Automatische Systemen - Opdracht A

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

Automatische systemen

Opdracht A

Opdracht A

In deze opdracht ga je met je groepje eerst een aantal standaard oefeningen doen. Deze oefeningen dienen ertoe dat je begrijpt wat vele onderdelen van het systeembord doen.

Daarna krijg je opdrachten om verschillende onderdelen te combineren, stijgend in complexiteit. Laat elk opgave aan het eind door je docent controleren.

Dit dient als oefening voor je repetitie, zodat je tijdens je repetitie logisch kan nadenken over de schakelingen die je voor een vraagstuk moet realiseren.

Zorg ervoor dat iedereen in je groepje alle antwoorden begrijpen!!!

Opgave A1

Maak binnen 5-8 minuten kennis met de EN-poort, OF-poort, invertor en drukknoppen. Zorg ervoor dat iedereen in je groepje de antwoorden snappen!

a. Ontwerp een schakeling met twee drukknoppen die ingangsignalen geven voor een EN-poort. Uitgangssignaal sluit je aan op één LED.

b. Ontwerp een schakeling met twee drukknoppen die ingangsignalen geven voor een OF-poort. Uitgangssignaal sluit je aan op één LED.

c. Ontwerp een schakeling met één drukknop die een ingangsignaal geeft voor een invertor.

Uitgangssignaal sluit je aan op één LED.

d. Ontwerp een schakeling met een EN-poort en een ander 

verwerkingcomponent met als waarheidstabel:

(A en B zijn ingangen/drukknoppen, C is uitgang/LED)

Opgave A2

Maak binnen 3 minuten kennis met de geheugencel en drukknoppen. Zorg ervoor dat iedereen in je groepje de antwoorden snappen!

a. Ontwerp een schakeling met drukknoppen die ingangsignalen geven voor een geheugencel. Uitgangssignaal sluit je aan op een LED. Let goed op wat een geheugencel doet.

Opgave A3

a. Je wilt niet ‘s nachts uit bed gebeld worden. Daarom ontwerp je een bel die het alleen overdag doet. 

Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik de variable spanning als sensorspanning. 3,0 V is de waarde waarbij het buiten helemaal donker is. Gebruik een led als bel. DUS GEEN ZOEMER. 

b. Je wilt dat de bel in de schemering ook werkt. Hoe kun je daarvoor zorgen? 

c. Je wilt nu een bel ontwerpen die het alleen ‘s nachts doet. Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als bel.

Opgave A4

a. Je wilt als je in het donker een trap oploopt dat je beneden het licht kan aanzetten. Het

licht moet aanblijven en boven moet je met een drukknop het licht uit kunnen zetten.

Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp. 

b. Je wilt nu dat het licht bij de schakeling van de vorige vraag automatisch uitgaat na 4 seconden. Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp.

c.  Je wilt nu dat het licht automatisch uitgaat na 6 s.
Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp.

Opgave A5 inbraakalarm

Een inbraakalarm reageert op geluid. Bij het waarnemen van een inbreker moet een lamp gaan knipperen. De lamp moet telkens 4 sec uit en 4 sec aan zijn. Zorg ervoor dat de lamp dit continu blijgft doen. Dus ook als de inbreker even geen geluid maakt. 

Gebruik de variable spanningsbron als geluidssensor, die een signaal van minimaal 3,0 V afgeeft als een inbreker aanwezig is. Gebruik een led als lamp. 

Antwoord A1 a

a. Ontwerp een schakeling met twee 

drukknoppen die ingangsignalen geven 

voor een EN-poort. Uitgangssignaal sluit

je aan op één LED. Antwoord ---->

Met waarheidstabel:

Antwoord A1 b

b. Ontwerp een schakeling met twee 

drukknoppen die ingangsignalen geven 

voor een OF-poort. Uitgangssignaal sluit

je aan op één LED. Antwoord ---->

Met waarheidstabel:

Antwoord A1 c

c. Ontwerp een schakeling met twee 

drukknoppen die ingangsignalen geven 

voor een OF-poort. Uitgangssignaal sluit

je aan op één LED. Antwoord ---->

Met waarheidstabel:

Antwoord A1 d   (1/2)

d. Ontwerp een schakeling met een EN-poort en een ander 

verwerkingcomponent met als waarheidstabel:

A: Er is sowieso een EN-poort nodig. Dat betekent dat je

vanuit de waarheidstabel van de EN-poort moet werken naar de waarheidstabel waarvoor gevraagd wordt. In de uiteindelijke waarheidstabel MOET de ingang van A op de 3de plek                                                                                            HOOG worden om met het HOGE signaal                                                                                              van B een HOOG signaal in C te geven.  

                                     <------>                                   Dus moet er een invertor op de signalen van                                                                                         A gezet worden.

                                     

Antwoord A1 d    (2/2)

                                                        invertor op A    

                                                              ------>                                                    Schakeling:

                                                               geeft

                            _____                                                         ___

                                 | ___________           _________|

                                                                |          | 

Antwoord A2

a. Ontwerp een schakeling met drukknoppen die ingangsignalen geven voor een geheugencel. Uitgangssignaal sluit je aan op een LED. Let goed op wat een geheugencel doet.

A: De geheugencel geeft een langdurig continu signaal 

af op C als de SET ingedrukt wordt via A. Met de knop

van B op RESET wordt dit langdurige signaal 

uitgeschakeld.

Antwoord A3 a

a. Je wilt niet ‘s nachts uit bed gebeld worden. Daarom ontwerp je een bel die het alleen overdag doet. Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik

de variable spanning als sensorspanning. 3,0 V is de 

waarde waarbij het buiten helemaal donker is. 

A: Een lichtsensor simuleer je met de variabele spanning

Na een sensor of variabele spanning komt ALTIJD een 

comparator, ingesteld op 3,0 V. De bel mag alleen aan 

als je op de schakelaar drukt EN als het licht is. 

Dus gebruik je een EN-poort. Zie ook afbeelding

hiernaast. 

Antwoord A3 b

b. Je wilt dat de bel in de schemering ook werkt. Hoe kun je daarvoor zorgen? 

A: Door de ingestelde waarde van de comparator te verlagen.

Antwoord A3 c

c. Je wilt nu een bel ontwerpen die het alleen ‘s nachts doet. Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als bel.

De bel mag alleen aan als het donker is maar voor de

EN-poort heb je nu een HOOG signaal
nodig dus 

eerst een invertor (omkeerder) voor de EN-poort en

na de comparator.

Onderzoek de schakeling zelf ook en zorg dat je het

snapt!

Opgave A4

a. Je wilt als je in het donker een trap oploopt dat je beneden het licht kan aanzetten. Het

licht moet aanblijven en boven moet je met een drukknop het licht uit kunnen zetten.

Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp. 

b. Je wilt nu dat het licht bij de schakeling van de vorige vraag automatisch uitgaat na 4 seconden. Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp.

c.  Je wilt nu dat het licht automatisch uitgaat na 6 s.
Ontwerp de schakeling hiervoor. Gebruik een led als lamp.

Opgave A5 inbraakalarm

Een inbraakalarm reageert op geluid. Bij het waarnemen van een inbreker moet een lamp gaan knipperen. De lamp moet telkens 4 sec uit en 4 sec aan zijn. Zorg ervoor dat de lamp dit continu blijgft doen. Dus ook als de inbreker even geen geluid maakt. 

Gebruik de variable spanningsbron als geluidssensor, die een signaal van minimaal 3,0 V afgeeft als een inbreker aanwezig is. Gebruik een led als lamp.