Что такое счетчики импульсов. Как работают счетчики импульсов. Какие бывают виды счетчиков импульсов. Где применяются счетчики импульсов. Какие преимущества у современных электронных счетчиков импульсов.
Что такое счетчики импульсов и принцип их работы
Счетчики импульсов — это электронные устройства, предназначенные для подсчета количества поступающих электрических импульсов. Принцип работы счетчика импульсов заключается в следующем:
- На вход счетчика поступают электрические импульсы от внешнего источника
- Счетчик регистрирует каждый импульс и увеличивает свое внутреннее состояние на единицу
- Текущее значение счетчика отображается на дисплее или передается в систему учета
- При достижении заданного числа импульсов счетчик может генерировать сигнал или сбрасываться в исходное состояние
Таким образом, счетчик импульсов позволяет вести точный подсчет различных событий, представленных в виде электрических сигналов.
Основные виды счетчиков импульсов
Существует несколько основных видов счетчиков импульсов:
1. По принципу работы:
- Электромеханические — используют механический счетный механизм
- Электронные — на основе микроконтроллеров и цифровой логики
2. По назначению:
- Счетчики воды
- Счетчики электроэнергии
- Счетчики газа
- Универсальные счетчики импульсов
3. По способу отображения:
- С механическим циферблатом
- С ЖК-дисплеем
- С беспроводной передачей данных
4. По количеству каналов:
- Одноканальные
- Многоканальные (до 3-4 каналов)
Выбор конкретного типа счетчика зависит от области применения и требуемых функциональных возможностей.
Области применения счетчиков импульсов
Счетчики импульсов находят широкое применение в различных сферах:
- Учет расхода воды, электроэнергии, газа в жилых и промышленных помещениях
- Подсчет количества произведенной продукции на производственных линиях
- Контроль числа посетителей в торговых центрах, музеях и других общественных местах
- Измерение скорости вращения валов двигателей и других механизмов
- Подсчет количества срабатываний различных датчиков в системах автоматики
- Учет наработки оборудования в часах или циклах
- Измерение расхода жидкостей и газов в технологических процессах
Универсальность счетчиков импульсов позволяет использовать их практически в любой области, где требуется вести точный подсчет дискретных событий.
Преимущества современных электронных счетчиков импульсов
Современные электронные счетчики импульсов обладают рядом важных преимуществ по сравнению с электромеханическими аналогами:
- Высокая точность подсчета без механических погрешностей
- Большой диапазон измерений — до миллионов и миллиардов импульсов
- Возможность работы на высоких частотах входных сигналов
- Наличие цифрового интерфейса для подключения к системам учета
- Программируемые режимы работы и функции обработки данных
- Компактные размеры и низкое энергопотребление
- Длительный срок службы без необходимости обслуживания
- Возможность дистанционного считывания показаний
Эти преимущества делают электронные счетчики импульсов оптимальным выбором для большинства современных применений.
Особенности выбора счетчика импульсов
При выборе счетчика импульсов следует учитывать несколько ключевых параметров:
- Диапазон входных частот и амплитуд импульсов
- Требуемая разрядность (максимальное число импульсов)
- Наличие дополнительных функций (сброс, предустановка, фильтрация помех)
- Тип выходного интерфейса (дисплей, цифровой порт)
- Условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
- Требования к надежности и точности
- Стоимость устройства
Правильный выбор счетчика импульсов позволяет обеспечить точный и надежный учет в конкретном применении.
Интеграция счетчиков импульсов в системы автоматизации
Современные счетчики импульсов легко интегрируются в системы автоматизации и учета благодаря наличию стандартных интерфейсов:
- RS-485 с протоколом Modbus
- Ethernet TCP/IP
- Беспроводные интерфейсы (Wi-Fi, LoRaWAN, NB-IoT)
- Аналоговые выходы (токовая петля 4-20 мА)
- Импульсные и релейные выходы
Это позволяет легко подключать счетчики к SCADA-системам, контроллерам, компьютерам и облачным сервисам для сбора и анализа данных.
Перспективы развития технологии счетчиков импульсов
Технология счетчиков импульсов продолжает развиваться в следующих направлениях:
- Повышение точности измерений и помехозащищенности
- Увеличение быстродействия и разрядности счета
- Снижение энергопотребления и габаритов устройств
- Расширение функциональных возможностей и режимов работы
- Развитие беспроводных технологий передачи данных
- Интеграция с системами IoT и облачными сервисами
- Применение технологий машинного обучения для анализа данных
Эти тенденции позволяют создавать все более совершенные и универсальные счетчики импульсов для широкого круга применений.
