保护电路；所述连接器设有信号引脚和电源引脚；所述连接器的所述信号引脚通过所述稳压保护电路连接至地；所述连接器的所述电源引脚可通过所述磁珠向所述编码器芯片和所述485芯片供电；所述编码器芯片用于利用磁场检测转动；所述485芯片用于将接收到的转动角度数据转换成485格式；所述连接器用于向外传输485格式的数据。本申请实施例可在实现磁性编码器的数据远距离传输的同时保证数据的可靠性。

Description

磁性编码器

技术领域

本申请涉及编码器技术领域，特别涉及一种磁性编码器。

背景技术

编码器主要分为光栅编码器和磁性编码器，但是光栅编码器体积大，成本高，需要与电机传动部分连接，不利于安装和成本控制。磁性编码器体积小，成本低，多采用SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)传输协议，但传输距离短。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本申请提出一种磁性编码器，可在实现磁性编码器的数据远距离传输的同时保证数据的可靠性。

一种磁性编码器，包括编码器芯片、连接器、磁珠、485芯片和稳压保护电路；所述连接器设有信号引脚和电源引脚；

所述连接器的所述信号引脚通过所述稳压保护电路连接至地；

所述连接器的所述电源引脚可通过所述磁珠向所述编码器芯片和所述485芯片供电；

所述编码器芯片用于利用磁场检测转动；

所述485芯片用于将接收到的转动数据转换成485格式；

所述连接器用于向外传输485格式的数据。

在一些优选的实施方式中，所述连接器的所述信号引脚的数量为多个；一部分所述信号引脚通过电阻串联至所述485芯片。

在一些优选的实施方式中，还包括电源指示灯；所述连接器的所述电源引脚可通过所述磁珠向所述电源指示灯供电。

在一些优选的实施方式中，所述稳压保护电路包括多个稳压管；每个所述信号引脚通过一个所述稳压管连接至地。

在一些优选的实施方式中，所述磁珠包括第一磁珠和第二磁珠；所述连接器的所述电源引脚分别通过所述第一磁珠和所述第二磁珠向所述编码器芯片和所述485芯片供电。

在一些优选的实施方式中还包括第一电容和第三电阻；所述电源指示灯通过所述第三电阻连接至所述磁珠；所述第一电容与所述电源指示灯和所述第三电阻形成一个回路。

在一些优选的实施方式中还包括第二电容和第三电容；所述第二电容与所述第三电容并联后的一端与所述编码器芯片的引脚VDD3V连接，另一端接地。

在一些优选的实施方式中还包括第四电容与第五电容；第四电容与第五电容并联后的一端与所述编码器芯片的引脚VCC连接，另一端接地。

与现有技术相比，本申请的有益效果有：

连接器通过磁珠给编码器芯片和485芯片供电，可实现稳定供电。连接器的信号引脚通过稳压保护电路连接至地，可起到防静电的作用，可使得电路更加可靠和稳定。利用485芯片的传输协议，可使数据的传输距离更远。如此，可在实现磁性编码器的数据远距离传输的同时保证数据的可靠性。

附图说明

图1示出本申请一个实施例的磁性编码器的使用场景；

图2为本申请一个实施例的磁性编码器的电路图。

具体实施方式

为了使本申请实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合图1和图2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例提供一种磁性编码器，为非接触型编码器。本实施例的磁性编码器包括编码器芯片U1、连接器P1、第一磁珠B1、第二磁珠B2、485芯片U2和稳压保护电路。稳压保护电路包括多个稳压管(又称为TVS管)，分别为TVS管D1、TVS管D2、TVS管D3、TVS管D4和TVS管D5。

连接器P1用于连接外部电源和信号线。连接器P1设有引脚1至8。引脚1为电源引脚，连接5V电源。引脚2和引脚8连接至地。引脚3至引脚7是信号引脚，与信号线连接。引脚3至引脚7分别通过TVS管D1、TVS管D2、TVS管D3、TVS管D4和TVS管D5连接到地，使得连接器P1的每根信号线上都加了TVS管。

连接器P1通过第一磁珠B1和第二磁珠B分别给编码器芯片U1和485芯片U2供电。也即，连接器P1的引脚1通过第一磁珠B1连接至编码器芯片U1的引脚VDD；连接器P1的引脚1还通过第二磁珠B连接至485芯片U2的引脚VCC。

连接器P1的引脚3至引脚6分别通过电阻R4、电阻R6、电阻R8和电阻R11串联至485芯片U2，具体是分别连接至485芯片U2的引脚Y、引脚Z、引脚B和引脚A。其中，在连接器P1的引脚3和引脚4之间并联电阻R5，在连接器P1的引脚5和引脚6之间并联电阻R10，用于实现阻抗匹配。引脚Y表示数据正输出；引脚Z表示数据负输出；引脚B表示485差分信号的反向端；引脚A表示485差分信号的正向端。

