Логический счетчик что это такое

Трехразрядный вычитающий счетчик с последовательным переносом

Рассмотрим трехразрядный вычитающий счетчик с последовательным переносом, схема и временные диаграммы работы которого приведены на рис. 3.68.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В счетчике используются три JK-триггера, каждый из которых работает в режиме Т-триггера (триггера со счетным входом).

На входы J и К каждого триггера поданы логические 1, поэтому по приходу заднего фронта импульса, подаваемого на его вход синхронизации С, каждый триггер изменяет предыдущее состояние. Вначале сигналы на выходах всех триггеров равны 1. Это соответствует хранению в счетчике двоичного числа 111 или десятичного числа 7. После окончания первого импульса F первый триггер изменяет состояние: сигнал Q1 станет равным 0, a ¯Q1 − 1.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Остальные триггеры при этом свое состояние не изменяют. После окончания второго импульса синхронизации первый триггер вновь изменяет свое состояние, переходя в состояние 1, (Qx = 0). Это обеспечивает изменение состояния второго триггера (второй триггер изменяет состояние с некоторой задержкой по отношению к окончанию второго импульса синхронизации, так как для его опрокидывания необходимо время, соответствующее времени срабатывания его самого и первого триггера).

После первого импульса F счетчик хранит состояние 11О. Дальнейшее изменение состояния счетчика происходит аналогично изложенному выше. После состояния 000 счетчик вновь переходит в состояние 111.

Рейтинг моделей

За то время, пока электронные водомеры находятся на рынке, покупатели успели составить свое мнение по поводу самых удачных моделей. Ниже представлены лучшие из них.

АКВА 2 с радиомодулем

Компания «Вавиот» выпустила модель, которая работает по встроенному протоколу Nina, NB-IoT, LTE-M, GSM и предназначена для измерения ГВС и ХВС. Прибор может использоваться как самостоятельно, так и в составе комплекса автоматизированных систем. Примерная рыночная стоимость 2300 руб.

СКВ 15-3-7 с радиомодемом «СТРИЖ»

Прибор имеет функцию удаленного мониторинга показаний через интернет. Межповерочный интервал составляет 6 лет, а максимальное давление выдерживает до 1 МПа. Используется для измерения как холодной, так и горячей воды. Передает показания в личный кабинет потребителя или напрямую в водопоставляющую компанию. Примерная стоимость на рынке 3350 руб.

ЭЛЕХАНТ СВД-15 с монтажным комплектом

Прибор производится в Омске и имеет ряд преимуществ. Показания передаются через радиоканал на смартфон потребителя, могут выводиться на внешний дисплей. Без дополнительного оборудования можно выводить данные также в управляющую компанию.

Низкая стоимость (около 1000руб.) и легкость в установке. Нет потребности в установке обратного клапана, что дает возможность сэкономить и избежать очередного соединения. Подходит для холодной и горячей воды.

Контакты

Восточный край, отмечен Q (выход, разрядность соответствует атрибуту Биты данных)
Выдаёт значение, хранящееся в данный момент в счётчике.
Восточный край, нижний контакт (выход, разрядность равна 1)
Перенос: когда входы загрузка и счёт указывают счётчику увеличиться, значение на этом выходе 1, если регистр имеет максимальное значение. Когда входы загрузка и счёт указывают счётчику уменьшиться, значение на этом выходе 1, если регистр имеет значение 0. Во всех других случаях на этом выходе 0.
Западный край, верхний контакт (вход, разрядность равна 1)
Загрузка: когда на этом входе 1, пока на входе счёт 0, счётчик загрузит значение со входа данные при следующем срабатывании тактового входа; или, если на входе счёт 1, значение счётчика уменьшится.
Западный край, средний контакт, отмечен D (вход, разрядность соответствует атрибуту Биты данных)
Данные: когда срабатывает тактовый вход при 1 на входе загрузка и 0 на входе счёт, значение счётчика сменится на значение, поступившее на этот вход.
Западный край, нижний контакт, отмечен ct (вход, разрядность равна 1)
Счёт: когда на этом входе 1, или он не подключен, значение счётчика увеличивается, когда срабатывает тактовый вход, или уменьшается, если на входе load тоже была 1.
Южный край, отмечен треугольником (вход, разрядность равна 1)
Тактовый вход: в момент срабатывания этого входа (как указано в атрибуте Срабатывание) значение счётчика обновляется, как указано входами загрузка и счёт.
Южный край, отмечен 0 (вход, разрядность равна 1)
Очистка: если на этом входе 0 или неопределённое значение, то он не имеет эффекта. Пока на нём 1, значение счётчика асинхронно фиксируется на 0. Это происходит асинхронно – то есть вне зависимости от текущего значения на тактовом входе. Пока на нём 1, другие входы не имеют эффекта.