Счетчики импульсов и регистры — Электротехника и основы электроники (Инженерия)
Лекция 14. Счетчики импульсов и регистры
Основные определения и виды счетчиков. Счетчиком называют цифровое устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов. В процессе работы счетчик последовательно изменяет свое состояние в определенном порядке. Длина списка разрешенных состояний счетчика называется модулем счета Ку. Одно из возможных состояний счетчика принимается за начальное. Если счетчик начал счет от начального состояния, то каждый импульс, кратный модулю счета Ад, снова устанавливает счетчик в начальное состояние, а на выходе счетчика появляется сигнал переноса Р (или займа Z).
Последовательность внутренних состояний счетчика можно кодировать различными способами. Чаще всего используют двоичное (двоичные счетчики) или двоично-десятичное (декадные счетчики) кодирование. Кроме этого находят применение счетчики с одинарным кодированием, когда состояние счетчика представлено местом расположения одной-единственной единицы или одного-единствен-ного нуля (кольцевые счетчики), и унитарное кодирование, когда состояние счетчика представлено числом единиц или нулей (счетчики Джонсона).
Если коды расположены в возрастающем порядке, то счетчик называют суммирующим (Up-counter). Счетчики, у которых коды расположены в убывающем порядке, называют вычитающими (Down-counter), а счетчики, у которых направление перебора кода может изменяться, называют реверсивными (Up/Down counter).
Если для работы счетчика требуется наличие синхросигнала, то такой счетчик называют синхронным. Счетчики, которые работают без синхросигналов, называют асинхронными.
Счетчики могут быть с предварительной установкой и без нее. Для предварительной установки начального состояния счетчика используются специальные входы предустановки. Установка начального состояния счетчика производится только по специальной команде записи. Во время работы счетчика в счетном режиме входы предустановки блокируются и на работу счетчика не влияют. Счетчики с предварительной установкой называют также программируемыми, так как они позволяют изменять модуль счета Кс, который можно рассчитать по формуле
где Sk=0 или 1.
По структуре счетчики делятся на последовательные (каскадные), параллельные и параллельно-последовательные, которые отличаются способом подачи счетных импульсов на входы разрядов счетчика. В последовательном счетчике счетные импульсы поступают только на вход первого разряда, а с его выхода переходят на вход второго разряда. Таким образом, вход каждого последующего разряда счетчика соединен с выходом предыдущего. В параллельном счетчике счетные импульсы одновременно поступают на входы всех разрядов счетчика, однако благодаря внутренней организации счетчика каждому счетному импульсу соответствует срабатывание только определенных разрядов.
Для получения больших значений модуля пересчета используют каскадное соединение параллельных счетчиков. Такие параллельно-последовательные счетчики имеют более высокое быстродействие, чем последовательные, и требуют меньших аппаратурных затрат,
Обобщенная схема счетчика приведена на рис. 14.1. Счетчик СТ можно представить в общем случае как устройство, которое содержит входную логику, управляющую работой счетчика, и выходную логику, которая используется для указания окончания счета или формирования сигнала переноса Р.
+i последующего (рис. 14.2 я). При поступлении счет-Hbix импульсов на вход С] триггеры счетчика
Рис 14 1 Обобщенная схема счетчика импульсов
По структуре счетчики делятся на последовательные (каскадные), параллельные и параллельно-последовательные, которые отличаются способом подачи счетных импульсов на входы разрядов счетчика. В последовательном счетчике счетные импульсы поступают только на вход первого разряда, а с его выхода переходят на вход второго разряда. Таким образом, вход каждого последующего разряда счетчика соединен с выходом предыдущего. В параллельном счетчике счетные импульсы одновременно поступают на входы всех разрядов счетчика, однако благодаря внутренней организации счетчика каждому счетному импульсу соответствует срабатывание только определенных разрядов.
Для получения больших значений модуля пересчета используют каскадное соединение параллельных счетчиков. Такие параллельно-последовательные счетчики имеют более высокое быстродействие, чем последовательные, и требуют меньших аппаратурных затрат,
Обобщенная схема счетчика приведена на рис.
