Automatische Systemen - Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor

Automatische systemen
Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
1 / 13
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4

This lesson contains 13 slides, with text slides.

time-iconLesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Automatische systemen
Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor

Slide 1 - Slide

Hoofdstuk Automatische systemen
Automatische systemen - Soorten systemen
Automatische systemen - Sensoren



Automatische systemen - Geheugencel, variabele spanning, pulsgenerator & pulsenteller

Automatische systemen - Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor

Slide 2 - Slide

Leerdoelen
Aan het eind van deze les ...

... weet en begrijp je hoe een comparator werkt.
... weet en begrijp je hoe een EN-poort werkt.
... weet en begrijp je hoe een OF-poort werkt.
... weet en begrijp je hoe een invertor werkt.

Slide 3 - Slide

Systeembord
In deze les gaan we leren over de volgende 
onderdelen:

- Comparator
- EN-poort
- OF-poort
- Invertor

Binnen het systeembord zijn de onderdelen invoer, verwerking en uitvoer aanwezig. Binnen de onderdelen van verwerking wordt met een 0 en 1 gecommuniceerd. Dit vertaalt zich naar 0 V en 5 V of naar een LAAG en HOOG signaal.






Slide 4 - Slide

Comparator
De comparator is een verwerkingselement wat
ALTIJD na een sensor uitgang komt. Omdat een
sensorspanning verschillende waarden tussen
0 en 5 Volt kan aannemen, is het nooit een volledig
HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal.

De uitgang van variabele spanning kan ook als
ingang dienen voor de comparator.

De comparator vergelijkt de sensorspanning met
een ingestelde waarde (aan de draaiknop) in Volt.
Wanneer de sensorspanning lager dan de
ingestelde waarde is, is de uitgang van de
comparator LAAG ( 0 ), dus 0 V.

Wanneer de sensorspanning hoger dan de
ingestelde waarde is, is de uitgang van de
comparator HOOG ( 1 ), dus 5 V.





Slide 5 - Slide

EN-poort
De EN-poort heeft twee ingangen. Op elke ingang
kan een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal staan. Op
de uitgang kan ook een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 )
signaal komen. 

De combinatie van signalen 
bij de ingangen geeft aan wat 
de uitgang zal zijn. In de 
volgende waarheidstabel
hiernaast zijn A en B ingangen, 
en is C een uitgang.

Je ziet dat C alleen een HOOG signaal geeft wanneer A EN B HOOG zijn. Vandaar heet het dan ook een EN-poort... (duh)






Slide 6 - Slide

OF-poort
De OF-poort heeft twee ingangen. Op elke ingang
kan een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal staan. Op
de uitgang kan ook een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 )
signaal komen. 

De combinatie van signalen
bij de ingangen geeft aan wat
de uitgang zal zijn. I
n de
volgende waarheidstabel
hiernaast zijn A en B ingangen,
en is C een uitgang.

Je ziet dat C alleen een HOOG signaal geeft wanneer A OF B HOOG zijn, of wanneer A EN B HOOG zijn. Vandaar heet het dan ook een OF-poort... (duh)





Slide 7 - Slide

Invertor
De invertor heeft één ingang. Op de ingang kan een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal staan. Op de uitgang kan ook een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal komen.

In de volgende waarheidstabel
hiernaast is A een ingang, en B 
is een uitgang.

Je ziet dat B alleen een HOOG signaal geeft wanneer  A LAAG is, en B alleen een LAAG signaal geeft wanneer A HOOG is. De invertor draait in feite het signaal om.





Slide 8 - Slide

Extra: Opbouw van computerchips
(niet voor tentamen)
                Computerchip                 Rekenmodules            Logische Poorten            Transistor

Slide 9 - Slide

Extra: Opbouw van computerchips
(niet voor tentamen)

Slide 10 - Slide

Invertor
De invertor heeft één ingang. Op de ingang kan een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal staan. Op de uitgang kan ook een HOOG ( 1 ) of LAAG ( 0 ) signaal komen.

In de volgende waarheidstabel
hiernaast is A een ingang, en B 
is een uitgang.

Je ziet dat B alleen een HOOG signaal geeft wanneer  A LAAG is, en B alleen een LAAG signaal geeft wanneer A HOOG is. De invertor draait in feite het signaal om.





Slide 11 - Slide

Klassikale opgaven
Opgave 1
Je hebt de beschikking over een systeembord waarop je alle onderstaande poorten kunt vinden en waarmee je alle onderstaande scheklingen kunt maken. Stel (daar waar mogelijk) een waarheidstabel op voor onderstaande poorten en schakelingen (in1 en in2 zijn ingangen, en uit is de uitgang).








Opgave 1 (vervolg)




Slide 12 - Slide

Klassikale opgaven
Opgave 3
Je wilt een lamp automatisch aanzetten als het donker is en er iemand (infrarode straling) in de buurt is. 'x' is een lichtsensor die HOOG is als er licht is.
'y' is een infraroodsensor die HOOG is als er een warmtebron in de buurt is. Hieronder staan drie ontwerpen van een schakeling: 




Bekijk de drie schakelingen en beredeneer welke geschikt zijn om een lamp aan te zetten (dus als 'z' HOOG is) als het donker is èn er iemand (warmte) in de buurt is. Test ze eventueel uit in een simulatie van het systeembord.






Opgave 4
Voor de ventilatie in de 
huiskamer is het goed 
als er minimaal twee 
ramen open staan. In de 
drie ramen die open 
kunnen, zitten drukscha-
kelaars die een hoog 
signaal afgeven als het raam dicht is. 
Als er minder dan twee ramen open staan moet een zoemer afgaan (zie systeem hiernaast bij 'z').

a. Waarom werkt het systeem niet goed?
b. Hoe kun je dit systeem verbeteren? Voeg er minimaal één EN-poort aan toe
 en maak een schema dat aan de eis voldoet.




Slide 13 - Slide