Двоичные вычитающие асинхронные счётчики

Счётчики могут не только увеличивать своё значение на единицу при поступлении
на вход импульсов но и уменьшать его. Такие счётчики получили название
вычитающих счётчиков. Для реализации вычитающего счётчика достаточно чтобы
T-триггер срабатывал по переднему фронту входного сигнала. Это можно осуществить
инвертированием этого сигнала. В схеме, приведенной на рисунке 6, для реализации
вычитающего счётчика сигнал на входы последующих триггеров подаются с инверсных
выводов предыдущих триггеров.

Рис. 6 – Схема четырёхразрядного двоичного вычитающего счётчика на универсальных D-триггерах.

Временная диаграмма этого счётчика приведена на рисунке 7. По этой диаграмме видно, что при поступлении на вход счётчика первого же импульса на выходах появляется максимально возможное для четырёхразрядного счётчика число 15. При поступлении следующих импульсов содержимое счётчика уменьшается на единицу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока содержимое счётчика не станет вновь равно 0.

Рис. 7 – Временная диаграмма четырёхразрядного вычитающего счётчика.

Все возможные состояния сигналов на выходах счётчика при поступлении
импульсов на вход микросхемы приведены в таблице 2.

Таблица 2

Изменение уровней на выходе вычитающего счётчика при поступлении
на его вход импульсов
Номер
входного импульса
Q3Q2Q1Q0
11111
2111
3111
411
5111
611
711
81
9111
1011
1111
121
1311
141
151

Для тех, кто привык работать с реально выпускаемыми микросхемами, следует
обратить внимание, что для примера были использованы D-триггеры, работающие по
заднему фронту. Микросхемы 1533ТМ2 (два D-триггера в одном корпусе) срабатывают
по переднему фронту, поэтому схемы для суммирующего и вычитающего счётчика
поменяются местами

Суммирующий счетчик импульсов

Рассмотрим суммирующий счетчик (рис. 3.67, а). Такой счетчик построен на четырех JK-триггерах, которые при наличии на обоих входах логического сигнала «1» переключаются в моменты появления на входах синхронизации отрицательных перепадов напряжения.

Временные диаграммы, иллюстрирующие работу счетчика, приведены на рис. 3.67, б. Через Кси обозначен модуль счета (коэффициент счета импульсов). Состояние левого триггера соответствует младшему разряду двоичного числа, а правого — старшему разряду.

Таким образом, данный счетчик реализует суммирование входных импульсов. Из временных диаграмм видно, что частота каждого последующего импульса в два раза меньше, чем предыдущая, т. е. каждый триггер делит частоту входного сигнала на два, что и используется в делителях частоты.

Что такое тригеры —кратко

Термин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает “хлопанье”. Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить (“перебрасываться”) из одного электрического состояния в другое и наоборот.

Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер (S и R, соответственно, от английских set — установка, и reset — сброс). Условное обозначение триггера — на рис. 5.6.

Он имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q и  , причем выходной сигнал Q является логическим отрицанием сигнала  . На каждый из двух входов S и R могут подаваться входные сигналы в виде кратковременных импульсов (  ). Наличие импульса на входе будем считать единицей, а его отсутствие — нулем. На рис. 5.7 показана реализация триггера с помощью вентилей ИЛИ—НЕ и соответствующая таблица истинности.

SRQ
запрещено
11
11
11хранение бита

Проанализируем возможные комбинации значений входов R и S триггера, используя его схему и таблицу истинности схемы ИЛИ—НЕ (табл. 5.5).