+i последующего (рис. 14.2 я). При поступлении счет-Hbix импульсов на вход С] триггеры счетчика
Рис 14 1 Обобщенная схема счетчика импульсов
будут изменять свои состояния, описываемые последовательно возрастающими двоичными числами. В табл. 14.1 приведена последовательность состояния выходов триггеров такого счетчика.
Для приведения счетчика в начальное состояние используется сигнал сброса R, поступающий одновременно на все входы R триггеров.
При построении асинхронного вычитающего счетчика достаточно заменить выходы Q триггеров на прямые выходы Q. В этом случае при поступлении импульса сброса R на всех выходах счетчика установятся единичные уровни, а при поступлении счетных импульсов на вход С, триггеры счетчика будут изменять свои состояния, описываемые последовательно убывающими двоичными числами.
Для построения асинхронного реверсивного счетчика, который может работать как в режиме суммирования, так и в режиме вычитания, можно с помощью логической схемы обеспечить подачу сигналов с инверсного выхода Q при суммировании или с прямого выхода Q — при вычитании от предыдущего триггера на счетный вход последующего, как показано на рис.
14.2 в. Эта схема включается между выходом одного разряда счетчика и входом другого и, в зависимости от управляющих сигналов — сложение (U) или вычитание (D), на вход последующего разряда поступает сигнал переноса Р или сигнал займа Z.
В асинхронном счетчике с приходом каждого последующего импульса на вход Ci переключаются сразу несколько триггеров. Однако переключение этих триггеров происходит не одновременно, а с некоторой задержкой относительно друг друга. Это приводит к задержке в установлении выходного кода после поступления счетного импульса на вход С. При большом числе разрядов счетчика задержка выходного сигнала может быть значительной и сравнимой с периодом поступления счетных импульсов на вход Ci.
Как видно из временных диаграмм, приведенных на рис. 14.2 я, триггеры в асинхронном последовательном счетчике работают с различной частотой
Таблица 14.1 Состояния выходов четырехразрядного асинхронного двоичного счетчика
Рис.
14.3 Схемы одноразрядных синхронных счетчиков’ суммирующего (а) и вычитающего (б)
Синхронные счетчики. Для построения синхронных счетчиков используют различные типы счетных синхронных триггеров. Схемы одноразрядных синхронных счетчиков приведены на рис. 14.3. Эти схемы реализованы на синхронных счетных триггерах и логических элементах И для формирования сигналов переноса Р или займа Z. Схема одноразрядного синхронного суммирующего счетчика, приведенная на рис. 14.3 а, реализована подключением счетного входа С, к счетному входу триггера, а для формирования сигнала переноса Р использовано логическое произведение сигнала разрешения счета V и выходного сигнала Q, т. е. Р= VQ. Переключение триггера происходит по положительному перепаду сигнала на входе С и при наличии сигнала разрешения на входе V. При этом на выходе триггера Q и выходе переноса Р устанавливаются уровни логической единицы.
При отрицательном перепаде сигнала на входе С состояние триггера не изменяется. Очередное переключение триггера произойдет только по новому положительному перепаду импульса на входе С, при наличии сигнала разрешения на входе V. Таким образом, счетная ячейка обеспечивает синхронное деление на два частоты входных импульсов.
Двоичная вычитающая ячейка отличается от суммирующей тем, что прямой выход Q заменен на инверсный выход Q. На выходе такой ячейки формируется сигнал займа Z = VQ.
Одноразрядный реверсивный счетчик реализуется по схеме, приведенной на рис. 14.4. Для изменения направления счета и формирования сигналов переноса или займа использована логическая схема 2И-ИЛИ. Для изменения направления счета введен специальный вход UID (Up/Down): при UID= схема работает аналогично счетчику, изобра-
Рис. 14.4 Одноразрядный синхронный реверсивный счетчик
женному на рис. 14.3 б, т. е. является суммирующим счетчиком, а при U/D= 0 она аналогична схеме, изображенной на рис.
14.3 б, т. е. переходит в режим вычитания. Использование этих ячеек позволяет реализовать многоразрядные синхронные счетчики.
Схема четырехразрядного суммирующего двоичного синхронного счетчика с параллельным переносом приведена на рис. 14.5. Она отличается от счетчиков с каскадным соединением разрядов тем, что счетные импульсы поступают на тактовые входы С всех триггеров счетчика одновременно. При этом сигналы разрешения счета формируются в логических элементах И как произведение сигнала разрешения счета V и сигналов Q с прямых выходов всех предыдущих триггеров.
