JP2020096299A - Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit - Google Patents
Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020096299A JP2020096299A JP2018233766A JP2018233766A JP2020096299A JP 2020096299 A JP2020096299 A JP 2020096299A JP 2018233766 A JP2018233766 A JP 2018233766A JP 2018233766 A JP2018233766 A JP 2018233766A JP 2020096299 A JP2020096299 A JP 2020096299A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digital input
- light
- input device
- photocoupler
- life
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、フォトカプラの寿命を診断する機能を備えたデジタル入力装置に関する。 The present invention relates to a digital input device having a function of diagnosing the life of a photocoupler.
計算機システム等のデジタル信号を入力するために使用されるデジタル入力ボード等と呼ばれるデジタル入力装置には、外部接続機器から入力信号を受け取る回路にフォトカプラを用いたものがある。フォトカプラは、発光ダイオードとフォトトランジスタとを含み、電気信号を発光ダイオードによって光に変換し、その光をフォトトランジスタが受光して電気信号に変換する構成であり、電気的に絶縁しながら入力信号を伝達することができる。 2. Description of the Related Art Some digital input devices called digital input boards used for inputting digital signals in computer systems use a photo coupler in a circuit that receives an input signal from an externally connected device. The photocoupler includes a light emitting diode and a phototransistor, and has a configuration in which an electric signal is converted into light by the light emitting diode, and the light is received by the phototransistor and converted into an electric signal. Can be transmitted.
フォトカプラは、経年劣化により電流伝達率が小さくなることが知られている。その結果、フォトトランジスタに流れる電流が低減し、信号を正常に入力することが困難となる。 It is known that the photocoupler has a small current transfer rate due to deterioration over time. As a result, the current flowing through the phototransistor is reduced, and it becomes difficult to input a signal normally.
特許文献1には、フォトカプラの寿命診断を行うために、パルス信号を生成してフォトカプラに入力し、発光ダイオードで光に変換し、この光をフォトトランジスタで受光して電気信号に再変換し、得られた電気信号のパルス波形の時間幅を、フォトカプラに入力したパルス信号のパルス時間幅と比較する技術が開示されている。経年劣化により、電流伝達率が低下している場合、フォトカプラの応答性が低下するため、フォトカプラで受光後のパルス幅に基づいて残り寿命を推定できると提案されている。 In Patent Document 1, in order to diagnose the life of a photocoupler, a pulse signal is generated and input to the photocoupler, converted into light by a light emitting diode, and this light is received by a phototransistor and reconverted into an electric signal. However, a technique of comparing the time width of the obtained pulse waveform of the electric signal with the pulse time width of the pulse signal input to the photocoupler is disclosed. It is proposed that the remaining life can be estimated based on the pulse width after light reception by the photocoupler because the responsiveness of the photocoupler decreases when the current transfer rate decreases due to deterioration over time.
特許文献1のフォトカプラ寿命診断装置では、フォトカプラの寿命を診断する際に、パルス信号を生成してフォトカプラに入力する必要がある。そのため、定期的に寿命診断を行うためには、デジタル入力を行っている稼働中のフォトカプラの動作を一旦中断させ、寿命診断用のパルス信号をフォトカプラに入力する必要があり、デジタル入力装置の稼働時間を制限する必要がある。 In the photo coupler life diagnosing device of patent document 1, when diagnosing the life of the photo coupler, it is necessary to generate a pulse signal and input it to the photo coupler. Therefore, in order to periodically perform life diagnosis, it is necessary to temporarily suspend the operation of the photo coupler in operation that is performing digital input and input a pulse signal for life diagnosis to the photo coupler. It is necessary to limit the operating time of.
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、デジタル入力を行っている最中であってもフォトカプラの寿命診断を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to enable life diagnosis of a photocoupler even during digital input.