  1. Если на входы триггера подать S=”1″, R=”0″, то (независимо от состояния) на выходе Q верхнего вентиля появится “0”. После этого на входах нижнего вентиля окажется R=”0″, Q=”0″ и выход  станет равным “1”.
  2. Точно так же при подаче “0” на вход S и “1” на вход R на выходе  появится “0”, а на Q — “1”.
  3. Если на входы R и S подана логическая “1”, то состояние Q и  не меняется.
  4. Подача на оба входа R и S логического “0” может привести к неоднозначному результату, поэтому эта комбинация входных сигналов запрещена.

Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта, соответственно, 8 х 210 = 8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.

Эксплуатация и обслуживание

В паспорте водомера содержится информация о периодичности поверки прибора.

После введения его в эксплуатацию необходимо соблюдать этот срок, не пропускать его.

При наличии аккумулятора, его нужно периодически заряжать (срок указан в паспорте). Помимо этого, если не возникнет форс-мажорных ситуаций, водомер работает в штатном режиме, никаких манипуляций производить с ним не нужно.

Внимание! Большое количество солей в жидкости, низкое качество прибора или скачки давления в системе могут спровоцировать искажение данных. Для исправления ситуации следует пригласить сантехника

После окончания работ, счетчик следует опломбировать заново.

3 Задание к работе

3.1 Исследовать суммирующий счётчик.

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 3.1.


Рисунок 3.1 – Схема суммирующего счётчика

Элемент 74393 представляет собой суммирующий счётчик.

ВНИМАНИЕ! Для того, что бы выполнить блок Antitinkling, прочтите инструкцию Борьба с дребезгом контактов. Подавая с помощью кнопки Button на вход счётчика импульсы и наблюдая за выходами Q, заполнить таблицу 3.1

Подавая с помощью кнопки Button на вход счётчика импульсы и наблюдая за выходами Q, заполнить таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Таблица состояний суммирующего счётчика

Номер входного импульсаQDQCQBQA
1    
    
15    

3.2 Исследовать вычитающий счётчик.

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 3.2.


Рисунок 3.2 – Схема вычитающего счётчика

Элемент 4 count представляет собой вычитающий 4-х разрядный счётчик.

Подавая с помощью кнопки Button на вход счётчика импульсы и наблюдая за выходами, заполнить таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Таблица состояний вычитающего счётчика

Номер входного импульсаQDQCQBQA
1    
    
15    

3.3 Исследовать счётчик с произвольным модулем счёта.

В соответствии с вариантом, полученным у преподавателя, разработать схему счётчика с заданным модулем счёта. В соответствии с разработанной схемой сконфигурировать ПЛИС. На рис 3.3 приведён пример схемы счётчика с модулем счёта 8. К выходам счётчика через преобразователь кодов 74247 подключён семисегментный индикатор.

Подавая с помощью кнопки Button на вход счетчика импульсы и наблюдая за выходами QA, QB, QC, QD и цифровым индикатором, заполнить таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Таблица состояний счётчика с произвольным модулем счёта

Номер входного импульсаQDQCQBQAЦифра на индикаторе
1     
     
15     


Рисунок 3.3 – Схема счётчика с модулем счёта 8

Как вы можете установить умный счетчик?

Многие дома могут перейти на умный счетчик прямо сейчас, но там, где вы живете, тип дома, в котором вы живете, а также возраст и тип вашего существующего счетчика могут означать, что вашему поставщику энергии потребуется немного больше времени.

Возможно вам понравится ТОП 6 лучших кофемашин 2021: какую выбрать?

Ваш поставщик свяжется с вами, когда ваш умный счетчик будет готов к установке. Если вы хотите узнать о его приобретении сейчас, обратитесь к своему поставщику энергии.

Умные счетчики и домашний дисплей будут предоставлены и установлены вашим поставщиком энергии. Если ваш поставщик использует сторонних установщиков, ваш поставщик энергии сообщит вам, кто они и когда они придут.

