KR100719110B1

KR100719110B1 - 엔코더 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보취득방법

Info

Publication number: KR100719110B1
Application number: KR1020050108227A
Authority: KR
Inventors: 김형일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-17
Also published as: US20070108966A1; CN1963529A; CN100554968C; US7348770B2; KR20070050695A

Abstract

엔코더 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보 취득방법이 개시된다. 본 전자장치는 구동속도에 대응하는 엔코더신호를 전기적 신호로 출력하는 엔코더, 엔코더의 해상도에 기초하여 기 설정된 인터벌 카운트 값을 출력하는 프로세서부, 그리고 엔코더신호 및 인터벌 카운트 값을 이용하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트 값을 출력하는 집적회로부를 포함한다. 이에 따라, 엔코더 속도정보를 취득하여 제어성능을 향상시킬 수 있게 된다.

엔코더, 속도정보, 포지션, 카운트, 제어성능

Description

엔코더 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보 취득방법 { Controller apparatus to acquire the encoder speed information and method thereof }

도 1는 종래의 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 도면, 그리고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 엔코더 120 : 집적회로부

121 : 인터벌카운트값저장부 123 : 엔코더신호카운터부

125 : 비교부 127 : 인터럽트신호카운터부

140 : 프로세서부 145 : 속도정보취득부

본 발명은 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보 취득방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔코더를 사용하는 전자장치에서 엔코더로부터 출력되는 엔코더신호를 이용하여, 속도제어에 필요한 엔코더 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보 취득방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엔코더(encoder)는 모터의 구동속도를 검출하여 전기적인 신호로 출력한다. 전자장치의 종류에 따라, 선형(linear)엔코더 및 휠(wheel)엔코더 등이 사용되고 있다. 이러한 엔코더로부터 채널 A 및 B에 해당하는 펄스신호가 발생하며, 채널 A 및 B에 해당하는 펄스신호를 이용하여, 모터의 구동속도를 취득할 수 있다.

도 1는 종래의 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 엔코더로부터 출력되는 엔코더신호는 동일한 주기를 가지며 90도의 위상 차를 보이는 채널(Channel) A 및 B에 해당하는 전기적인 펄스신호인 것을 알 수 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 포지션(Position)은 엔코더상의 실제거리인 슬릿(slit)의 위치정보를 나타낸다.

종래에는 채널 A 혹은 B에 해당하는 엔코더신호의 하강 에지(falling edge) 혹은 상승 에지(rising edge)로부터 다음 하강 에지 혹은 상승 에지까지의 클록수를 카운트한 값이 특정 레지스터에 저장된다. 그리고, 그 다음 하강 에지 혹은 상승 에지가 발생하면, 다시 클록수를 카운트하여 레지스터의 값을 갱신한다.

엔코더신호의 하강 에지 혹은 상승 에지에서 에미터 인터럽트(emitter interrupt)신호가 발생하며, 레지스터에 갱신된 값이 에미터 인터럽트 루틴제어에 필요한 속도정보로 제공된다. 즉, 도 1에 나타낸 제1카운트 값(count 1)을 속도정보로 이용하고, 다음에 갱신된 제2카운트 값(count 2)을 속도정보로 이용하고, 그 다음에 갱신된 제3카운트 값(count 3)을 속도정보고 이용하게 된다.

최근 들어, 엔코더를 사용하는 전자장치에 여러 가지 기능이 추가됨에 따라, 메인프로세서의 부하가 커지고, 엔코더의 해상도가 높아지고 있다. 이로 인해, 에미터 인터럽트의 발생 횟수가 증가하여, 속도정보를 취득하는데 오차가 발생하게 된다. 이에 따라, 부정확한 속도정보로 전자장치를 제어하게 되어, 제어 성능이 저하될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 제어 성능을 향상시키기 위해, 인터럽트의 발생 간격을 조절하여, 속도정보를 취득하는데 발생하는 오차를 줄이는 속도정보를 취득하는 전자장치 및 그의 속도정보 취득방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자장치는 구동속도에 대응하는 엔코더신호를 전기적 신호로 출력하는 엔코더, 상기 엔코더의 해상도에 기초하여 기 설정된 인터벌 카운트 값을 출력하는 프로세서부, 및 상기 엔코더신호 및 상기 인터벌 카운트 값을 이용하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트 값을 출력하는 집적회로부를 포함한다.