本発明は、上記目的を達成するために、外部から入力信号を受けとって光を発する発光素子、および、発光素子の発した光を受光して電気信号に変換する受光素子を含むフォトカプラと、受光素子に接続されたコンデンサと、フォトカプラの寿命を判定する寿命判定部とを有する。コンデンサは、受光素子が発光素子からの光を受光した場合、その受光素子に電流を供給することにより放電する。寿命判定部は、コンデンサの放電に要する時間を計測することによりフォトカプラの寿命を判定する。 The present invention, in order to achieve the above object, a light emitting element that receives an input signal from the outside and emits light, and a photocoupler that includes a light receiving element that receives the light emitted by the light emitting element and converts the light into an electrical signal, It has a capacitor connected to the light receiving element and a life determining unit for determining the life of the photocoupler. When the light receiving element receives light from the light emitting element, the capacitor discharges by supplying a current to the light receiving element. The life determining unit determines the life of the photocoupler by measuring the time required for discharging the capacitor.
本発明にかかるフォトカプラ寿命診断装置は、通常のデジタル入力動作の最中に、コンデンサの放電時間を計測することで、フォトカプラの寿命を診断することが可能となる。これにより、デジタル入力動作を中断することなく、フォトカプラの寿命を診断することができる。 The photocoupler life diagnosis device according to the present invention can diagnose the life of the photocoupler by measuring the discharge time of the capacitor during the normal digital input operation. As a result, the life of the photocoupler can be diagnosed without interrupting the digital input operation.
以下に、本発明の実施の形態にかかるフォトカプラの寿命診断機能を備えたデジタル入力装置を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a digital input device having a photo coupler lifetime diagnosis function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のデジタル入力装置102を備えた演算装置103の構成を示す図であり、図2は、デジタル入力装置102のデジタル入力部104の回路構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an arithmetic device 103 including a digital input device 102 of the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a
図1に示すように、本実施形態のデジタル入力装置102は、フォトカプラ203とコンデンサ208を含むデジタル入力部104、および、フォトカプラの寿命を判定する寿命判定部105を備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the digital input device 102 of the present embodiment includes a
フォトカプラ203は、図2に回路例を示したように、外部の機器101から入力信号を受けとって光を発する発光素子(一例として発光ダイオード)204と、発光素子204の発した光を受光して電気信号に変換する受光素子(一例としてフォトトランジスタ)205を含む。受光素子205にはコンデンサ208が接続され、受光素子205が発光素子204からの光を受光した場合、コンデンサ208から電流が供給されることにより受光素子205に電流が流れ、光が電気信号に変換される。
As shown in the circuit example in FIG. 2, the
コンデンサ208は、受光素子205に電流を供給することにより放電する。このとき、コンデンサ208の放電時間は、受光素子205に内在する抵抗成分Riが、経年劣化により増加して大きくなるのに伴って増加する。寿命判定部105は、コンデンサの放電に要する時間(放電時間)を計測することによりフォトカプラ203の寿命を判定する。すなわち、受光素子の経年劣化に伴い放電時間が長くなるため、放電時間が閾値以上になった場合、フォトカプラ203の寿命が近いと判定できる。
The
なお、受光素子205とコンデンサ208との間には、図2のように、一端が受光素子205に、他端がコンデンサ208に接続された抵抗206が配置されていることが望ましい。これにより、コンデンサ208は、抵抗206を介して受光素子205に電流を供給する。
It is desirable that a