Почему вы должны установить умный счетчик? Потому что они могут помочь вам сэкономить деньги

Умные счетчики поставляются с домашним дисплеем, который показывает, сколько энергии используется почти в реальном времени. Вы можете видеть свои траты в рублях, что может побудить вас сократить потребление энергии.

Нужно ли менять умный счетчик при смене поставщика?

Нет, вам не нужно покупать новый интеллектуальный счетчик при смене поставщика энергии . С одним из счетчиков SMETS2 вы сможете переключать поставщиков энергии без прерывания показаний энергии, оплаты счетов или подачи газа и электроэнергии.

Если у вас есть счетчик SMETS1, вам может потребоваться отправить показания счетчика, чтобы получить точный счет после переключения (как и с традиционными счетчиками). Но это временная ситуация и не влияет на вашу способность сменить поставщика энергии, поэтому вы можете сменить поставщика газа или электроэнергии.

Можете ли вы получить бесплатный счетчик?

Дополнительная плата за домашний дисплей не взимается. У вас не будет наценки на ваш счет, потому что вы выберете умный счетчик. Затраты будут распределены по счетам каждого, так же как и затраты на эксплуатацию и обслуживание современных традиционных счетчиков.

Если у вас есть счетчик предоплаты:

Умные счетчики настроены для работы как с предоплатой, так и с кредитными клиентами, поэтому это означает, что предоплата не должна быть более дорогой.

Фактически, клиенты с предоплатой смогут получить доступ к тарифам на время использования , которые могут помочь вам сэкономить деньги, если вы сможете использовать меньше энергии в периоды высокого спроса (известные как периоды пиковой нагрузки) и больше энергии в периоды низкий спрос (известный как периоды непиковой нагрузки).

Если у вас есть счетчик предоплаты, ваш IHD показывает:

  • сколько кредита у вас осталось
  • сколько у вас есть экстренного кредита (и когда он был активирован)
  • баланс вашего долга (если он у вас есть)
  • если ваш кредит становится низким

Счетчики электроэнергии с пультом: что это такое?

Многие потребители электроэнергии, выбирая счетчик, ориентируются на финансовую сторону данного вопроса. Один из вариантов – приобрести прибор учета использованной электроэнергии с пультом.

Данный прибор по своим задачам ничем не отличается от остальных счетчиков, только в комплекте к нему приложен пульт. При желании, нажав кнопку на пульте, можно отключить устройство, чтобы оно перестало вести учет потребленной электроэнергии, а потом включить. Производители описывают все очень красочно. Однако не все так безоблачно. На самом деле умный счетчик электроэнергии с пультом – это качественная подделка обычного прибора.

При желании одним нажатием на кнопку можно отключить прибор, чтобы он перестал подсчитывать показания

Хотя производители и обещают, что прибор оборудован всеми государственными пломбами, защитными голограммами и по внешнему виду не отличается от стандартных моделей, но в случае обнаружения устройства владельца ждет штраф. Опытные электрики без труда распознают подделку и накажут потребителя за противозаконные действия и обман государства. Кроме того, срок эксплуатации пульта недолгий – всего несколько месяцев.

Еще один существенный минус устройства заключается в том, что цена умного счетчика электроэнергии с пультом немаленькая. Хотя изготовители приборов и утверждают, что все детали устройства заводские и качественные, но стоимость не окупает все его минусы. Намного выгоднее экономить легальными методами, например, можно приобрести многотарифный прибор.

Приборы с пультом опломбированы, на них присутствуют бирки

Отличия от механического водомера

Первым, и самым существенным отличием, является наличие электронной приборной панели на электронном счетчике, и ее отсутствие на механическом.

Это табло дает возможность вывести показания в удобную плоскость, передать их по Wi Fi, или через проводную сеть на любое подключенное устройство.

Некоторые модели передают данные сразу поставщику услуг. Электронные водосчетчики требуют наличия аккумулятора или постоянного источника электроэнергии.

Справка! Размер обоих видов счетчиков примерно одинаковый. Поэтому, в случае замены механического водомера на электронный, дополнительное пространство не понадобится.

