4H PO Technische Automatisering

Technische automatisering
1 / 37
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolhavoLeerjaar 4

This lesson contains 37 slides, with interactive quizzes and text slides.

Items in this lesson

Technische automatisering

Slide 1 - Slide

Leerdoelen TA.1
automatische systemen
- uitleggen wat een automatisch systeem is; 
- beschrijven wat de functie is van het invoerblok, het verwerkingsblok en het uitvoerblok; 
- het blokschema van een automatisch systeem opstellen

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Wat meet buienradar?
Wat doet het met de gegevens?
Wat zie je?

Slide 4 - Open question

Slide 5 - Slide

Sensor: een grootheid die je kunt meten?Actuator: apparaat die iets uitvoert 
Systeem: van sensor, proces naar uitvoering 

Sensor: een grootheid die je kunt meten
Actuator: apparaat die iets uitvoert 
Systeem: van sensor, proces naar uitvoering 

Slide 6 - Slide

Slide 7 - Slide

Inbraakalarm
Wat is hier de invoer, de verwerking ?en de uitvoer?

Slide 8 - Open question

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Thermostaat
Wat is hier de invoer, ?de verwerking ?en de uitvoer?

Slide 11 - Open question

Slide 12 - Slide

Samenvatting
  • een systeem bestaat uit een invoer (sensor), verwerking en een uitvoering (actuator)
  • er zijn 3 soorten systemen
    - meetsysteem (visueel, tabel, diagram, scherm)
    - stuursysteem (actuator wordt aangestuurd)
    - regelsysteem (terugkoppeling)

Slide 13 - Slide

Leerdoelen TA.2
sensor
de functie van een sensor omschrijven

Slide 14 - Slide

Sensor ijken


Om een sensor te kunnen gebruiken, moet die eerst geijkt worden. Dit betekent dat de sensorspanning ten opzichte van de gemeten eenheid moet worden bepaald.

In het geval van een temperatuursensor, wordt de sensor in een volume heet water gezet en daarbij een thermometer geplaatst. De sensorspanning wordt nu gemeten met een voltmeter, tegelijkertijd met de temperatuur.
Sensorkarakteristiek = diagram van invoervariabele tegen uitvoervariabele

IJkkromme = lijn in de sensorkarakteristiek

Slide 15 - Slide

Eigenschappen van sensoren
3 eigenschappen van sensoren:
  • Gevoeligheid (steilheid ijkkromme)
  • Nauwkeurigheid (maximale afwijking) 
  • Bereik (laagste tot hoogste waarde)

Slide 16 - Slide

beweging wordt gedetecteerd 
er ontstaan een sensorspanning 
 
een sensor is een schakeling met een ohmse weerstand en een component die gevoelig is voor een bepaalde natuurkundige grootheid

beweging = spanning
ja / nee - signaal

Slide 17 - Slide

3 sensoren
- windsensor
- temperatuursensor
- neerslagsensor 

bij elke natuurkundige waarde, hoort een bepaalde spanning

Slide 18 - Slide

Welke begrippen ken je nog
van de vorige les?

Slide 19 - Mind map

Invoer
Verwerking
Uitvoer
Temperatuur-sensor
Omzetten sensorspanning in getal
Cijfers weergeven op display
IR-sensor
Vergelijk sensorspanning met normale waarde
Alarmbel gaat rinkelen
Neerslagsensor
Vergelijk sensorspanning met ingestelde waarde
Ketel slaat aan of niet

Slide 20 - Drag question

Leerdoelen TA.3 Verwerking
- de functie van comparator, invertor, led, drukknop, geheugencel, pulsgenerator en teller omschrijven;
- de functie van logische poorten omschrijven; 
- het verschil aangeven tussen een continu signaal en een discreet signaal;
- een eenvoudig systeem op het systeembord bouwen.

Slide 21 - Slide

Systeembord

Slide 22 - Slide

Systeembord


Op het systeembord zijn de bekende onderdelen aanwezig; invoer, verwerking en uitvoer.



Systeembord wordt aangesloten op 230 V (stopcontact) en zet dit om naar 5,0 V.

Verwerking geeft laag signaal (<1,0 V) of hoog signaal (>3,0 V). Laag wordt aangegeven met 0, hoog met 1. Dit is een binair (tweewaardig) signaal.

De signaallampjes in het uitvoerdeel gaan branden wanneer zij een hoog signaal toegevoerd krijgen.

Slide 23 - Slide

Welke signalen zijn er?

- Hoog en Laag (ook wel aan of uit), nog korter:  1 of
- Continu en discreet.
- Continu kan alle mogelijke waarden aannemen.
- Discreet  aan of uit (2 waarden dus, kunnen er ook meer zijn).
- Bij discreet komt het binair tellen om de hoek kijken 
- Binair: is dus dus een 0 of een 1   (Bi = twee)
- Continu signaal noemen we ook wel ANALOOG signaal

Slide 24 - Slide

Pulsgenerator
De pulsgenerator is een invoerelement wat een
discreet signaal als uitgang geeft, met HOGE ( 1 )
pulsen en LAGE ( 0 ) pulsen, zie afbeelding hieronder. 