本実施形態のデジタル入力装置は、演算装置103内に配置することができる。演算装置103内には、デジタル入力部104が受け取った入力信号を処理する信号処理部106や、信号処理部106の出力信号を外部に出力するデジタル出力装置151や、寿命判定部105が出力した判定結果を受け取って処理し、表示等させる寿命判定処理部110が備えられている。また、寿命判定部105の動作に必要な信号を生成して寿命判定部105に入力するための発振器107、初回電源投入信号出力部108、および、不揮発性記憶領域109が、演算装置103内に配置されている。これらの構成や動作について、この後の実施形態の詳細な説明において明らかにする。
The digital input device of this embodiment can be arranged in the arithmetic device 103. In the arithmetic unit 103, the
<<デジタル入力装置102を備えた演算装置103の詳細な説明>>
<演算装置103の構成>
図1に示すように、演算装置103は、デジタル入力装置102を備え、デジタル入力装置102には外部の機器101が接続されて、入力信号をデジタル入力装置102に入力する。デジタル入力装置102は、デジタル入力部104と、寿命判定部105を備える。また、演算装置103には、デジタル入力装置102の他に、信号処理部106と、発振器107と、初回電源投入信号出力部108と、不揮発性記憶領域109と、寿命判定処理部110が備えられている。
<<Detailed Description of Arithmetic Device 103 with Digital Input Device 102>>
<Configuration of arithmetic unit 103>
As shown in FIG. 1, the arithmetic device 103 includes a digital input device 102, and an
デジタル入力部104には、外部接続機器101からのデジタル入力信号が入力され、デジタル入力信号は、デジタル入力部104を介して、信号処理部106へ伝達され、処理される。信号処理部106の処理結果は、デジタル出力装置151から外部(外部接続機器101等)へ出力される。
A digital input signal from the
寿命判定部105は、放電時間計測回路332と、判定回路303とを含む。放電時間計測回路332は、デジタル入力部104から出力されるVstart、Vstop、発振器107から出力されるクロック信号、初回電源投入信号出力部108から出力されるPfirstを受け取って、コンデンサ208の放電時間を計測する。判定回路303は、計測された放電時間を閾値と比較することにより、フォトカプラ203の寿命を判定する。また、判定回路303は、寿命判定結果を寿命判定処理部110へ送信する。
The
<デジタル入力部104の回路構成と動作>
図2は、外部接続機器101とデジタル入力部104の回路構成例を示す図である。ここでは説明を簡単にするために、外部接続機器101は、直流電圧を出力するDC電源201と、DC電源201が出力する直流電圧を供給する状態または供給しない状態にするためのスイッチ202から構成されている場合を例に説明する。ただし、外部接続機器101は、図2の構成に限定されるものではなく、デジタル入力部104にデジタル入力信号を入力する装置であればどのようなものでもよい。
<Circuit Configuration and Operation of Digital Input Unit 104>
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example of the externally connected
デジタル入力部104は、フォトカプラ203と、第1の抵抗206と、第2の抵抗207と、コンデンサ208とを有する。フォトカプラ203は、発光ダイオード204およびフォトトランジスタ205を備えている。フォトカプラ203の発光ダイオード204側には、外部接続機器101のDC電源201とスイッチ202が接続されている。フォトトランジスタ205のコレクタには、第1の抵抗206の一端が接続されており、エミッタにはグラウンド210が接続されている。第1の抵抗206の他端には、第2の抵抗207の一端とコンデンサ208の一端が接続されている。第2の抵抗207の他端にはプルアップ用電源209が接続されている。コンデンサ208の他端にはグラウンド210が接続されている。
The
次に、デジタル入力部104の動作について説明する。
Next, the operation of the
図2に示したデジタル入力部104の動作は、外部接続機器101のスイッチ202がOFFのときとONのときの2通りある。
There are two operations of the
まず、外部接続機器101のスイッチ202がOFFの時の動作について説明する。スイッチ202がOFFのときは、外部接続機器101から発光ダイオード204への入力信号である電流IFは0Aであるため、フォトトランジスタ205はOFF状態となり、フォトトランジスタ205に流れる電流ICは0Aである。
First, the operation when the
スイッチ202がOFFの間に、プルアップ用電源209から第2の抵抗207を介して、コンデンサ208に電荷が充電され、コンデンサの一端とグラウンド210間の電圧Vstopはプルアップ電圧Vccまで上昇する。従って、デジタル入力部104から放電時間計測回路332へHi(Vcc)レベルの電圧Vstopが出力される。
While the
次に、外部接続機器101のスイッチ202がONの時の動作について説明する。スイッチ202がONのときは、外部接続機器101からの入力信号である電流IFが発光ダイオード204に供給されるため、発光ダイオード204は発光する。この光をフォトトランジスタ205が受光してON状態となり、フォトトランジスタ205に電流ICが流れる。この電流ICは、コンデンサ208に蓄えられていた電荷が、第1の抵抗206、フォトトランジスタ205、グラウンド210の順に流れることによって生じる。このため、コンデンサ208は放電され、コンデンサ208の一端とグラウンド210間の電圧Vstopは0Vとなる。従って、デジタル入力部104から放電時間計測回路332へ、Low(0V)の電圧Vstopが出力される。
Next, the operation when the