Сравнительная таблица механического и электрического счетчика:

 МеханическийЭлектронный
Ценовая категорияБюджетный, дешевыйДорогой
Точность измеренийТочность колеблется, может со временем ухудшитьсяПоказания точные, не ухудшаются
Удобство использованияПоказания снимаются только на самом устройстве, вручную.Возможность вывода электронной панели с показателями в удобное место. Передача данных через интернет, проводное соединение и напрямую водопоставляющей компании.
Потребность в электроэнергии или аккумулятореОтсутствуетПотребность в постоянной подаче электричества или периодической смене (подзарядке) аккумулятора
Периодичность поверкиОт 4 до 7 летДо 10 лет, без потребности в снятии всего механизма

Что собой представляет прибор учета

Счетчик — это устройство, способное перевести расход в числовое значение, по которому и будет начисляться оплата согласно тарифной ставке. Такие приборы могут различаться по области использования. Существуют следующие виды счетчиков расхода:

  • электроэнергии;
  • воды как горячей, так и холодной;
  • газа;
  • гигакалорий – устанавливается в системе отопления.

Подобные приборы учета используются для бытовых нужд, однако существует оборудование и промышленного типа, способное работать с большими объемами. Подобные счетчики устанавливаются в подвалах многоквартирников и называются общедомовыми.

Умные счетчики электроэнергии: цены и особенности

Не всегда приборы установлены таким образом, чтобы подойти к ним было удобно. На помощь придут специальные счетчики, которые позволяют дистанционно просмотреть информацию об использованных ресурсах и оплатить их, не выходя из дома или офиса.

На то, сколько стоит умный счетчик электроэнергии, влияют следующие факторы:

  • цена самого электросчетчика;
  • стоимость контроллера, который отвечает за сбор и передачу данных с устройства.

Также на формирование цены счетчика на электроэнергию влияют бренд, класс точности прибора и тип напряжения сети. Сэкономить можно, установив один контроллер на несколько квартир. Если приборы учета собраны на общем щитке, то для жильцов выгодно использовать один контроллер, тем самым снизив финансовую нагрузку по оплате для проживающих в каждой отдельно взятой квартире.

Стоимость умных счетчиков электроэнергии в 2019 году составляет ориентировочно не менее 3300 рублей

Обычные счетчики стоят от 600 до 1000 рублей. Цена 600-800 рублей свойственна для приборов, которые «умными» стать не могут, то есть снимать показания с устройства можно только с табло. Начиная с 800 рублей, можно приобрести автоматизированные приборы с импульсным выходом, которые могут «поумнеть» с помощью контроллера.

Стоимость контроллеров находится в диапазоне от 3 тысяч до 10 тысяч рублей.

Купить смарт-счетчик в обычном магазине будет немного дороже, чем при заказе напрямую, на сайте производителя

Совсем скоро за потреблением электроэнергии, воды, газа и других ресурсов населением РФ будет следить искусственный разум. Уже сейчас процесс внедрения технологии «умный счетчик» идет полным ходом. Кроме того, энергетики для беспрепятственного доступа сотрудникам устанавливают умный счетчик электроэнергии на столбе.

Данная система дает возможность уменьшить потери электроэнергии за счет возможности дистанционно отключить должника от общей сети. Для этого даже не нужно опломбировать счетчики электроэнергии, достаточно нажать специальную кнопку на сервере. Законопроектом, подписанным в прошлом году, предусмотрено, что потребители не потратят ни рубля на установку современного прибора.

Трехразрядный реверсивный счетчик с последовательным переносом

Рассмотрим трехразрядный реверсивный счетчик с последовательным переносом (рис. 3.70).

В режиме вычитания входные сигналы должны подаваться на вход Тв. На вход Тс при этом подается сигнал логического 0. Пусть все триггеры находятся в состоянии 111. Когда первый сигнал поступает на вход Тв, на входе Т первого триггера появляется логическая 1, и он изменяет свое состояние. После этого на его инверсном входе возникает сигнал логической 1.

