همانطور که در مطلب شمارنده دیجیتال چیست گفتیم ، این نوع دستگاه ها می توانند با سرعت بالا اشیائی که از مقابل آن ها عبور می کنند را شمارش کرده و تعداد آن ها را به صورت عدد نمایش دهد. دستگاه های شمارنده دیجیتال در زمینه های مختلف صنعتی و اداری و حمل و نقل کاربرد دارند و بسته به نوع کاربرد آن ها امکانات مختلفی را دارا می باشند.
در این نوشته می خواهیم به شما انواع شمارنده های دیجیتال را معرفی کنیم و به شما توضیح دهیم که هر کدام از این شمارنده ها چه کاربرد هایی دارند. پس با آسونیک همراه باشید
انوع شمارنده دیجیتال
در ادامه این مطلب به شما انواع شمارنده های دیجیتال معرفی خواهیم کرد.
1- شمارنده دیجیتال ساعت کار
بعضی از شمارنده های دیجیتال برای اندازه گیری مدت زمان کار تجهیزات و دستگاه ها استفاده می شوند. این شمارنده می تواند مدت زمات وجود سیگنال را براساس ساعت و دقیقه اندازه گیری کند. معمولا در این نوع شمارنده ها دفعات قطع و وصل مهم نبوده و معمولا انواع ریست به صورت دستی یا الکترونیکی و رله خروجی نیز وجود ندارد.
مطالب پیشنهادی
2- شمارنده دیجیتال از پیش تنظیم شونده یا preset counter
شمارنده دیجیتال از پیش تنظیم شده تا زمان رسیدن از مقدار فعلی به مقدار از پیش تعیین شده شمارش می کند و سپس سیگنال خروجی را برای مدیریت دستگاه خروجی فعال می سازد.
معنی عبارت “از پیش تنظیم شده” این است که شما می توانید مقدار نهایی شمارش مورد نظر خود را تنظیم نمایید. و بدان معنا نیست که از پیش تنظیم شده و قابل تغییر نیست.
3- شمارنده دیجیتال جمع کننده یا Totalizer Counter
این نوع دستگاه شمارنده دیجیتال دارای سیگنال ورودی و خروجی نیست و فقط صرفا تعداد شمارش شده فعلی را نشان می دهد و بیشتر برای مواردی کاربرد دارد که قصد دارید فقط تعداد شمارش شده را مشاهده کنید.
4- شمارنده الکترونیکی
شمارنده الکترونیکی یک نوع دستگاه است که برای چندین عملکرد استفاده می شود. این شمارنده ها یک واحد یا چند منظوره هستند که می توان از آنها برای تعیین زمان یا نرخ استفاده کرد.
برخی از انواع شمارنده های الکترونیکی از پیش برنامه ریزی شده اند و برای انجام بیش از یک عملکرد استفاده می شوند. علاوه بر این، شمارنده های الکترونیکی تک کاره یا تک جهته یا دو طرفه هستند. همانطور که از نام آن ها مشخص است، شمارشگرهایی هستند که یک جهته یا به بالا یا به پایین شمارش را انجام می دهند.
در حالی که شمارنده الکترونیکی دو جهته هم بالا و هم پایین شمارش میکند. به طور کلی، این شمارنده ها گران تر هستند و ممکن است نصب آنها در مقایسه با شمارنده های مکانیکی دشوار باشد.
5- مدار شمارنده الکترونیکی مبتنی بر LDR
کل مدار شمارنده الکترونیکی به سه قسمت اصلی مانند i/p، بخش نمایشگر و رمزگشا یا درایور جدا می شود. ورودی مدار شامل یک مدار LDR و مولد موج مربعی است که در اطراف آی سی تایمر NE555 ساخته شده اند. یک لامپ به عنوان منبع نور برای تمرکز روی مقاومت وابسته به نور استفاده می شود. عملکرد اصلی LDR این است که هرگاه لامپ روی LDR متمرکز شود، ماشه می دهد و موج مربعی ایجاد می کند. این سیگنال به عنوان سیگنال ورودی به مدار شمارنده داده می شود. بنابراین اجسامی که باید شمارش شوند و در یک ردیف قرار می گیرند تا یک به یک بین لامپ و مقاومت وابسته به نور حرکت کنند.
6- شمارنده ناهمزمان (ریپل)
شمارنده ناهمزمان یا ریپل یک FF نوع D است که شامل ورودی J می باشد که از O/P معکوس خودش تغذیه می‌شود. این مدار برای ذخیره یک بیت استفاده می شود و قبل از سرریز شدن آن از 0-1 شمارش می کند تا هر زمان که شمارنده برای هر چرخه CLK افزایش یابد و دو چرخه CLK طول بکشد تا سرریز شود.
بنابراین هر چرخه b/n یک انتقال از 0-1 و 1-0 تغییر می کند. این انتقال، یک CLK جدید با چرخه کاری 50% برابر با دقیقاً نصف فرکانس i/p CLK ایجاد می کند. اگر این o/p به عنوان سیگنال CLK برای یک FF مرتب شده استفاده شود، یک شمارنده 1 بیتی دیگر دریافت می کند که نصف سرعت آن را محاسبه می کند. با قرار دادن آنها در کنار هم شمارنده 2 بیتی به دست می آید
7- شمارنده سنکرون
در این نوع شمارنده، ورودی های کلاک ها برای تمام FF ها به هم متصل شده و توسط پالس های i/p فعال می شوند. بنابراین، همه FF ها حالت ها را همزمان تغییر می دهند.