このとき、コンデンサ208が放電に要する時間は、放電ルートの抵抗成分に比例して増加する。初回電源投入時は、フォトトランジスタ205に内在する抵抗成分Riは微小であるが、経年劣化により増加して大きくなり、放電時間も増加する。これに伴って、電流伝達率(IC/IF)が小さくなる。
At this time, the time required for the
寿命判定部105の放電時間計測回路332は、放電時間を測定し、判定回路303は、測定した放電時間を放電時間の初期値から算出した閾値と比較することで、フォトカプラの寿命を診断する。これにより、フォトカプラの経年劣化に伴って、放電時間が増加する特性を利用して、フォトカプラの寿命を診断することができる。
The discharge
<寿命判定部105の構成と動作>
(放電時間計測回路332の構成)
図3は、寿命判定部105の放電時間計測回路332の詳しい構成を示す図である。
<Structure and operation of
(Structure of discharge time measuring circuit 332)
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the discharge
放電時間計測回路332は、カウンタ301と、Dラッチ302を有する。カウンタ301は一例として16ビットのものを使用する場合、出力がQ1〜Q16まで16ビットあるため、Dラッチ302も16個必要となる。
The discharge
放電時間計測回路332には、デジタル入力部104から出力されるVstartおよびVstopと、発振器107から出力されるクロック信号の3つが入力される。
The discharge
図4に、演算装置103の電源、DC電源201、スイッチ202、Vstart、Vstopの動作を示すタイミングチャートを示す。Clockはクロック信号である。Vstartは、図2に示したデジタル入力部104の発光ダイオードの両端電圧である。Vstartは、スイッチ202がON状態になったときにHiレベル、スイッチ202がOFF状態になったときにLowレベルとなる。Vstopは、コンデンサ208の両端電圧である。外部接続機器101のスイッチ202がOFF状態のとき、すなわち、外部接続機器101からの入力信号がデジタル入力部104に入力されていない状態のとき、コンデンサ208は充電されるため、Vstopは、プルアップ電源209の電圧Vccまで上昇し、Vstop=Vccとなる。
FIG. 4 shows a timing chart showing the operations of the power supply of the arithmetic unit 103, the
外部接続機器101のスイッチ202がON状態になったとき、すなわち、外部接続機器101からの入力信号がデジタル入力部104に入力されたとき、コンデンサ208は放電するため、Vstopは0Vとなる。
When the
図5に示すように、カウンタ301には、クロック信号とVstart信号が入力される。カウンタ301は、HiレベルのVstart信号が入力されると、クロック信号のカウントを開始し、カウント値Q1〜Q16を出力する。カウント値Q1〜Q16は、Dラッチ302の入力端子1に入力される。
As shown in FIG. 5, the clock signal and the V start signal are input to the counter 301. When the Hi-level V start signal is input, the counter 301 starts counting clock signals and outputs count values Q 1 to Q 16 . The count values Q 1 to Q 16 are input to the input terminal 1 of the
Dラッチ302の入力端子2には、Vstop信号が入力される。Dラッチ302は、Vstop信号がLowレベルになると、カウンタから入力されているカウント値Q1〜Q16を保持して判定回路303に出力する。Dラッチ302が保持したカウント値Q1〜Q16は、コンデンサ208が放電に要した時間を示している。
The V stop signal is input to the
判定回路303は、入力されたカウント値Q1〜Q16に基づいて、寿命判定を行い、寿命判定信号を出力する。
The
図5のタイミングチャートを用いてカウンタ301の動作をさらに具体的に説明する。カウンタ301には、クロック信号とVstartが入力される。一例として、クロック信号のクロック周波数を10MHzとすると、1クロックあたりの時間は0.1μsとなる。VstartがLowである期間は、カウントは開始されないが、VstartがHiになるとカウントが開始される。1クロックあたり1カウントされるため、1カウントの時間は0.1μsとなる。また、16ビットカウンタの場合、65536までカウントできるため、約6.5msまで放電時間を計測可能である。 The operation of the counter 301 will be described more specifically with reference to the timing chart of FIG. The clock signal and V start are input to the counter 301. As an example, when the clock frequency of the clock signal is 10 MHz, the time per clock is 0.1 μs. Counting is not started during the period when V start is Low, but counting is started when V start becomes Hi. Since one count is made per clock, the time for one count is 0.1 μs. Further, in the case of the 16-bit counter, the discharge time can be measured up to about 6.5 ms because it can count up to 65536.