При поступлении второго импульса на вход Тв на входе второго триггера появится логическая 1, поэтому второй триггер изменит свое состояние (первый триггер также изменит свое состояние по приходу второго импульса). Дальнейшее изменение состояния происходит аналогично. В режиме сложения счетчик работает аналогично 4-разрядному суммирующему счетчику. При этом сигнал подается на вход Тс. На вход Тв подается логический 0. В качестве примера рассмотрим микросхемы реверсивных счетчиков (рис: 3.71) с параллельным переносом серии 155 (ТТЛ):

  • ИЕ6 — двоично-десятичный реверсивный счетчик;
  • ИЕ7 — двоичный реверсивный счетчик.

Направление счета определяется тем, на какой вывод (5 или 4) подаются импульсы. Входы 1, 9, 10, 15 — информационные, а вход 11 используется для предварительной записи. Эти 5 входов позволяют осуществить предварительную запись в счетчик (предустановку). Для этого нужно подать соответствующие данные на информационные входы, а затем подать импульс записи низкого уровня на вход 11, и счетчик запомнит число.

Вход 14 — вход установки О при подаче высокого уровня напряжения. Для построения счетчиков большей разрядности используются выходы прямого и обратного переноса (выводы 12 и 13 соответственно). С вывода 12 сигнал должен подаваться на вход прямого счета следующего каскада, а с 13 — на вход обратного счета.

Умные счетчики под увеличительным стеклом: разоблачим мифы и поговорим о фактах

Миф 1: Умные счетчики представляют угрозу для нашего здоровья

Хотя интеллектуальные счетчики имеют очень низкую выходную мощность и редко излучают радиоволны, есть люди, которые считают, что они опасны для нашего здоровья, вызывая головокружение, головные боли, проблемы с балансом и даже рак.

Это правда, что интеллектуальные счетчики используют радиочастотные волны для передачи информации о потреблении энергии. Однако уровень излучения составляет лишь крошечную долю от уровня радиоволн, который на самом деле в миллион раз ниже, чем уровни, признанные безопасными по международным стандартам, и намного ниже, чем у мобильных устройств, микроволновых печей и маршрутизаторов Wi-Fi. В заключение можно с уверенностью сказать, что умные счетчики не оказывают негативного влияния на здоровье.

Миф 2: Умные счетчики нарушают конфиденциальность клиентов

Вторая по величине проблема — нарушение конфиденциальности. Поскольку интеллектуальные счетчики могут предоставлять информацию о потреблении энергии в режиме реального времени, их теоретически можно использовать для анализа поведения жителей. Подробная информация о привычках потребления энергии может указывать на то, сколько человек живет в доме, когда они уезжают или остаются дома, какие типы приборов они используют и как часто.

Это правда, что датчики энергии собирают данные. Тем не менее, контроль над ними остается за потребителем. Пользователь может решить, как часто интеллектуальный счетчик отправляет данные поставщику энергии с установленным минимальным ежемесячным лимитом и могут ли данные использоваться в маркетинговых целях или передаваться третьим лицам.

Миф 3: Умные счетчики вызывают пожары и взрывы

Каждый умный счетчик должен пройти строгие испытания, благодаря которым их использование безопасно и эффективно и, конечно, не представляет угрозы сам по себе.

Интеллектуальные счетчики также помогают установщику выявлять проблемы безопасности в электрической системе, которые в противном случае было бы трудно диагностировать. В 2017 году установщики датчиков энергии сообщили о более чем 270 000 существующих проблем безопасности, также потенциально опасных для жизни, таких как неисправная проводка или бойлеры.

Возможно вам понравится Как выбрать хороший холодильник по качеству, цене и надёжности: 10 советов для чайников

Миф 4: Умные счетчики открыты для хакерских атак

Система интеллектуальных счетчиков — это безопасная система. В отличие от других бытовых приборов, большинство интеллектуальных счетчиков не используют Интернет для передачи показаний счетчиков. Данные передаются по независимой защищенной сети, созданной специально для этой системы. Если они уже используют Интернет для передачи данных, в этом процессе задействованы передовые асимметричные криптографические решения. Таким образом, данные о клиентах доступны только поставщику энергии или владельцу дома. В любом случае угроза, исходящая от потенциальной хакерской атаки, устранена.

