Automatische Systemen - Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
Automatische systemen
Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
1 / 16
suivant
Slide 1: Diapositive
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4
Cette leçon contient 16 diapositives, avec diapositives de texte.
La durée de la leçon est: 45 minÉléments de cette leçon
Automatische systemen
Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
Slide 1 - Diapositive
Hoofdstuk Automatische systemen
Automatische systemen - Sensoren
Automatische systemen - Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
Automatische systemen - Overige onderdelen systeembord
Slide 2 - Diapositive
Hoofdstuk Automatische systemen
Automatische systemen - Soorten systemen
Automatische systemen - Sensoren
Automatische systemen - Binaire getallen
Automatische systemen - Comparator, EN-poort, OF-poort & Invertor
Automatische systemen - Overige onderdelen systeembord
Slide 3 - Diapositive
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 4 - Diapositive
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 5 - Diapositive
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 Uref 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 6 - Diapositive
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 7 - Diapositive
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. In de
volgende waarheidstabel
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 OF B HOOG zijn, of wanneer A EN B HOOG zijn. Vandaar heet het dan ook een OF-poort... (duh)
Slide 8 - Diapositive
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 9 - Diapositive
Extra: Opbouw van computerchips
(niet voor tentamen)
Computerchip Rekenmodules Logische Poorten Transistor
Slide 10 - Diapositive
Extra: Opbouw van computerchips
(niet voor tentamen)
Slide 11 - Diapositive
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 12 - Diapositive
Opgaven
Opgave 1
Een waarheidstabel geeft de uitgangswaarde van een logische schakeling bij verschillende ingangswaarden.
a. Een poort heeft twee ingangen en één uitgang. Als beide ingangen 0 zijn is de uitgang 1.
In alle andere gevallen is de uitgang 0. Zoek aan de hand van de waarheidstabellen in BINAS tabel 17C om welke poort het hier gaat.
b. Hiernaast staat een poort samengesteld uit een EN-poort en drie invertors. Complementeer (vul verder in) door logisch redeneren de waarheidstabel van deze poort.
Opgave 1 (vervolg)
c. De waarheidstabel uit de vorige vraag komt overeen met één van de waarheidstabellen in BINAS tabel 17C. Dit betekent dat de hele schakeling in zijn geheel vervangen zou kunnen woorden door één enkele poort. Welke poort is dit?
Slide 13 - Diapositive
Opgaven
Opgave 2
Je hebt de beschikking over een systeembord waarop je alle onderstaande poorten kunt vinden en waarmee je alle onderstaande schakelingen 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 2 (vervolg)
Slide 14 - Diapositive
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:
'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.
en maak een schema dat aan de eis voldoet.
Slide 15 - Diapositive
Opgaven
Opgave 5
Een comparator wordt gebruikt om van een analoge spanning een binair signaal (0 of 1 te maken). De comparator vergelijkt de ingangsspanning (Uin) met een van te voren ingesteld referentiespanning (Uref).
- Als de Uin > Uref is de uitgang van de comparator 1
- Als de Uin < Uref is de uitgang van de comparator 0
Beredeneer voor elk van situaties hiernaast bij welke ingangsspanning het lampje gaat branden.
Opgave 5 (vervolg)