여기서, 상기 집적회로부는 상기 인터벌 카운트 값이 저장되는 인터벌 카운 트값저장부, 상기 엔코더신호를 이용하여, 상기 엔코더상의 실제 이동거리를 카운트하여 엔코더 카운트 값을 출력하는 엔코더신호카운터부, 상기 인터벌 카운트 값과 상기 엔코더 카운트 값이 일치되면, 인터럽트신호를 발생하는 비교부, 및 상기 인터럽트신호와 이전 인터럽트신호 사이를 클록수로 카운트한 인터럽트 카운트 값을 생성하여, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 갱신하는 인터럽트신호카운터부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프로세서부는 다음 수식을 이용하여 상기 속도정보를 취득하는 속도정보취득부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

V=(N*S)/(C*T)

상기 수식에서, V는 현재의 속도정보, N은 상기 인터벌 카운트 값, S는 상기 엔코더 1 카운트 당 이동거리, C는 상기 인터럽트 카운트 값, 그리고, T는 1 클록 당 경과 시간을 나타낸다.

그리고, 상기 속도정보취득부는 상기 프로세서부의 동작상태에 따라 상기 인터벌 카운트 값을 변경하여 출력하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 전자장치의 엔코더 속도정보 취득방법은 구동속도에 대응하는 엔코더신호를 전기적 신호로 출력하는 단계, 상기 엔코더신호를 출력하는 엔코더의 해상도에 기초하여 기 설정된 인터벌 카운트 값을 출력하는 단계, 및 상기 엔코더신호 및 상기 인터벌 카운트 값을 이용하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트 값을 출력하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 인터럽트 카운트 값을 출력하는 단계는 상기 인터벌 카운트 값 이 저장되는 단계, 상기 엔코더신호를 이용하여, 상기 엔코더상의 실제 이동거리를 카운트하여 엔코더 카운트 값을 출력하는 단계, 상기 인터벌 카운트 값과 상기 엔코더 카운트 값이 일치되면, 인터럽트신호를 발생하는 단계, 및 상기 인터럽트신호와 이전 인터럽트신호 사이를 클록수로 카운트한 인터럽트 카운트 값을 생성하여, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 갱신하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 기 설절된 인터벌 카운트 값을 출력하는 단계는 다음 수식을 이용하여 상기 엔코더 속도정보를 취득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

V=(N*S)/(C*T)

또한, 상기 엔코더 속도정보를 취득하는 단계는 프로세서부의 동작상태에 따라 상기 인터벌 카운트 값을 변경하여 출력하는 것이 가능하다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 전자장치는 엔코더(100), 집적회로부(120), 및 프로세 서부(140)를 포함한다.

엔코더(100)는 광원으로부터 투사된 광을 띠(strip) 형태의 필름 혹은 휠(wheel) 형태의 회전판에 형성된 슬릿(slit)을 통해 투과시킨 후, 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 엔코더(100)로부터 출력되는 전기적인 신호를 엔코더신호라고 칭하기로 한다. 엔코더신호는 동일한 주기를 가지며 90도의 위상 차를 보이는 두 개의 전기적인 펄스신호이다.

집적회로부(120)는 엔코더신호를 참조하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트값을 생성하며, 인터벌카운트값저장부(121), 엔코더신호카운터부(123), 비교부(125), 및 인터럽트신호카운터부(127)를 포함한다.

인터벌카운트값저장부(121)에는 후술 되는 프로세서부(140)로부터 출력되는 인터벌카운트값이 저장된다. 이때, 인터벌 카운트 값은 엔코더(100)의 해상도 및 프로세서부(140)의 성능에 따라, 사용자에 의해 적절하게 설정되는 값으로써, 슬릿의 위치 변화 값인 엔코더(100)상의 이동거리가 예측되어 설정된다.

엔코더신호카운터부(123)는 엔코더(100)에서 출력되는 엔코더신호를 이용하여, 슬릿의 실제 위치 변화 값인 엔코더(100)상의 실제 이동거리를 카운트한 엔코더 카운트 값을 생성한다.

비교부(125)는 인터벌 카운트 값과 엔코더 카운트 값을 비교하여, 두 값이 일치되는 순간 인터럽트신호를 생성한다. 즉, 예측된 슬릿의 위치 변화 값이 실제 위치 변화 값과 일치되는 것으로 판단되면, 인터럽트신호를 생성하여 출력한다.