مدار زیر یک شمارنده سنکرون 4 بیتی است. ورودی های J & K فلیپ فلاپ به high متصل هستند. فلیپ فلاپ 1 شامل ورودی‌های J و K است که به o/p فلیپ فلاپ 0 و ورودی‌های فلیپ فلاپ 2 به o/p گیت AND متصل می‌شوند که توسط o/ps FF0 و FF1 تغذیه می‌شود.
راه ساده برای پیاده سازی منطق برای هر بیت این است که زمانی که همه LSB ها در حالت منطقی بالا هستند، تغییر دهید. این شمارنده‌ها همچنین می‌توانند ماشین‌های حالت محدود سخت‌افزاری طراحی شوند که پیچیده‌تر هستند، اما انتقال نرم‌تر و پایدارتر را ممکن می‌سازند.
8- شمارنده دهه
شمارنده دهه برای شمارش ارقام اعشاری به جای دودویی استفاده می شود و ممکن است هر یک یا کدگذاری های باینری دیگر را داشته باشد. یک شمارنده معمولی 4 مرحله ای را می توان به راحتی با اضافه کردن یک گیت NAND همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است به یک شمارنده دهه تغییر داد.
می توانید مشاهده کنید که Flip Flop2 و Flip Flop4 i/ps را به گیت NAND ارائه می دهند. o/ps این گیت به CLR i/p هر یک از فلیپ فلاپ ها متصل است. شمارنده دهه از 0 تا 9 شمارش می‌شود و سپس به 0 تغییر میکند. o/p شمارنده را می‌توان با فشار دادن خط بازنشانی پایین، روی «0» تنظیم کرد.
تعداد شمارنده در هر پالس CLK افزایش می یابد تا به 1001 برسد. وقتی به 1010 افزایش یافت، هر دو i/ps دروازه NAND به بالا می روند. نتیجه خروجی گیت NAND کم می شود و شمارنده را به “0” تغییر می دهد. پایین آمدن D می تواند یک سیگنال CARRY OUT باشد که نشان می دهد تعداد ده عدد بوده است.
9-شمارنده دیجیتال صنعتی
این شمارنده های دیجیتال جهت شمارش پالس، سرعت، فرکانس و … از نمونه های آنالوگ پیچیده تر هستند. در شمارنده های دیجیتال معمولا چند بخش شامل تغذیه، ریست الکترونیک، قطع و وصل ریست توسط شستی روی کانتر، توقف شمارش، شمارش سریع، شمارش آهسته، رله فرمان و … وجود دارد.
به این نکته توجه کنید که که بعضی از این شمارنده های دیجیتال صنعتی از LCD یا LED های فوق العاده کم مصرفی استفاده کرده و فاقد ورودی تغذیه هستند. معمولا این شمارنده ها دارای رله نبوده و تنها به منظور شمارش و اندازه گیری زمان استفاده می شوند.
10- شمارنده دیجیتال قابل برنامه ریزی
دستگاه های شمارنده دیجیتال علاوه بر جمع‌آوری اطلاعات می توانند در سیستم‌های اتوماسیون یا خودکارسازی مدارها نیز نقش داشته باشد. برای این کار باید از شمارنده هایی بهره ببریم که که دارای یک یا چند پلاتین خروجی بوده و قابل برنامه ریزی باشند. این شمارنده ها با عناوین مختلف مانند شمارنده قابل برنامه‌ریزی، حرفه‌ای یا چند کاره ( Multi-Function Counter) شناخته می‌شوند.
خصوصیات شمارنده های قابل برنامه ریزی
- مجهز به صفحه نمایش و ارائه اطلاعات شمارش، وضعیت ورودی، خروجی و …
- امکان تنظیم کردن برای کمیت های مختلف مانند شمارش پالس، سرعت، فرکانس، زمان کار و …
- امکان شمارش و اندازه گیری چند کمیت مختلف و نمایش آن ها به صورت همزمان
- امکان صدور خروجی الکتریکی در بازه های قابل تنظیم
- توانایی انجام عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق، در نظر گرفتن ضریب و … در شمارش های انجام شده
- قابلیت شبکه کردن با شمارنده های دیگر
- امکان تنظیم نوع خروجی از نرمال باز به بسته و برعکس
- دارا بودن پورت های اتصال به نمایشگرهای بزرگ و جداگانه در محل های مختلف
جمع بندی
شمارنده های دیجیتال دستگاه هایی هستند که می توانند دفعات وجود سینگال را شمارش نمایند و آن را به صورت یک عدد نمایش دهند. شمارنده های دیجیتال براساس موارد کاربرد آن ها انواع مختلفی دارند و امکانات مختلفی را در اختیار ما قرار می دهند. در این نوشته برای شما 11 نوع شمارنده دیجیتال را معرفی کردیم. اگر شما انواع دیگری از شمارنده ها را می شناسید که می تواند در این لیست قرار بگیرد را در بخش نظرات برای ما معرفی کنید.