Быстродействие счетчиков с параллельным переносом выше быстродействия декадных счетчиков. Минимальный период следования синхроимпульсов определяется суммой
где Тт — время задержки триггера, Тд — время задержки логической схемы. По сравнению с последовательным счетчиком максимальная частота счета параллельного счетчика увеличивается примерно в (и-1) раз и не зависит от числа каскадов.
В некоторых случаях функцию логических элементов можно реализовать на внутренних элементах триггера, тогда можно считать, что т„ = 0 и быстродействие счетчика зависит только от задержки триггера, т. е. 7ст=Тт.
Регистры сдвига. Триггерным регистром сдвига называют совокупность триггеров с определенными связями между ними, при которых они действуют как единое устройство. В регистрах сдвига организация этих связей такова, что при подаче тактового импульса, общего для всех триггеров, выходное состояние каждого триггера сдвигается в соседний. В зависимости от организации связей этот сдвиг может происходить влево или вправо:
Рис. 14.5. Схема четырехразрядного синхронного счетчика с параллельным переносом
Ввод информации в регистр может выполняться различными способами, однако наиболее часто используют параллельный или последовательный ввод, при которых ввод двоичного числа осуществляется или одновременно во все разряды регистра, или последовательно во времени по отдельным разрядам.
-триггерах. В этой схеме каждый выход Q триггера соединен со входом S последующего разряда, а каждый выход Q — с входом R. Тактовые входы всех триггеров соединены вместе, и поступление сигнала синхронизации осуществляется одним общим импульсом через логический элемент И-НЕ (DD7). Состояние первого триггера определяется входными сигналами на входах Х и XI логического элемента И-НЕ (DD5). На вход XI подается текущая информация, а на вход Х2 сигнал разрешения ее передачи. Логические элемент НЕ (DD6) используется для инвертирования входного сигнала, подаваемого на вход S.
На рис. 14.6 б приведены временные диаграммы выходных сигналов триггеров, а в табл. 14.2 — состояния регистра сдвига при записи в первый разряд регистра единичного сигнала. Если при поступлении первого тактового импульса на входах XI и XI установлены сигналы Х~=Х1=, которые затем снимаются к приходу второго тактового импульса, то в результате в первый триггер будет записан сигнал Q = 1.
Ю) можно реализовать последовательным соединением одного счетного триггера и кольцевого счетчика из пяти триггеров.
Основным недостатком кольцевых счетчиков является их низкая помехозащищенность. Например, если под действием помехи исчезнет записанная в счетчик единица, то все триггеры окажутся в нулевом состоянии и счетчик работать не сможет. Для устранения подобных сбоев используются различные способы коррекции состояния счетчика. Схема счетчика с автоматической коррекцией состояния приведена на рис. 14.8. В этой схеме независимо от того, в каком состоянии после включения окажутся триггеры, после четырех тактовых импульсов на входе С установится требуемое выходное состояние (1000).
Счетчики Джонсона. Разновидностью кольцевых счетчиков являются счетчики Джонсона. В этих счетчиках вход регистра, соединен не с выходом б, а с инверсным выходом Q. В результате, когда на вход счетчика поступают тактовые импульсы, то вначале все разряды счетчика заполняются единицами, а затем — нулями.
Схема четырехразрядного счетчика Джонсона приведена на рис. 14.9, а состояние его выходов приведено в табл. 14.3.
Таблица 14.3 Состояние выходов четырехразрядного счетчика Джонсона
Как следует из табл. 14.3, модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета простого кольцевого счетчика, т. е. -Кс=2″. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, могут быть сбои, вызванные помехами. Для коррекции нарушений, вызванных сбоями, также используются способы, с помощью которых производится переход из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных.
Счетчики Джонсона широко используются в делителях частоты импульсов, генераторах случайных чисел, в устройствах памяти и др. На базе счетчика Джонсона можно легко реализовать счетчики с любым четным модулем счета. При необходимости иметь нечетное значение модуля счета можно на вход первого разряда подавать вместо сигнала g„ сигнал QnQn i, как показано на рис. 14.96. При этом из набора выходных состояний счетчика Джонсона исключается одна кодовая комбинация, составленная из нулей.