(判定回路303の構成)
図6は、寿命判定部105の判定回路303の内部構成を示すブロック図である。図6を用いて、判定回路303の構成と動作を説明する。判定回路303は閾値計算部601と、不揮発性記憶領域602と、比較部603から構成される。Dラッチ302の出力(放電時間を表すカウント値Q1A,Q2A,…Q16A)は、比較部603と閾値計算部601に入力される。閾値計算部601には、Dラッチ302の出力(Q1A,Q2A,…Q16A)の他に、初回電源投入信号出力部108から出力されるPfirstも入力される。
(Structure of determination circuit 303)
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the
演算装置103内にある不揮発性記憶領域109は、電源投入回数を記憶している。初回電源投入信号出力部108は、不揮発性記憶領域109のデータを読み出し、読み出したデータが初回の電源投入時であることを示している場合のみHiレベルの信号を出力する。初回電源投入ではない場合は、Lowを出力する。
A
PfirstがHiである場合、すなわち、初回電源投入の場合、閾値計算部601は入力されたDラッチ302の出力(Q1A,Q2A,…Q16A)に基づいて閾値を計算する。閾値は例えば放電時間の初期値から20%増加した値とする。
When P first is Hi, that is, when the power is turned on for the first time, the
閾値計算結果(Q1th,Q2th,…Q16th)は、不揮発性記憶領域602内に保存される。比較部603には、Dラッチ302の出力(Q1A,Q2A,…Q16A)と閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)が入力され、それぞれの値の比較を行う。そして、Q1A,Q2A,…Q16A≧Q1th,Q2th,…Q16thであるか否かの判定を行う。Q1A,Q2A,…Q16A≧Q1th,Q2th,…Q16thがYesである場合、フォトカプラの寿命が近づいてきていると判断し異常信号を出力する。Q1A,Q2A,…Q16A≧Q1th,Q2th,…Q16thがNoである場合、フォトカプラは正常であると判断し、正常信号を出力する。
The threshold calculation result (Q 1th , Q 2th ,... Q 16th ) is stored in the
PfirstがLowである場合、すなわち、初回電源投入ではない場合、閾値計算部601は閾値の計算を行わない。不揮発性記憶領域602には、初回電源投入時に算出した閾値が保存され続けている。また、装置の電源が切断された場合でも不揮発性記憶領域602は、初回電源投入時の閾値を保存しつづける。
When Pfirst is Low, that is, when the power is not turned on for the first time, the
(寿命判定部105の動作)
図7は図3に示した寿命判定部105の動作を示すフローチャートである。以降、図7を用いて、寿命判定部105の動作例について説明する。なお、ここでは、寿命判定部105が図7のフローチャートによりソフトウエアにより実現されているように説明するが、放電時間計測回路331は、図3のようにハードウエアで構成されている。判定回路303の閾値計算部601および比較部603の機能は、ソフトウエアにより実現することももちろん可能であるし、機能の一部または全部をハードウエアにより実現することも可能である。ソフトウエアにより実現する場合、閾値計算部601および比較部603を、CPUとメモリにより構成し、CPUがメモリ内のプログラムを読み込んで実行することにより、以下で説明する図7のフローにおける閾値計算部601および比較部603動作を実現するようプログラムを作成しておけばよい。ハードウエアにより実現する場合、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)のようなカスタムICや、FPGA(Field-Programmable Gate Array)のようなプログラマブルICにより演算部12の一部または全部を構成し、閾値計算部601および比較部603の動作を実現するように回路設計を行えばよい。なお、放電時間計測回路331の機能をソフトウエアにより実現することももちろん可能である。
(Operation of life determining section 105)
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
(ステップ701)
放電時間計測回路332のカウンタ301にクロック信号が入力される。デジタル入力部104から出力される発光ダイオード204の両端電圧VstartがLowのとき、すなわち外部接続機器101からの入力信号がOFF状態である場合、コンデンサ208は充電中であり放電はしていないので、カウンタ301はカウントを開始しない。
(Step 701)
The clock signal is input to the counter 301 of the discharge
(ステップ702)
外部接続機器のスイッチ202がON状態になり、入力信号がデジタル入力部104に入力され、発光ダイオード204の両端電圧VstartがHiになると、発光ダイオード204が発光し、フォトトランジスタ205が受光して電流Icが流れるため、コンデンサ208は放電を開始し、図14のようにコンデンサ208の両端電圧Vstopは減衰曲線を描いて低下する。カウンタ301は、VstartがHiになるタイミングでカウントを開始する。そして、カウント値(Q1,Q2…Q16)はDラッチ302に入力される。