Также обратите внимание, что данные, хранящиеся в интеллектуальном счетчике, относятся только к потреблению газа и электроэнергии и информации о тарифах. Никакие личные данные в системе не хранятся

Миф 5: Умные счетчики увеличивают счета за электроэнергию

Интеллектуальные датчики устанавливаются владельцами сетей, а стоимость внедрения включается в счет за электроэнергию так же, как установка, мониторинг и обслуживание традиционных счетчиков. Хотя первоначальные инвестиции в модернизацию инфраструктуры должны быть сделаны, анализ затрат и результатов показывает, что датчики энергии обеспечат экономию, намного превышающую первоначальную стоимость.

Сеть аналоговых счетчиков устарела и дороги в обслуживании. Переход на интеллектуальные счетчики означает большую эффективность в долгосрочной перспективе, что приведет к созданию новых динамических тарифов и индивидуальных планов, адаптированных к потреблению энергии отдельными клиентами.

2 Краткие теоретические сведения

Счётчик – устройство для подсчёта числа входных импульсов.

Параметры счётчика:

  • модуль счёта М – число устойчивых состояний;
  • ёмкость Е – максимальное число, которое может быть записано в счётчик (Е=М-1);
  • быстродействие (скорость перехода из состояния «все 1» в состояние «все 0» и наоборот).

Классификация:

  1. По направлению счёта:
  • суммирующие;
  • вычитающие;
  • реверсивные;
  1. По способу построения цепи переноса:
  • с последовательным переносом;
  • с параллельным переносом;
  • с комбинированным переносом;
  1. По способу переключения триггера:
  • синхронные;
  • асинхронные.

2.1 Простейший суммирующий асинхронный счётчик

Счётчик представляет собой несколько последовательно включенных счётных триггеров. Напомним, что по каждому входному импульсу счётный триггер изменяет своё состояние на противоположное.


Рисунок 2.1 – Простейший суммирующий асинхронный счётчик

Если вход синхроимпульса триггера отмечен как «\», то опрокидывание триггера происходит по заднему фронту, если как «/» – то по переднему.


Рисунок 2.2 – Временная диаграмма работы суммирующего асинхронного счётчика

Для того чтобы разобраться, как работает схема двоичного счётчика, воспользуемся временными диаграммами сигналов на входе и выходах этой схемы, приведёнными на рисунке 2.2.

Пусть первоначальное состояние всех триггеров счётчика будет нулевым. Это состояние мы видим на временных диаграммах. Запишем его в таблицу 2.1. После поступления на вход счётчика тактового импульса (который воспринимается по заднему фронту) первый триггер изменяет своё состояние на противоположное, то есть единицу.

Запишем новое состояние выходов счётчика в ту же самую таблицу. Так как по приходу первого импульса изменилось состояние первого триггера, то этот триггер содержит младший разряд двоичного числа (единицы).

Таблица 2.1 – Изменение уровней на выходе суммирующего двоичного счётчика при поступлении на его вход импульсов

Номер входного импульсаQ2Q1Q0
11
21
311
41
511
611
7111
8

Подадим на вход счётчика ещё один тактовый импульс. Значение первого триггера снова изменится на прямо противоположное. На этот раз на выходе первого триггера, а значит и на входе второго триггера сформируется задний фронт. Это означает, что второй триггер тоже изменит своё состояние на противоположное. Это отчётливо видно на временных диаграммах, приведённых на рисунке 2.2. Запишем новое состояние выходов счётчика в таблицу 2.1. В этой строке таблицы образовалось двоичное число 2. Оно совпадает с номером входного импульса.

Продолжая анализировать временную диаграмму, можно определить, что на выходах приведённой схемы счётчика последовательно появляются цифры от 0 до 7. Эти цифры записаны в двоичном виде. При поступлении на счётный вход счётчика очередного импульса, содержимое его триггеров увеличивается на 1. Поэтому такие счётчики получили название суммирующих двоичных счётчиков. Если информацию снимать с инверсных выходов триггеров, то получится вычитающий счётчик.

2.2 Простейший вычитающий асинхронный счётчик

Рассмотрим схему счётчика на триггерах, опрокидывающихся по переднему фронту входных импульсов рисунок 2.3


Рисунок 2.3 – Вычитающий счётчик


Рисунок 2.4 – Временная диаграмма

Из временной диаграммы видим, что получился вычитающий счётчик. Если информацию снимать с инверсных выходов триггеров, то получится суммирующий счётчик.