连接器P1的引脚7则连接至编码器芯片U1的片选引脚CS。

485芯片U2的引脚GND接地；引脚D和引脚R分别通过电阻R7和电阻R9连接至编码器芯片U1的引脚MOSI和引脚CLK。引脚D表示数据输入；引脚R表示时钟输出。

编码器芯片U1具体为磁编码器芯片，可利用磁场检测转动角度。

本实施例的编码器芯片U1采用4线SPI通信。与一般的4线SPI不同的是：在本实施例中，引脚CS和引脚MISO分别通过电阻R1和电阻R2直接上拉，并没有连接到外部。如前所述，编码器芯片U1的引脚MOSI和引脚CLK通过485芯片U2和外部连接。测试引脚TEST接地。引脚MOSI表示主机输出/从机输入数据引脚；引脚CLK表示时钟引脚；引脚CS表示片选引脚；引脚MISO表示主机输入/从机输出数据引脚。

以对电机的转动进行检测为例对本实施例进行说明。

在电机的传动部分粘上一块磁铁，具体是圆形钕铁硼磁铁，使得电机的转动角度和磁铁磁场的转动角度成线性关系。编码器芯片平行正对磁铁，相距2-3mm左右，以获得更好的线性度。

编码器芯片U1利用磁场检测到电机的转动角度，并将转动角度数据发送给485芯片U2。485芯片将接收到的转动角度数据转换成485格式并发送给连接器P1，通过连接器P1向外传输485格式的数据。通过对从连接器P1接收到的数据进行处理，便可得到电机的转动角度或转动速度。

根据上述可知，连接器P1通过第一磁珠B1和第二磁珠B分别给编码器芯片U1和485芯片U2供电，可实现稳定供电。连接器P1的引脚3至引脚6分别通过电阻R4、电阻R6、电阻R8和电阻R11串联至485芯片U2，可滤除高频噪声。在连接器P1的每根信号线上都加了TVS管，可起到防静电的作用，可使得电路更加可靠和稳定。利用485芯片U2的传输协议，可使数据的传输距离更远。如此，可在实现磁性编码器的数据远距离传输的同时保证数据的可靠性。

本实施例的磁性编码器还包括电源指示灯LED1，具体为LED灯。电源指示灯LED1通过第三电阻R3连接至第一磁珠B1，如此，连接器P1的电源引脚可通过第一磁珠B1向电源指示灯LED1稳定供电。连接器P1上电后电源指示灯LED1就会被点亮，起到指示的作用。第三电阻R3可起到限流的作用。

本实施例的磁性编码器还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5。第一电容C1与电源指示灯LED1和电阻R3形成一个回路。第二电容C2与第三电容C3并联后的一端与编码器芯片U1的引脚VDD3V连接，另一端接地。第四电容C4与第五电容C5并联后的一端与编码器芯片U1的引脚VCC连接，另一端接地。第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5用于去耦。

本实施例提供一种非接触的编码器，具有较远的数据传输能力且可保证数据的可靠性。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁性编码器，其特征在于：包括编码器芯片、连接器、磁珠、485芯片和稳压保护电路；所述连接器设有信号引脚和电源引脚；

所述连接器的所述信号引脚通过所述稳压保护电路连接至地；

所述连接器的所述电源引脚可通过所述磁珠向所述编码器芯片和所述485芯片供电；

所述编码器芯片用于利用磁场检测转动；

所述485芯片用于将接收到的转动数据转换成485格式；

所述连接器用于向外传输485格式的数据。

2.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：所述连接器的所述信号引脚的数量为多个；一部分所述信号引脚通过电阻串联至所述485芯片。

3.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：还包括电源指示灯；所述连接器的所述电源引脚可通过所述磁珠向所述电源指示灯供电。

4.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：所述稳压保护电路包括多个稳压管；每个所述信号引脚通过一个所述稳压管连接至地。

5.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：所述磁珠包括第一磁珠和第二磁珠；所述连接器的所述电源引脚分别通过所述第一磁珠和所述第二磁珠向所述编码器芯片和所述485芯片供电。

6.根据权利要求3所述磁性编码器，其特征在于：还包括第一电容和第三电阻；所述电源指示灯通过所述第三电阻连接至所述磁珠；所述第一电容与所述电源指示灯和所述第三电阻形成一个回路。

7.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：还包括第二电容和第三电容；所述第二电容与所述第三电容并联后的一端与所述编码器芯片的引脚VDD3V连接，另一端接地。

8.根据权利要求1所述磁性编码器，其特征在于：还包括第四电容与第五电容；第四电容与第五电容并联后的一端与所述编码器芯片的引脚VCC连接，另一端接地。

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