(Step 702)
When the
(ステップ703)
放電開始直後でコンデンサ208の両端電圧VstopがHiのときは、Dラッチ302の端子1に入力されたカウント値(Q1,Q2…Q16)はそのままDラッチ302の出力(Q1A,Q2A…Q16A)に出力される。
(Step 703)
Immediately after the start of discharge, when the voltage V stop across the
(ステップ704)
コンデンサ208の放電が完了して、両端電圧VstopがLowになると、Dラッチ302の入力端子2にLowが入力される。これにより、Dラッチ302の出力の値(Q1A,Q2A…Q16A)は保持される。これにより、コンデンサ208の放電時間を示す出力値(Q1A,Q2A…Q16A)がDラッチ302に保持される。
(Step 704)
When the discharge of the
(ステップ705)
閾値計算部601は、初回電源投入であるか否かの判定を行う。判定は、初回電源投入信号出力部108から出力されるPfirstに基づいて行う。PfirstがHiである場合、初回電源投入であると判定し、PfirstがLowである場合、初回電源投入ではないと判定する。
(Step 705)
The
(ステップ706)
初回電源投入であると閾値計算部601が判定した場合、閾値計算部601は、Dラッチ302の出力(Q1A,Q2A…Q16A)を用いて、閾値(Q1th,Q2th…Q16th)を算出する。例えば、初回電源投入時のコンデンサ208の放電時間を示すDラッチ302の出力(Q1A,Q2A…Q16A)の所定値倍(例えば120%)の値を閾値として算出する。
(Step 706)
When the threshold
(ステップ707)
閾値計算部601が算出した閾値(Q1th,Q2th…Q16th)は不揮発性記憶領域602に保存される。
(Step 707)
The threshold values (Q 1th , Q 2th ... Q 16th ) calculated by the threshold
(ステップ708)
比較部603は、Dラッチ302の出力するコンデンサ208の放電時間を示す値(Q1A,Q2A,…Q16A)がステップ706において算出した閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)以上であるか否かの判定を行う。
(Step 708)
The
(ステップ709)
放電時間を示すDラッチ302の出力の値(Q1A,Q2A,…Q16A)が閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)以上であると判定した場合、比較部603は、フォトカプラの寿命が近づいていると判断し、異常信号を出力する。
(Step 709)
When it is determined that the output value (Q 1A , Q 2A ,... Q 16A ) of the
(ステップ710)
放電時間を示すDラッチ302の出力の値(Q1A,Q2A,…Q16A)が閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)未満であると判定した場合、比較部603はフォトカプラの寿命はまだ問題ないと判断し、正常信号を出力し、動作を継続する。
(Step 710)
When it is determined that the output value (Q 1A , Q 2A ,... Q 16A ) of the
比較部603が出力した寿命判定信号は、図1に示した寿命判定処理部110へ送信される。
The life determination signal output by the
寿命判定処理部110は異常信号を受信した場合、該フォトカプラを実装したデジタル入力装置の交換を促すメッセージを表示装置160に表示する等して、ユーザに通知する。
When the life
ステップ705において、初回電源投入ではないと判定された場合、ステップ708に遷移し、動作を継続する。不揮発性記憶領域602は、初回電源投入以降も、初回電源投入時に算出した閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)を保存し続ける。さらに、不揮発性記憶領域602は装置の電源が遮断された場合でも、初回電源投入時に算出した閾値(Q1th,Q2th,…Q16th)を保存し続ける。これにより、本発明のフォトカプラ寿命診断回路は、電源を遮断し、再度電源を投入した場合でも、初回電源投入時の放電時間に基づいた閾値との比較が可能である。
When it is determined in
本実施の形態のデジタル入力装置102は、フォトカプラ寿命判定部105を備えるため、フォトカプラの経年劣化に伴ってコンデンサの放電時間が増加する特性を利用して、放電時間と閾値を比較判定することにより、フォトカプラの寿命を診断することができる。これにより、装置の故障を未然に防ぐことができる。
Since the digital input device 102 of the present embodiment includes the photocoupler
なお、本実施形態では、デジタル入力装置102のフォトカプラ203の寿命を診断したが、デジタル出力ボード等のデジタル出力装置151にもフォトカプラを使用したものがある。その場合、デジタル出力装置151のフォトカプラの寿命を本実施形態の寿命判定部105により診断することができる。