인터럽트신호카운터부(127)는 비교부(125)에서 출력되는 이전 인터럽트신호 발생시점부터 현재 인터럽트신호 발생시점까지의 클록수를 카운트하여 인터럽트 카운트 값을 생성한다. 그리고, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 인터럽트 카운트 값을 출력한다.

프로세서부(140)는 전자장치의 동작을 수행하는데 필요한 데이터를 연산하여 처리하며, 속도정보취득부(145)를 포함한다. 속도정보취득부(145)는 엔코더(100)의 해상도 및 프로세서부(140)의 성능에 따라 적절하게 설정된 인터벌 카운트 값을 집적회로부(120)에 제공한다. 그리고, 집적회로부(120)에서 출력되는 인터럽트 카운트 값을 이용하여 속도정보를 산출한다.

프로세서부(140)는 산출한 속도정보를 바탕으로 PID(Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative)를 계산한 후, PWM(Pulse Width Modulation)신호를 생성하여 구동회로(미도시)에 인가하여 모터(미도시)에 필요한 전압이 공급되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 엔코더(100)에서 출력되는 엔코더신호인 채널 A신호와 엔코더(100)의 해상도 및 프로세서부(140)의 성능에 따라 적절하게 설정된 인터벌 카운트 값이 일치되는 순간 인터럽트신호가 발생한다. 이때, 엔코더(100) 위치 변화 값은 0으로 리셋(reset)된다.

인터럽트신호가 발생하면, 인터럽트신호카운터부(127)가 시스템 클록을 이용하여, 인터럽트신호 간의 시간 간격을 카운트하여, 인터럽트 카운트 값 C1으로 저 장한다. 그리고 나서, 새로운 인터럽트신호가 발생하면, 저장된 C1값을 C2값으로 갱신한다. 같은 방법으로, C2값을 C3값으로 갱신하여, 가장 최근의 인터럽트 카운트 값 C3를 속도정보취득부(145)에 제공한다.

속도정보취득부(145)는 인터럽트 카운트 값을 다음 수학식 1에 적용하여, 속도정보를 산출한다.

V=(N*S)/(C*T)

여기서, V는 현재의 속도정보, N은 인터벌 카운트 값, S는 엔코더 1 카운트 당 이동거리, C는 인터럽트 카운트 값, 그리고, T는 1 클록 당 경과 시간을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도정보 취득방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 따르면, 먼저, 엔코더 해상도 및 프로세서성능에 따라 인터벌 카운트 값을 설정한다. 즉, 엔코더(100)에 형성된 슬릿의 마스킹 간격에 따라 결정되는 해상도 및 전자장치를 구동하는 프로세서부(140)의 성능에 따라, 사용자가 인터벌 카운트 값을 적절하게 설정한다. 이때, 설정되는 인터벌 카운트 값은 전자장치의 동작 중에도 변경 가능한 값이다(S200).

그리고, 엔코더신호카운터부(123)가 인터벌 카운트 값과 비교하기 위한 현재의 포지션을 초기값으로 리셋한다. 즉, 엔코더(100)에서 출력되는 엔코더신호를 참조하여, 엔코더(100)상의 현재 슬릿의 포지션을 0으로 설정한다(S210).

그 후, 엔코더신호카운터부(123)는 엔코더신호를 카운트하여 엔코더 카운트 값을 출력한다. 즉, 엔코더신호카운터부(123)가 엔코더(100)에서 출력되는 엔코더신호를 참조하여, 엔코더(100)상의 현재 슬릿의 포지션을 카운트하여, 엔코더 카운트 값을 출력한다(S230).

이때, 비교부(125)는 인터벌 카운트 값과 엔코더 카운트 값을 비교하여(S250), 두 값이 일치되는 경우, 인터럽트신호를 발생한다(S270). 만약, 인터벌 카운트 값과 엔코더 카운트 값이 일치되지 않는 경우, 단계 S230 및 S250을 반복하여 수행한다.

인터럽트신호카운터부(127)는 이전 인터럽트신호 발생시점부터 현재 인터럽트신호 발생시점까지의 클록수를 카운트하여, 인터럽트 카운트 값을 갱신한다. 다시 말해서, 인터럽트 카운트 값을 생성하여, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 새로운 인터럽트 카운트 값으로 갱신한다. 그리고, 새로운 인터럽트 카운트 값을 속도정보취득부(145)에 제공한다(S290).