Двоично-десятичные, или декадные счетчики могут быть реализованы на базе двоичных счетчиков при помощи взаимной связи между отдельными триггерами, входящими в счетчик. Схема декадного счетчика, построенная на базе рассмотренного ранее четырехразрядного двоичного счетчика (рис. 14.2), изображена на рис. 14.10 а. В этом счетчике взаимные соединения триггеров выполнены так, что первые девять счетных импульсов повторяют выходные сигналы триггеров для двоичного счетчика. Последний счетный импульс возвращает с счетчик в исходное состояние. Сигналы на выходах такого триггера приведены на рис. 14.106.
Рис. 14.9. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона с четным (а) и нечетным (б) модулем счета
Рис 14 10 Схема декадного счетчика на счетных триггерах (а) и сигналы на его выходах (б)
Как следует из временной диаграммы, сигналы на выходах счетчика для девяти импульсов совпадают с временной диаграммой, приведенной на рис 14 2 в. Однако десятый импульс, вместо того чтобы установить счетчик в состояние 1010, как у двоичного счетчика, через дополнительные элементы и обратные связи возвращает четвертый триггер в нулевое состояние (Q^O) и препятствует установке второго триггера в единичное состояние, сохраняя его нулевое состояние (Qt^O) В результате после десяти импульсов состояние декадного счетчика будет такое же, как и до начала счета
Это обеспечивается блокированием второго, а значит, и третьего триггера через элемент DD5 с выхода DD4, а также переключением триггера DD4 через элементы DD6 и DD7 отрицательным перепадом с выхода Q Выходные состояния декадного счетчика приведены в табл 144 Такой десятичный счетчик обозначают как «8 + 2», поскольку выход Q^ сохраняет нулевое состояние на протяжении первых восьми входных пульсов и переключается в единичное состояние во время действия двух последних импульсов.
сохраняет нулевое состояние на протяжении первых восьми входных пульсов и переключается в единичное состояние во время действия двух последних импульсов. К таким счетчикам относятся многие интегральные десятичные счетчики, такие как К155ИЕ2 и др
Подобным образом можно сформировать счетчик с любым модулем счета Кс Если используется счетчик из п триггеров на 2″ возможных состояний, то за счет Таблица 14.4 Состояние выходов десятичного счетчика
обратных связей с дополнительными логическими элементами можно получить любое значение Кс<2″.
Интегральные микросхемы счетчиков. Промышленность выпускает большое количество интегральных микросхем счетчиков, построенных на транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ), эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ) и комплементарных полевых транзисторах (КМОП). В табл. 14.5 приведены основные типы счетчиков различных серий интегральных микросхем. Условное обозначение интегральных микросхем счетчиков состоит из обозначения серии (трех или четырех цифр), функционального назначения (двух букв ИЕ) и порядкового номера разработки (от одной до трех цифр).
и низкого t/2x уровней, ток потребления от источника питания, напряжение питания, коэффициент разветвления Л’раз и модуль счета Кс. К динамическим параметрам счетчиков относятся: время г0» переключения из низкого уровня в высокий, время переключения г1‘0 из высокого уровня в
Таблица 14.5 Параметры интегральных микросхем счетчиков импульсов
Таблица 146 Параметры интегральных микросхем регистров
низкий и максимальная частота счета /„акс- Большинство перечисленных параметров определяется серией микросхем и типом применяемой логики.
Интегральные микросхемы регистров. В наименовании регистров их функциональное назначение обозначается буквами ИР. В остальном условное обозначение регистров совпадает с обозначением счетчиков. В табл. 14.6 приведены некоторые типы регистров различных серий
Счетчики электрических импульсов
Назад | Содержание | Вперед |
1.
7. Счетчики
электрических импульсов
Счетчиком называют цифровое устройство, обеспечивающее подсчет числа электрических импульсов. Коэффициент пересчета счетчика равен минимальному числу импульсов, поступивших на вход счетчика, после которых состояния на выходе счетчика начинают повторяться. Счетчик называют суммирующим, если после каждого очередного импульса цифровой код на выходе счетчика увеличивается на единицу. В вычитающем счетчике после каждого импульса на входе счетчика цифровой код на выходе уменьшается на единицу. Счетчики, в которых возможно переключение с режима суммирования на режим вычитания, называются реверсивными.
Счетчики могут быть с предварительной
установкой. В таких счетчиках информация с входов предварительной установки
передается на выходы счетчика по сигналу на специальном входе
предварительной установки. По своей структуре счетчики делятся на
последовательные, параллельные и параллельно-последовательные.
Последовательный
двоичный счетчик образован цепочкой последовательно включенных счетных
триггеров. В параллельном счетчике счетные импульсы подаются одновременно на входы всех разрядов счетчика. Параллельные счетчики имеют большее
быстродействие по сравнению с последовательными. Параллельно-последовательные
счетчики имеют высокое быстродействие и большое значение коэффициента
пересчета.
Счетчики электрических импульсов имеются как в ТТЛ,
так и в КМОП сериях. В качестве примера счетчика ТТЛ рассмотрим микросхему
К155ИЕ5. Функциональная схема счетчика К155ИЕ5 приведена на рисунке 1.51,а, а
его условное обозначение на принципиальных схемах на рисунке 1.51,б. Счетчик
К155ИЕ5 имеет фактически два счетчика: с коэффициентом пересчета два (вход С0 и
выход Q0) и с
коэффициентом пересчета восемь (вход С1 и выходы Q1, Q2, Q3).
Счетчик с коэффициентом пересчета шестнадцать легко получается, если соединить
выход Q0 с входом С1, а
импульсы подавать на вход С0. Временная диаграмма работы такого счетчика
приведена на рисунке 1.
На рисунке 1.53 приведены схемы подключения, изменяющие коэффициент пересчета счетчика К155ИЕ5. Выходы счетчика Q0, Q1, Q2, Q3 имеют соответственно весовые коэффициенты 1, 2, 4, 8. Соединив выходы Q1, Q2 с входами установки счетчика в нуль, получим счетчик с коэффициентом пересчета шесть (рис. 1.53,а). На рисунке 1.53,б показана схема подключения для получения коэффициента пересчета десять, а на рисунке 1.53,в – двенадцать. Однако в схемах, приведенных на рисунках 1.53,а – в, отсутствует возможность установки счетчиков в нулевое состояние.
На рисунках 1.54,а, б приведены соответственно счетчики с
коэффициентами пересчета шесть и семь, в которых предусмотрен вход установки
счетчика в нулевое состояние. Анализ работы схем, приведенных на рисунках 1.53
– 1.54, показывает, что для получения заданного коэффициента пересчета
соединяют с входами логического элемента И те выходы счетчика, весовые
коэффициенты которых в сумме дают необходимый коэффициент пересчета.
В таблице1.3 приведены состояния на выходах счетчика с коэффициентом пересчета десять после поступления каждого очередного импульса, причем счетчик предварительно был установлен в нулевое состояние.
Рассмотрим некоторые из счетчиков КМОП серии. На рисунке 1.55 приведено условное обозначение микросхемы К561ИЕ8 – десятичного счетчика с дешифратором. Микросхема имеет вход установки в нулевое состояние R, вход для подачи счетных импульсов положительной полярности CP и вход для подачи счетных импульсов отрицательной полярности CN.
Переключение счетчика происходит по спадам импульсов положительной
полярности на входе CP,
при этом на входе CN
должна быть логическая единица. Переключение счетчика будет происходить по спадам импульсов
отрицательной полярности на входе CN, если
на входе CP
логический нуль. На одном из десяти выходов счетчика всегда присутствует
логическая единица. Установка счетчика в нуль происходит при подаче на вход R логической единицы.
Промышленностью
выпускаются счетчики для электронных часов. Рассмотрим некоторые из них. На
рисунке 1.57 приведено условное обозначение микросхемы К176ИЕ3, а на рисунке
1.58 – микросхемы К176ИЕ4. На этих рисунках выходы микросхем показаны для
стандартного обозначения сегментов индикатора, приведенного на рисунке 1.59.
Эти микросхемы отличаются друг от друга коэффициентом пересчета. Коэффициент
пересчета микросхемы К176ИЕ3 равен шести, а коэффициент пересчета микросхемы
К176ИЕ4 равен десяти. Установка в нуль рассматриваемых счетчиков осуществляется
подачей сигнала логической единицы на вход R.
При подаче сигнала логического нуля на вход S логические единицы на выходах счетчика будут на тех сегментах, которые отображают число импульсов, поступивших на вход счетчика. При подаче на вход S логической единицы полярность выходных сигналов изменяется. Возможность переключения полярности выходных сигналов позволяет достаточно просто изменить схему подключения цифровых индикаторов.
На рисунке 1.60
приведена схема подключения люминесцентного индикатора к выходам микросхемы
К176ИЕ4.
Подключение индикатора к выходам микросхемы К176ИЕ3 будет аналогичным.
Схемы подключения светодиодных индикаторов к выходам микросхемы 176ИЕ4 приведены на рисунках 1.61,а и 1.61,б. На входе S устанавливается логический нуль для индикаторов с общим катодом и логическая единица для индикаторов с общим анодом.
Описание микросхем К176ИЕ5, К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИЕ18, К176ИД2, К176ИД3 и их применение в электронных часах можно найти в [29]. Микросхемы К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИЕ18 допускают напряжение питания от 3 до 15 В.
Универсальные счетчики могут работать в режимах сложения, вычитания, установки начального кода, установки счетчика в нуль. К универсальным счетчикам относятся К155ИЕ6, К155ИЕ7, К561ИЕ11, К561ИЕ14. Алгоритм работы счетчика К155ИЕ6 рассматривается во второй главе.
Назад | Содержание | Вперед |
Счетчики импульсов — Efento
Счетчики импульсов — это специальные типы датчиков, которые используются для подсчета количества импульсов, поступающих от сторонних устройств/счетчиков.
Существуют различные варианты использования счетчиков импульсов, включая считывание показаний счетчиков воды/электричества/газа или подсчет количества событий (например, открытие и закрытие двери).
Обзор
Efento предлагает три типа счетчиков импульсов: счетчик воды, счетчик электроэнергии и универсальный счетчик импульсов. С аппаратной точки зрения устройства идентичны. Единственная разница заключается в программном обеспечении: счетчик импульсов воды преобразует количество импульсов в литры, счетчик импульсов электроэнергии преобразует количество импульсов в Втч, а общий счетчик импульсов возвращает количество импульсов, подсчитанных за установленный период времени.
Каждый счетчик импульсов может иметь до трех каналов. Каждый канал подсчитывает количество импульсов, выдаваемых подключенным к нему устройством. Кроме того, можно комбинировать каналы счета импульсов с датчиками других типов — например, можно получить счетчик импульсов, который также измеряет температуру и влажность.
Счетчики импульсов Efento могут обмениваться данными с помощью Bluetooth Low Energy и/или NB-IoT. В случае счетчиков импульсов Bluetooth Low Energy данные отправляются либо непосредственно на мобильный телефон с установленным мобильным приложением Efento, либо в облако Efento / стороннюю платформу через шлюз Efento. Счетчики импульсов Efento NB-IoT отправляют данные непосредственно в Efento Cloud или стороннюю платформу по сети NB-IoT. Независимо от способа связи, устройства питаются от батареи и могут работать годами без какого-либо обслуживания.
Подключение счетчиков импульсов
Счетчик импульсов
Счетчики импульсов используются для подсчета ряда событий. Например. подсчитать количество открытий дверей, подсчитать количество людей, прошедших через турникет, подсчитать количество предупреждений, сообщенных устройством. Счетчики импульсов Efento поддерживают любое устройство, имеющее выход SO (импульсный) или сухой контакт.
Сюда входят также дверные датчики с магнитным/герконовым переключателем. Устройство, подающее импульсы, должно быть подключено к контактам CH и GND счетчика импульсов Efento (в случае многоканального счетчика импульсов: Ch2-GND, Ch3-GND, Ch4-GND).
Счетчик пульсаций воды
Счетчики пульсаций воды работают с любым счетчиком воды, оснащенным импульсным выходом. Если вы хотите подключить счетчик пульса воды к аналоговому счетчику, вы можете использовать импульсный датчик (в зависимости от производителя счетчика, он также может называться датчиком импульсов, генератором импульсов) для преобразования показаний аналогового счетчика в импульсы. Обратитесь к руководству пользователя вашего счетчика воды, чтобы найти лучший способ преобразования показаний счетчика в импульсы. Устройство, подающее импульсы, должно быть подключено к контактам CH и GND счетчика импульсов Efento (в случае многоканального счетчика импульсов: Ch2-GND, Ch3-GND, Ch4-GND).
Счетчик импульсов электроэнергии
Счетчик импульсов электроэнергии Efento должен быть подключен к выходу SO счетчика электроэнергии. ВСЕГДА читайте и соблюдайте руководство пользователя счетчика электроэнергии, который вы подключаете к счетчику импульсов Efento. Во избежание поражения электрическим током:
- ОТКЛЮЧИТЕ все источники питания и оборудование, которые будут подключены к этому изделию
- Подсоедините все кабели к устройствам
- Включить все источники питания
Отображение и анализ данных
Счетчики пульса Efento могут отправлять данные в Efento Cloud для дальнейшей обработки и хранения, или к ним можно получить доступ с помощью бесплатного мобильного приложения для Android.
Efento Cloud
Если счетчик импульсов отправляет данные в Efento Cloud, вся информация о потреблении воды/электричества или количестве импульсов сохраняется там.
Пользователь может установить ряд правил, предупреждающих о ненормальном использовании (например, если потребление воды превышает 10 литров в минуту, отправить SMS-уведомление), отображать данные на графике или создавать отчеты с информацией об использовании / количестве импульсов.
Данные счетчика воды Efento представлены на платформе Efento Cloud. Пользователь может настроить правила оповещения. Например, если потребление выше или ниже порогового значения, пользователь будет уведомлен с помощью SMS или электронной почты.
Кроме того, в случае импульсных счетчиков воды и электроэнергии Efento Cloud автоматически рассчитывает общее потребление за выбранный период времени вместе с максимальным, минимальным и средним потреблением. Эту информацию можно экспортировать в виде файла pdf или csv и отправлять на электронную почту пользователя по запросу или автоматически каждый день, каждую неделю или каждый месяц.
Отчет в формате PDF, созданный на основе данных, собранных счетчиком пульса воды Efento.
Отчет содержит информацию об использовании в течение каждой минуты, а также общее потребление воды за весь период времени
Узнайте больше о возможностях Efento Cloud
Мобильное приложение
Пользователи могут считывать данные из памяти счетчиков пульса Efento с помощью мобильное приложение, которое связывается с устройствами по Bluetooth Low Energy. Каждый счетчик импульсов хранит около 40 000 измерений. Одно измерение – это количество импульсов, подсчитанных за один интервал измерения. Например, если интервал измерения установлен на 1 час, устройство сохранит потребление / количество импульсов, подсчитанных за последние 40 000 часов. Если интервал измерения установлен на 1 минуту, устройство сохранит потребление / количество импульсов, подсчитанных за последние 40 000 минут. Кроме того, мобильное приложение представляет данные на графике, отображает статистику или формирует отчеты в формате pdf и csv. Связь по Bluetooth может быть зашифрована, поэтому только авторизованные пользователи могут получить доступ к данным счетчиков пульса.
Конфигурация
Счетчики импульсов Efento имеют те же функции, что и обычные датчики Efento: функции датчиков Bluetooth Low Energy и функции датчиков NB-IoT. Помимо стандартных функций пользователь может настроить: период измерения и коэффициент преобразования импульсов.
Период измерения
Определяет, через какие интервалы счетчики импульсов подсчитывают количество импульсов. Если вам нужно большее разрешение, вы можете установить период измерения на 1 минуту, и счетчик импульсов будет считать импульсы в этом интервале. Если вам не нужно столько точек данных, поскольку вас интересует ежемесячное потребление воды арендатором, вы можете установить интервал в один час или даже один день. Период измерения настраивается пользователем и может быть установлен на любое значение от 1 минуты до 10 дней.
Коэффициент преобразования
Счетчики импульсов воды и электричества Efento позволяют пользователям устанавливать коэффициент преобразования для каждого из каналов.
Счетчик импульсов преобразует количество импульсов, подсчитанных за установленный период времени, на основе этого коэффициента. Например, если пользователь устанавливает коэффициент преобразования счетчика воды на «1», устройство будет рассматривать один импульс как 1 литр. Если коэффициент преобразования был установлен на «10», каждый импульс будет представлять 10 литров. В случае счетчиков импульсов электроэнергии пользователи могут установить количество ватт-часов (Втч), представленное одним импульсом.
Контроль длительности импульса
Можно установить максимальную длину импульса, принимаемого счетчиком импульсов Efento. Если счетчик импульсов получает импульс длиннее установленного значения, это будет считаться ошибкой и передаваться через NB-IoT/Bluetooth. Эта функция полезна, если счетчики импульсов Efento работают со счетчиками коммунальных услуг, оснащенными импульсными выходами с определенной длительностью импульса. Установив максимально допустимую длину импульса, пользователь может контролировать правильную работу счетчика. По умолчанию управление длительностью импульса отключено, и счетчики импульсов Efento рассматривают любую длину импульса как приемлемую.