In the present embodiment, the life of the
さらには、デジタル入力装置とデジタル出力装置の両方を含むデジタル入出力装置に、本実施形態の寿命判定部105を搭載した構成とし、デジタル入力装置のフォトカプラおよび/またはデジタル出力装置のフォトカプラの寿命を診断することも可能である。
Further, the
101 外部接続機器
102 デジタル入力装置
103 演算装置
104 デジタル入力部
105 寿命判定部
106 信号処理部
107 発振器
108 初回電源投入信号出力部
109 不揮発性記憶領域
110 寿命判定処理部
201 DC電源
202 スイッチ
203 フォトカプラ
204 発光素子(発光ダイオード)
205 受光素子(フォトトランジスタ)
206 第1の抵抗
207 第2の抵抗
208 コンデンサ
209 プルアップ用電源
210 グラウンド
301 カウンタ
302 Dラッチ
303 判定回路
332 放電時間計測回路
601 閾値計算部
602 不揮発性記憶領域
603 比較部
205 Light receiving element (phototransistor)
206
Claims (7)
前記受光素子に接続されたコンデンサと、
前記フォトカプラの寿命を判定する寿命判定部とを有し、
前記コンデンサは、前記受光素子が前記発光素子からの光を受光した場合、当該受光素子に電流を供給することにより放電し、
前記寿命判定部は、前記コンデンサの放電に要した時間を計測することにより前記フォトカプラの寿命を判定することを特徴とするデジタル入力装置。 A light-emitting element that receives an input signal from the outside and emits light, and a photocoupler that includes a light-receiving element that receives the light emitted by the light-emitting element and converts the light into an electrical signal,
A capacitor connected to the light receiving element,
A life determining unit that determines the life of the photocoupler,
When the light receiving element receives light from the light emitting element, the capacitor discharges by supplying a current to the light receiving element,
The digital input device, wherein the life determining unit determines the life of the photocoupler by measuring a time required for discharging the capacitor.
前記受光素子と前記コンデンサとの間には、一端が受光素子に、他端がコンデンサに接続された抵抗が配置され、前記コンデンサは前記抵抗を介して前記受光素子に電流を供給することを特徴とするデジタル入力装置。 The digital input device according to claim 1, wherein
A resistor having one end connected to the light receiving element and the other end connected to the capacitor is disposed between the light receiving element and the capacitor, and the capacitor supplies a current to the light receiving element through the resistor. And digital input device.
前記寿命判定部は、前記発光素子が前記入力信号の入力を受けてから、前記コンデンサの電圧が所定値になるまで放電するのに要した時間を計測する放電時間計測回路と、前記放電時間計測回路の計測した前記放電に要した時間を、閾値と比較することにより前記フォトカプラの寿命を判定する判定回路とを備えることを特徴とするデジタル入力装置。 The digital input device according to claim 1, wherein
And a discharge time measuring circuit for measuring a time taken for the light emitting element to discharge until the voltage of the capacitor reaches a predetermined value after the light emitting element receives the input signal. A digital input device comprising: a determination circuit that determines the life of the photocoupler by comparing the time required for the discharge measured by the circuit with a threshold value.