Met de frequentie in Hz geef je aan hoeveel pulsen in
een seconde er gegenereerd worden. Dus met 1 Hz
krijg je 1 (HOGE en LAGE) puls per seconde, met
10 Hz, 10 (HOGE en LAGE) pulsen per seconde. 

Slide 25 - Slide

Systeembord

Op het systeembord zijn de bekende onderdelen aanwezig; invoer, verwerking en uitvoer.



Verwerkingselementen

Bij het onderdeel verwerking staat een transistor die wij niet gebruiken en de werking niet van hoeven te weten.

Daarnaast een comparator. Op de ingang van de comparator wordt de spanning van een sensor of een variable spanning gezet. De comparator vergelijkt die spanning met een ingestelde waarde (aan de draaiknop, tussen 0-5 Volt). 

Als binnengekomen spanning lager dan de ingestelde waarde is, geeft de uitgang van de comparator een LAAG signaal (0 Volt, binair 0).  

Als binnengekomen spanning hoger dan de ingestelde waarde is, geeft de uitgang van de comparator een HOOG signaal (5 Volt, binair 1). 

LET OP: na een sensor of variable spanning komt ALTIJD een comparator.

Slide 26 - Slide

Systeembord

Op het systeembord zijn de bekende onderdelen aanwezig; invoer, verwerking en uitvoer.



Verwerkingselementen

Een EN-poort heeft twee ingangen en een uitgang. Alleen wanneer beide ingangen HOOG zijn, is de uitgang HOOG. In alle andere combinaties is de uitgang LAAG. 
Zie voor de waarheidstabel BINAS tabel 17C.

Een OF-poort heeft twee ingangen en een uitgang. Alleen wanneer beide ingangen LAAG zijn, is de uitgang LAAG. In alle andere combinaties is de uitgang HOOG. Zie voor de waarheidstabel BINAS tabel 17C.

Een geheugencel heeft twee ingangen, "set" en "reset".
Wanneer er een kort HOOG signaal op de "set" komt, geeft de uitgang een continu HOOG signaal, ook als de "set" niet meer ingedrukt wordt. Wanneer er kort op de  "reset" gedrukt wordt, wordt ook het continue HOGE signaal gestopt.

Slide 27 - Slide

Systeembord

Op het systeembord zijn de bekende onderdelen aanwezig; invoer, verwerking en uitvoer.



Verwerkingselementen

Een invertor zet een HOOG signaal aan de ingang om in een LAAG signaal bij de uitgang en andersom.
Zie de waarheidstabel in BINAS T17C.

De pulsenteller bestaat uit verschillende onderdelen:
De "tel pulsen" wordt altijd aan een pulsgenerator gekoppeld. Op het LCD schermpje zie je de pulse geteld worden in het ingestelde tempo van de pulsgenerator.

De "tellen aan/uit" staat altijd AAN als er geen draad aan gekoppeld is. Is er wel een draad aan gekoppeld, dan begint de pulsenteller met tellen als er een HOOG signaal op staat. Met een LAAG signaal wordt het tellen weer uitgeschakeld.


Slide 28 - Slide

Wat als je twee signalen/sensoren wilt hebben voor 1 uitvoering?
Sleep dit naar de juiste plek

Slide 29 - Drag question

Wat als je wilt dat het lampje brandt bij 0 i.p.v. 1 (bijvoorbeeld bij lage temperatuur)
Sleep dit naar de juiste plek

Slide 30 - Drag question

Wat als je wilt dat een lampje blijft branden, ook al is het signaal weer 0 geworden?
Sleep dit naar de juiste plek

Slide 31 - Drag question

Als laatste de pulsgenerator en pulsenteller
je kunt zelf de frequentie instellen?1 Hz = 1 puls per seconde, 10 Hz = 10 pulsen per seconde
pulsen tellen: telt alleen pulsen als
- tellen aan/uit = hoog 1
- reset = laag 0 
pulsenteller telt hoeveel pulsen (tot 9)

Slide 32 - Slide

Opdrachten
Lezen TA 3
Maken opdr. 10, 11, 12, 13, 14, 15

Slide 33 - Slide

Leerdoelen TA.4
- het verschil aangeven tussen analoge en binaire weergave;   
- getallen omzetten in een digitale code en omgekeerd.

Slide 34 - Slide

Systeembord kan alleen 0 en 1 als signaal geven: binair
Hoe kun je dan tellen?
Decimaal getal
Binair getal

Slide 35 - Slide

Welk decimaal getal
hoort bij het binair getal 1011?

Slide 36 - Open question

Stel, teller staat op 5 
binaire code bij 5 = 0 1 0 1       
er komt dan een signaal bij uitgang 4 en 1
Als je elke uitgang op een led aansluit, zullen alleen de ledjes van 4 en 1 branden

Slide 37 - Slide