이상과 같은 과정에 의해, 한 주기에 해당하는 속도정보를 취득할 수 있게 되며, 이러한 주기를 반복하여 수행함으로써, 취득한 속도정보를 구동제어에 이용하게 된다. 이러한 속도정보를 이용하는 전자장치로는 복사기, 프린터, 팩스, 및 복합기와 같은 화상형성장치가 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자장치의 사용목적 또는 제어구간에 따라 인터럽트의 발생 간격을 조절하여, 속도정보를 취득하는데 있어서 발생 하는 오차를 줄이고, 프로세서의 부하를 줄임으로써, 제어 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

구동속도에 대응하는 엔코더신호를 전기적 신호로 출력하는 엔코더;

상기 엔코더의 해상도에 기초하여 기 설정된 인터벌 카운트 값을 출력하는 프로세서부; 및

상기 엔코더신호 및 상기 인터벌 카운트 값을 이용하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트 값을 출력하는 집적회로부;를 포함하며,

상기 프로세서부는, 상기 출력되는 인터럽트 카운트 값을 이용하여 상기 속도정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
제1항에 있어서,

상기 집적회로부는,

상기 인터벌 카운트 값이 저장되는 인터벌 카운트값저장부;

상기 엔코더신호를 이용하여, 상기 엔코더상의 실제 이동거리를 카운트하여 엔코더 카운트 값을 출력하는 엔코더신호카운터부;

상기 인터벌 카운트 값과 상기 엔코더 카운트 값이 일치되면, 인터럽트신호를 발생하는 비교부; 및

상기 인터럽트신호와 이전 인터럽트신호 사이를 클록수로 카운트한 인터럽트 카운트 값을 생성하여, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 갱신하는 인터럽트신호카운터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
제2항에 있어서,

상기 프로세서부는,

다음 수식을 이용하여 상기 속도정보를 취득하는 속도정보취득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치:

V=(N*S)/(C*T)

상기 수식에서, V는 현재의 속도정보, N은 상기 인터벌 카운트 값, S는 상기 엔코더 1 카운트 당 이동거리, C는 상기 인터럽트 카운트 값, 그리고, T는 1 클록 당 경과 시간.
제3항에 있어서,

상기 속도정보취득부는,

상기 프로세서부의 동작상태에 따라 상기 인터벌 카운트 값을 변경하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
구동속도에 대응하는 엔코더신호를 전기적 신호로 출력하는 단계;

상기 엔코더신호를 출력하는 엔코더의 해상도에 기초하여 기 설정된 인터벌 카운트 값을 출력하는 단계;

상기 엔코더신호 및 상기 인터벌 카운트 값을 이용하여, 속도정보를 산출하기 위한 인터럽트 카운트 값을 출력하는 단계; 및

상기 출력되는 인터럽트 카운트 값을 이용하여 상기 속도정보를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 속도정보 취득방법.
제5항에 있어서,

상기 인터럽트 카운트 값을 출력하는 단계는,

상기 인터벌 카운트 값이 저장되는 단계;

상기 엔코더신호를 이용하여, 상기 엔코더상의 실제 이동거리를 카운트하여 엔코더 카운트 값을 출력하는 단계;

상기 인터벌 카운트 값과 상기 엔코더 카운트 값이 일치되면, 인터럽트신호를 발생하는 단계; 및

상기 인터럽트신호와 이전 인터럽트신호 사이를 클록수로 카운트한 인터럽트 카운트 값을 생성하여, 기 저장된 인터럽트 카운트 값을 갱신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 속도정보 취득방법.
제6항에 있어서,

상기 기 설절된 인터벌 카운트 값을 출력하는 단계는,

다음 수식을 이용하여 상기 엔코더 속도정보를 취득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 속도정보 취득방법:

V=(N*S)/(C*T)

상기 수식에서, V는 현재의 속도정보, N은 상기 인터벌 카운트 값, S는 상기 엔코더 1 카운트 당 이동거리, C는 상기 인터럽트 카운트 값, 그리고, T는 1 클록 당 경과 시간.
제7항에 있어서,

상기 엔코더 속도정보를 취득하는 단계는,

프로세서부의 동작상태에 따라 상기 인터벌 카운트 값을 변경하여 출력하는 것을 특징으로 하는 엔코더 속도정보 취득방법.