前記放電時間計測回路は、カウンタと、Dラッチとを含み、
前記カウンタは、前記発光素子の2つの端子が予め定めたHi電圧になったときにカウントを開始し、Dラッチは、前記コンデンサの両端電圧が予め定めたLow電圧になったときに、前記カウンタの出力するカウント値を保持することにより前記放電に要した時間を計測することを特徴とするデジタル入力装置。 The digital input device according to claim 3, wherein
The discharge time measuring circuit includes a counter and a D latch,
The counter starts counting when the two terminals of the light emitting element reach a predetermined Hi voltage, and the D latch outputs the counter when the voltage across the capacitor reaches a predetermined Low voltage. A digital input device for measuring the time required for the discharge by holding the count value output by the.
前記判定回路は、前記閾値を算出する閾値計算部と、算出された前記閾値を記憶する記憶領域と、前記記憶領域内の閾値と、前記放電時間計測回路の計測した前記放電に要した時間とを比較する比較部とを備えることを特徴とするデジタル入力装置。 The digital input device according to claim 3, wherein
The determination circuit, a threshold value calculation unit for calculating the threshold value, a storage area for storing the calculated threshold value, a threshold value in the storage area, and the time required for the discharge measured by the discharge time measurement circuit, A digital input device, comprising:
前記閾値計算部は、前記放電計測回路が初めて計測した前記放電に要した時間に基づいて、前記閾値を計算することを特徴とするデジタル入力装置。 The digital input device according to claim 5, wherein
The digital input device, wherein the threshold value calculation unit calculates the threshold value based on a time required for the discharge measured by the discharge measurement circuit for the first time.
前記デジタル入力装置は、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のデジタル入力装置であることを特徴とする演算装置。 An arithmetic device having a digital input device for receiving an input signal from the outside and a signal processing unit for arithmetically processing an electric signal output by the digital input device,
The arithmetic device, wherein the digital input device is the digital input device according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018233766A JP2020096299A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018233766A JP2020096299A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020096299A true JP2020096299A (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=71086232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018233766A Pending JP2020096299A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020096299A (en) |
-
2018
- 2018-12-13 JP JP2018233766A patent/JP2020096299A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5561916B2 (en) | Battery status monitoring device | |
JP6141678B2 (en) | Electric equipment | |
US9786959B2 (en) | Smart battery provided with a power supply voltage management circuit | |
KR970011058B1 (en) | Battery - powered device | |
US20150280481A1 (en) | Electronic device, and capacitor capacitance detection method applied to the same | |
KR102410938B1 (en) | Apparatus for managing power of vehicle and method for controlling the same | |
JP5817566B2 (en) | Power detection system | |
JP2009156643A (en) | Failure detection system and integrated circuit | |
US4994728A (en) | Apparatus for diagnosing vehicle-mounted battery | |
US9250861B2 (en) | Random number generating device | |
KR101068930B1 (en) | Circuit and method for detecting absent battery condition in a linear charger | |
JP2020096299A (en) | Digital input device having photocoupler life determination function, and arithmetic unit | |
JP6483752B2 (en) | Equipment for electric equipment | |
JP5263974B2 (en) | Radio notification device and battery capacity reduction detection method thereof | |
EP0103183A2 (en) | Measuring circuit device | |
JP2014109557A (en) | Voltage monitoring device and voltage monitoring method | |
KR101398914B1 (en) | Integrated circuit device | |
JP6130898B2 (en) | Voltage monitoring apparatus and voltage monitoring method | |
JP5660000B2 (en) | Frequency measuring device | |
EP3056871B1 (en) | Detection apparatus | |
CN111033394B (en) | Temperature compensated clock frequency monitor | |
US7620512B2 (en) | Determining a time base for a microcontroller | |
JP6161511B2 (en) | Humidity measuring device, degradation recovery method, and degradation recovery program | |
CN109216146B (en) | Substrate processing apparatus, storage medium, and substrate processing method | |
JP2004318711A (en) | Microcomputer |