2.3 Счётчик с произвольным модулем счёта

Для построения такого счётчика можно использовать двоичный счётчик, у которого модуль счёта М должен быть больше модуля счёта разрабатываемого счётчика с произвольным модулем счёта.

Пусть нужно сделать счётчик с М= 10.

У 4-х разрядного счётчика модуль счёта равен 16 (больше 10).

Схема счётчика представляет собой 4 последовательно включённых счётных триггера, у которых есть вход сброса R.

Число 10 в двоичной системе счисления представляется 1010. Когда на выходах счетчика будет код 1010, на выходе элемента «И» появится логическая единица, которая запустит схему гашения. Длительность импульса на выходе схемы гашения должна быть достаточна для надёжного сброса всех триггеров счётчика в 0. Разряды числа 1010, равные 1 подаются на схему «И» с прямых выходов триггеров, а равные 0 – с инверсных. Таким образом, как только счётчик досчитает до 10, произойдёт обнуление всех триггеров и счёт продолжится с кода 0000.


Рисунок 2.5 – Счётчик с модулем счета М=10

Рассмотрим счётчик с М=11 на основе двоичного счётчика в одной микросхеме (без инверсных выходов).
1110=10112


Рисунок 2.6 – Счётчик с модулем счёта М=11

В качестве схемы гашения может быть RS-триггер.


Рисунок 2.7 – Счётчик с модулем счёта М=17

В этой схеме М=100012 = 1710

Сигнал на входе К счётчика будет действовать в течение одного периода входных импульсов

Как и когда будут ставить умные счетчики электроэнергии

Уже с 2019 умные счетчики будут появляться в жизни обычных людей. Главная задача интеллектуальных устройств – наладить максимально достоверный и точный учет потребления ресурсов, упростить пользователям процесс оплаты, а также вычислить недобросовестных потребителей.

Установка интеллектуальных систем не ударит по карману потребителя, так как замена счетчиков электроэнергии бесплатная. Статистические данные утверждают, что на территории Российской Федерации уже установлено около полумиллиона подобных приборов. Также планируется, что к 2024 году 95% граждан будут использовать новые умные счетчики. В данное время любой желающий может добровольно поставить себе современное устройство учета.

Новые счетчики станут обязательными в России через два года

Умные счетчики электроэнергии: что это такое

Интеллектуальные счетчики электроэнергии автоматически снимают показания и передают полученную информацию в специальные платежные системы. Это очень удобно, ведь позволяет сохранить самое ценное – время. И это еще не все. Данные приборы дают возможность сделать процесс начисления платы за полученные коммунальные услуги более прозрачным.

В отличие от старого типа, счетчик удаленного считывания должен быть постоянно подключен к сети

Кроме того, автоматическое снятие показаний счетчика предотвращает ошибки или намеренную подачу ложной информации об использованных ресурсах. Благодаря этому и происходит экономия. С умными счетчиками пользователи будут платить лишь за то количество электроэнергии, которое действительно было израсходовано, даже если показания были поданы не вовремя. Приборы часто размещены за плиткой, под раковиной или ниже уровня глаз, поэтому возможность просмотра данных с устройства с помощью компьютера или мобильного телефона особо приятна.

Современные умные счетчики света определяют данные более точно и детально. Снятие показателей происходит удаленно с помощью специального устройства, которое и отвечает за отправку информации в обслуживающие компании. Кроме того, большое преимущество таких приборов заключается в том, что они способны определять, когда в их работу вмешались, а также сообщать о поломке или ошибке.

Сколько стоит умный счетчик, зависит от определенного набора функций и в среднем варьируется от 3 до 12 тыс. рублей. Согласно закону об установке умных счетчиков электроэнергии обычному населению не нужно менять устройства самостоятельно в обязательном порядке. Замена будет осуществляться обслуживающими компаниями после выхода прибора из строя или с наступлением даты проверки.

Раз в сутки счетчик передает данные о потребленных объемах электричества сетевому предприятию

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий