Схема включения счетчик импульсов

CD4060 — двоичный счетчик со встроенным генератором. Описание, распиновка

CD4060 — это КМОП-микросхема с двоичным счетчиком и генератором в одном корпусе. Ее можно использовать для формирования дискретных задержек по времени или для создания сигналов разных частот. И все это благодаря тому, что CD4060 имеет встроенный модуль генератора, для работы которого требуется всего несколько внешних пассивных электронных компонентов.

Параметры CD4060

1. Напряжение питания: 3В … 15В.
2. Максимальная рабочая частота: 3,5 МГц (5В), 8 МГц (10В), 12 МГц (15В).
3. Максимальные выходные токи логических уровней: 1мА (5В), 2,5 мА (10В), 6,8 мА (15В).

Распиновка CD4060

Что такое 14-ступенчатый двоичный счетчик с осциллятором?

Двоичный счетчик пульсаций — это схема, состоящая из последовательно соединенных триггеров. Выход одного из них соединен с входом CLK следующего. Вход CLK триггера слева — это вход счетчика.

Вместо четырех триггеров, как в приведенном выше примере, CD4060 имеет 14 последовательно соединенных триггеров. Это означает, что он может считать до 16383 (максимальное значение 14 бит).

Данная микросхема также имеет встроенный генератор, который позволяет создавать тактовый импульс для автоматического увеличения счетчика. Это делает CD4060 схемой таймера, которую можно использовать для выбора между различными временными задержками (или частотами) в зависимости от того, какой Q-выход мы будем использовать.

Например, если мы выберем такие значения резистора и конденсатора, при которых генератор будет генерировать тактовый импульс с частотой 1 Гц, то это позволит увеличивать счетчик каждую секунду.

Таким образом, для получения 8-секундной задержки мы можете использовать выход Q3, а для задержки в 2 часа 16 минут (8192 секунды) мы можете использовать выход Q13.

Как использовать CD4060

Прежде всего, нам необходимо подключить вывод VDD к положительной клемме питания, а вывод GND — к отрицательной клемме питания. Мы можем использовать источник питания с напряжением от 3 до 15 В. Хотя некоторые версии микросхемы 4060 поддерживают напряжение до 20В. Все это можно уточнить в datasheet на CD4060

Чтобы активировать генератор, подключите резистор R_t к выводу R_EXT, конденсатор C_t к выводу C_EXT и резистор R2 к выводу CLK и соедините все оставшиеся свободные выводы R_t, C_t и R2 вместе:

Расчет частоты работы генератора можно рассчитать по следующей формуле:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * C_t * R_t )

Обратите внимание, что сопротивление резистора R_t должно быть намного ниже сопротивления R2, чтобы формула была правильной.

Если мы хотим сбросить счетчик обратно на ноль, то на вывод RST (сброс) необходимо подать высокий уровень. В обычной ситуации, чтобы микросхема работала на RST должен быть низкий уровень.

Используйте любой из Q-контактов в качестве выходного сигнала для управления всем тем, чем вы хотите управлять. Выход становятся высокими после того, как:

• Q3 становится высоким после 2 3 = 8 тактовых импульсов
• Q4 становится высоким после 2 4 = 16 тактовых импульсов
• Q5 становится высоким после 2 5 = 32 тактовых импульсов
• Q6 становится высоким после 2 6 = 64 тактовых импульсов
• Q7 становится высоким после 2 7 = 128 тактовых импульсов
• Q8 становится высоким после 2 8 = 256 тактовых импульсов
• Q9 становится высоким после 2 9 = 512 тактовых импульсов
• Q11 становится высоким после 2 11 = 2048 тактовых импульсов
• Q12 становится высоким после 2 12 = 4096 тактовых импульсов
• Q13 становится высоким после 2 13 = 8192 тактовых импульсов

CD4060 пример – регулируемый таймер

Вот практический пример, который мы можем построить с помощью микросхемы 4060:

Чтобы построить эту схему нам понадобится:

1. Микросхема 4060 (CD4060BE)
2. Поворотный переключатель
3. Резистор 100 кОм (R1)
4. Конденсатор 0,22 нФ (С1)
5. Резистор 1 МОм (R2)
6. NPN-транзистор BC337 (VT1)
7. Диод 1N4148 (VD1)
8. Резистор 1 кOм (R3)
9. Электромагнитное реле

При указанных значениях C1 и R2 мы получим частоту:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * 0,0000022 Ф * 100000 Ом) = 1,98 Гц

Итак, у нас примерно 2 тактовых импульса в секунду. И таким образом мы можем получить временную задержку перед тем как каждый выход станет высоким:

• Q3 становится высоким после 2 3 = 8 тактовых импульсов = 4 секунды
• Q4 становится высоким после 2 4 = 16 тактовых импульсов = 8 секунд
• Q5 становится высоким после 2 5 = 32 тактовых импульса = 16 секунд
• Q6 становится высоким после 2 6 = 64 тактовых импульсов = 32 секунды
• Q7 становится высоким после 2 7 = 128 тактовых импульсов = 1 минута и 4 секунды
• Q8 становится высоким после 2 8 = 256 тактовых импульсов = 2 минуты и 8 секунд
• Q9 становится высоким после 2 9 = 512 тактовых импульсов = 4 минуты и 16 секунд
• Q11 становится высоким после 2 11 = 2048 тактовых импульсов = 17 минут и 4 секунды
• Q12 становится высоким после 2 12 = 4096 тактовых импульсов = 34 минуты и 8 секунд
• Q13 становится высоким после 2 13 = 8192 тактовых импульсов = 1 час, 8 минут и 16 секунд

Аналоги для 4060

Вероятно, вы можете найти микросхему 4060 с маркировкой CD4060, NTE4060, MC14060, HCF4060, TC4060 или HEF4060. Обычно маркировка идет с несколькими дополнительными символами в конце (например, CD4060BE). Это связано с производителем микросхемы и используемой технологией производства, но функциональность и выводы одинаковы.

Счетчик импульсов: назначение и применение

На производстве, где есть линии автоматизации, всегда существует необходимость что-то посчитать. Это может быть количество продукции, длина материала, время выполнения какого-либо техпроцесса, станочной операции или действия конкретного механизма, энергоресурсы. Со всем этим может справиться автоматическое устройство подсчета импульсов.

Что такое счетчики импульсов

Прибор, который может подсчитывать импульсы, является определенным автоматическим модулем и используется как элемент управления линиями автоматизированного типа различными механизмами.

Счетчики способны вести счет в прямом, обратном и реверсивном направлении отсчета импульсов и осуществлять подключение/отключение управляющих цепей над внешними устройствами в момент достижения необходимого количества сигналов.

Лицевая панель устройств подсчета прямоугольных сигналов снабжена индикатором знакоотображающего типа и органами управления – кнопками. Конструктивно приборы выполнены таким образом, что могут быть легко установлены в шкафы управления, их панель на переднем плане.

Цепи внешние коммутируются со счетчиком через разъем-клеммник на задней части корпуса прибора.

Как работают устройства счета

Принцип работы счетчика импульсов основан на следующем:

• При помощи кнопочных органов оператор набирает заданную установку подсчета, которая имеет отображение на табло прибора, а также фиксируется автономной памятью, питающейся за счет отдельного энергоснабжения.
• Поступающий на счетный вход сигнал (импульс) производит прибавление либо отнимание единичного значения от установленного заранее параметра, что также отображается на табло.

• В момент совпадения значений посчитанного и заданного управляющий сигнал подается на реле, где происходит смена положения контактной группы.
• Когда на вход сброса приходит сигнал, устройство подсчета импульсов входит в состояние обнуления.

Функция обнуления через вход сброса имеется не у всех схем счетчиков. В некоторых этот процесс автоматически происходит при совпадении значений установки и подсчета. При этом одновременно происходит подача импульса на реле, которое переключает контакты на некоторый заданный промежуток времени.

Универсальные счетчики могут иметь одновременно и прямой, и обратный счет, который может управляться при помощи фазировки импульсов на входе устройства. Такая возможность прибора позволяет применять последний для станков намотки при подсчете числа витков.

Назначение регистратора

Счетчик импульсов-регистратор создан для мониторинга использования воды в горячем и холодном состоянии, энергоресурсов и газа. Устройство работает вместе с обычными счетчиками электричества, газа и воды, где присутствует специальный импульсный выход для телеметрических задач. Также регистратор может дистанционно отслеживать потребление энергетических ресурсов и вести другие операции по учету.

В зависимости от того, сколько каналов имеет регистратор, он может обслуживать такое же количество число-импульсных каналов. Приборы этого типа, как правило, являются механизмами преобразования вторичного порядка. Преобразователями первичного порядка выступают счетные устройства расхода воды, природного газа или энергии, в которых установлен телеметрический выход. Примером регистратора на отечественном рынке может служить счетчик импульсов «Пульсар»

Регистратор кроме схемы счета имеет еще схему памяти, которая не зависит от внешнего питания. Эта память содержит архив, где хранятся все данные по учету. Информацию можно передавать в сеть при помощи специального интерфейса.

Счетчик импульсов «ОВЕН»

Представленный счетчик является микропроцессорной системой, которую применяют для целей подсчета на движущейся транспортерной ленте количества готовых изделий, а также длины полимерной пленки, полученной методом экструзии, кабеля, наматываемого на бабину. Также его используют, решая разные вопросы сортирования продукции, определения общего ее количества и номеров партии.

Встроенное в счетчик импульсов СИ8 таймерное устройство дает возможность задействовать прибор при выполнении функций расходомера, вычисления быстроты кручения вала, счетчика наработки. Цифровое устройство имеет корпусное исполнение трех видов: один настенный вариант и два щитовых. Счетчик может обеспечить следующие функции:

• посчитать импульсы в обратном, прямом и реверсном варианте;
• определить с какой скоростью вращаются узлы и элементы механики, а также направление этого вращения;
• осуществить подсчет расхода в суммарном и текущем варианте;
• измерить сколько длиться технологический процесс;
• определить какова наработка станков и оборудования;
• используя два выходных устройства, управлять нагрузкой;
• хранить в памяти результаты измерений;
• передавать данные по интерфейсу.

Одноканальный счетчик

Счетчик импульсов СИ модели СИ1-8 является восьмиразрядным одноканальным устройством, которое может работать совместно с различными датчиками. Его основное назначение осуществлять контроль технологических процессов широкого спектра производства. Заявленный счетчик также имеет возможность работать совместно с энкодером.

Технические возможности прибора позволяют последнему считать импульсы, приходящие на его вход, и подсчитывать объем полученной продукции, используя любые единицы измерения. Основные функции схемы такие:

• счет входных импульсов автоматически;
• любой вариант подсчета — от нуля к установленному пределу, обратно и режимом реверса;
• вычисление наработки часов оборудованием;
• возможность применения различных коэффициентов программновводимых в устройство;
• функции расходомера;
• отображение результатов измерений наглядно;
• возможность управлять исполнительным устройством, находящимся вовне;
• сохранение данных в памяти и передача их сети;
• возможность программного воздействия на счетчик.

Установка показаний

Чтобы ввести установку подсчета на типовом счетчике импульсов, необходимо произвести следующие действия:

• включить кнопку «ввод» — прибор перейдет в состояние мигающего наименьшего разряда установки;
• выбрать нужную величину числа;
• перейти на следующую позицию разряда при помощи кнопки «выбор»;
• так устанавливая величины каждой позиции дойти до самого наивысшего разряда.

Принципы классификации приборов

Есть множество модификаций устройств для подсчета импульсов, которые разработаны решать разные производственные задачи. Все они имеют следующую классификацию по:

• используемому питающему напряжению;
• амплитуде подсчитываемых импульсов;
• степени быстродействия схемы;
• разрядности;
• системе управления подсчетом, как в счетчике импульсов регистраторе «Пульсар»;
• количеством схем, объединенных одним устройством;
• универсальности в плане возможности обратного, реверсивного и прямого счета;
• функциональности выхода;
• типу выхода;
• виду корпусной оболочки.

От чего питаются устройства

Разные типы счетчиков импульсов могут питаться разным напряжением, в основном это:

• переменное либо постоянное электричество величиной от 18.0 до 36.0 вольт;
• переменное либо постоянное электричество величиной от 85.0 до 240.0 вольт.

Сигналы, приходящие на вход устройств, могут иметь амплитуды в тех же пределах, что и питающее напряжение.

Касаемо выходного контакта счетчика, напряжение на нем может доходить до 250.0 вольт с силой тока до 3.0 ампер. Это не относится к счетчикам, имеющим высокое быстродействие. У них выходом есть электронный ключ, собранный на транзисторной логике.

Счет импульсов на реле

Приборы и комплексы счета импульса.

Команды счета времени для ПК-32-256

Эта группа команд предназначена для программы реализации на включение и выключение выдержки времени.

При работе времени таймеров дискретность времени 0,1 с; 1 с.

Мнемоника обозначения команд с таймера следующая:

О – отключение ТОС

В – включение ТВД

Н – накопление ТНС

Д – десятая доля секунды

Пример:составить программу организации таймера на отключение через время t=2c, выходного сигнала Х1, отключая У1.

Дискретность отсчета 0,1 с.

Адресация: Х1 – 10001

РВ – катушка реле времени

РВ1 – контакты РВ

Программа:

Счет импульса можно проводить на основе счетных схем, выполненных на реле, на шаговых искателях и на ПК.

Х1 – входной сигнал

У1–У3 – сигнал выхода

РП – реле промежуточное

Х0– сигнал окончания счета

Релейная схема счета до 3-х.

Работа схемы:

При замыкании контакта Х1 включается реле РП, которое своими контактами РП1 включает промежуточное реле Z1. Реле Z1 своими контактами Z1 блокирует контакты РП1. В это время РП2 разомкнуты. При отпускании кнопки Х1 контакты РП1 размыкаются, а контакты РП2 замыкаются. При этом по цепи Z1- РП2 включается У1 и блокирует контакты РП2. Одно нажатие прошло. При 2-ом нажатии кнопки Х1 включается реле РП и контакты РП3, которое по цепи Z1-У1-РП3 включает реле Z2. Реле Z2 контактами Z2 блокирует контакты РП3 ( самопотпитка, самоблокировка). При отпускании кнопки Х1 контакты РП3 размыкаются, а контакты РП4 замыкаются. По цепи Z1-У1- Z2-РП4 включается У2, которое своими контактами У2 блокирует контакты РП4. Две плиты прошло. При 3-м нажатии кнопки Х1 происходит включение контакта РП5 и реле Z3, которое блокирует своими контактами Z3 контакты РП5. При опускании кнопки Х1 по цепи Z1-У1- Z2-У2- Z3-У3 включается У3, которое блокирует контакты РП6. Происходит счет третьего сигнала.

Схему можно продолжить до ∞ числа.

Недостаток:низкая надежность, большое число элементов→большая стоимость.

Х отключение схемы производится по сигналу Х0.

Альтернативой схемы счета на реле является схема счета на шаговых искателях.

Преимуществом схемы счета на шаговых искателях является меньшее число катушек, значит более надежно.

Шаговый искатель:

При подаче U на катушку. Бегунок смещается на 1 шаг.

Шаговые искатели выпускаются:

ШИ-24-8

ШИ-24-2 где 12,24- кол-во контактов; 8,2- кол-во рядов.

Схема счета на шаговых искателях.

0,2,4,6,8,10,11- контакты шагового искателя

ШИ – катушка шагового искателя

Работа схемы:

При замыкании схемы Х1 включается катушка ШИ и встает на самопотпитку. При нажатии Х0, катушка обесточивается. При каждом нажатии Х1. Бегунок переходит на 1 шаг. С контактов берется выходной сигнал счета.

Недостаток: требует ухода за контактами (спиртовая протирка)

Альтернативой контактного элемента являются приборы счета на бесконтактных элементах и программа счета на программируемых контроллерах (ПК).

В логике «И» имеются элементы счета, выполненные на базе триггеров.

ПК имеются специальные команды счета. Так команды счета на ПК: ПК 128, счетчик на сложение (СЧС) СЧС nnn8,

где nnn8- локальный адрес ячейки. В которой накапливается счет.

По команде СЧС содержимое ячейки nnn8 увеличивается каждый раз на метр R от 0 к 1.

Команда: счетчик на вычитание (СЧВ)

Пример:запрограммировать работу счетчика на сложение с уставкой 1024

Расположена ячейка памяти, адресация: Х0 – 1000

Программа:

( сброс или обнуление)

(счет на сложение)

(счет на сложение)

СЧУ – команда счетчика циклов

СЧЦ увеличивает в каждом цикле содержимое слова по адресу nnn8 , если состояние аккумулятора R=1, и остается без изменения, если состояние аккумулятора=0. По команде СБС (сброс) аккумулятор обнуляется. Если значение содержимого счетчика достигло значения уставки, то происходит переполнение разрядной сетки.

Задание:Время выдержки в конечных положениях крана

Предусмотреть в схеме количество циклов.

Кроме рассмотренных реле времени существуют схемы выдержки времени на конденсаторах, РЦ- цепочках.

Для замедления срабатывания реле У, катушку реле У шунтируют конденсатором С.

При замыкании Х1 конденсатор шунтирует обмотку У, и ток в катушке начинает протекать только после того, как конденсатор зарядится и сопротивление его возрастет. Добавочное сопротивление R служит для ограничения первоначального тока в цепи.

Все схемы замедления опускания реле основаны на использовании энергии в запасенной в магнитном поле тока после разрыва цепи питания реле.

Пример:

схема 2

В схеме 2после размыкания контакта Х1, уменьшающийся магнитный поток наводит ЭДС в катушке реле У, поэтому протекающий ток Ук удерживает якорь в притянутом состоянии.

Эти схемы характеризуются дополнительными потерями мощности, возникающие в резисторе R.

Схема 3,4 лишена указанного недостатка, где в последовательность резистора включен диод (Д), поэтому в стационарном режиме ток через резистор не протекает для получения значительной выдержки, реле обычно очень массивны для того, чтобы обеспечить необходимый запас энергии.

Кроме этого, применяют электромагнитное реле, т.е. реле с электромагнитным замедлением. Имеет 2 катушки:

Ссаживающая катушка, которая создает размагничивающий магнитный поток. Она работает в режиме насыщения. Применяют также для замедления конденсаторные реле времени, основанные на инерционных свойствах цепи RC,

r=RC-постоянная времени цепи.

Время выдержки:

Un — напряжение питания

Uср. – напряжение срабатывания на конденсаторе

Схема:

Величину выдержки регулируют путем изменения параметров RC-цепочки.

Конденсаторные реле времени просты, надежны и позволяют достичь выдержки времени от 5 до 50 с, с точностью от 5 до 15%.

Применяют также конденсаторные реле времени с импульсным питанием, которые более точны.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Электронный счётчик импульсов

Из Википедии — свободной энциклопедии

Электронный счётчик импульсов предназначен для:

• подсчёта количества импульсов, поступающих с измерительных датчиков на счётные входы (или один счётный вход) счётчика импульсов и пересчёта их в требуемые физические единицы измерения путём умножения на заданный множитель (например, в метры, литры, штуки, килограммы и т. д.);

• подсчёта суммарной выработки за смену, сутки, неделю, месяц и т. д.;
• управления исполнительными механизмами одним или несколькими дискретными выходами (чаще всего, в счётчиках импульсов в качестве дискретного выхода используется реле или оптопара).

Как правило, в качестве датчика применяется механический прерыватель или индуктивный датчик (бесконтактный датчик) или энкодер.

Электронные счётчики импульсов могут иметь высокую степень защиты от пыли и воды (например, IP65).

Счётчик импульсов (некоторые модели) может иметь встроенную функцию тахометра или расходомера.

Электронные счётчики импульсов сохраняют результат измерений при исчезновении напряжения питания в течение неограниченного периода времени в энергонезависимой памяти (EEPROM). После возврата напряжения питания счёт импульсов продолжается, начиная с сохранённого значения; некоторые модели счётчиков импульсов идентифицируют факт пропадания напряжения питания во время работы.

Некоторые модели имеют интерфейс для подключения к сети или компьютеру (например, RS485, RS232, CAN), а также аналоговый выход ЦАП, который может быть использован как для передачи информации другим контрольно-измерительным приборам управления исполнительными механизмами (например, электроприводом).

Кроме того, счётчики импульсов классифицируют по направлению счёта (режиму работы):

• суммирующие счётчики импульсов;
• вычитающие счётчики импульсов;
• реверсивные счётчики импульсов.

Реверсивные счётчики импульсов чаще всего используются при работе с 2-х канальными энкодерами или с двумя индуктивными датчиками, при этом:

• автоматически счётчиком импульсов определяется направление вращения энкодера;
• происходит увеличение в 4 раза разрешающей способности энкодера, то есть 1 полный импульс c энкодера счётчик импульсов превращает в 4 инкремента (см. рис. поясняющий работу счётчика импульсов в реверсивном режиме).