Van de drie schakelingen gedraagt de tweede zich als EN-poort, om het lampje te laten branden moeten beide schakelaars
gesloten zijn.
De eerste als OF-poort, hier moeten één of beide schakelaars gesloten zijn.
De derde als invertor, als de schakelaar gesloten is, gaat het lampje uit.
Opg. 25
A is een OF-poort, de terugkoppeling houdt het signaal vast.
B is een inverter, als S2 gesloten is moet er een laag signaal gegeven worden.
Opg. 26
Een inverter verandert een hoog signaal in een laag signaal en andersom.
Bij een EN-poort moeten beide ingangsignalen hoog zijn voor een hoog uitgangssignaal.
Bij een OF-poort moeten één of beide van de ingangsignalen hoog zijn voor een hoog uitgangssignaal.
Een comparator vergelijkt een ingangsspanning met een andere regelbare ingangsspanning, de referentiespanning.
Een geheugen heeft twee ingangen, set (aan) en reset (uit), beide reageren op een hoog signaal.
Opg. 27
a. Als één of beide van de ingangssignalen hoog is, dan is het uitgangssignaal laag,
dus een OF-poort gevolgd door een inverter.
b. De bovenste ingang van de EN-poort heeft een laag en de onderste een hoog ingangssignaal, het uitgangssignaal is dus
laag.
88 kan geen octaal getal zijn, omdat een octaal getal alleen uit de cijfers 1 t/m 7 en 0 kan bestaan.
Opg. 32
Maak pulsen met een frequentie van 1 Hz.
De periode is 5 s.
Uitgang 4 van een teller via een split en een inverter met de LED verbinden, de LED gaat dan na 4 seconden uit.
De split en uitgang 1 via een EN-poort met de resetingang van de teller verbinden, na 5 seconden begint de teller dan
opnieuw.
De LED is dan dus telkens 4 seconden aan en 1 seconde uit.
Opg. 33
a. Na 4 seconden moet de teller gereset worden, dus uitgang 4 met de resetingang verbinden.
b. Na 3 seconden moet de teller gereset worden, dus de uitgangen 1 en 2 via een EN-poort met de resetingang verbinden.
Van 1, 2 en 3 moeten er minstens twee een hoog signaal geven.
A zijn EN-poorten, want het uitgangssignaal mag alleen hoog zijn als beide ingangen een hoog signaal hebben.
B zijn OF-poorten, want als n van de EN-poorten een hoog uitgangssignaal heeft, dan moet de uitgang hoog zijn.
Opg. 36
Een comparator hoort direct achter een sensor, zodat alle ingangssignalen van laag tot hoog mogelijk zijn.
Achter een inverter is alleen hoog of laag mogelijk.
Opg. 37
Als het ingangssignaal boven een bepaalde waarde komt, is het uitgangssignaal laag, dus een comparator gevolgd door een
inverter.
Opg. 38
a. De lichtsensor op een comparator aansluiten en de referentiespanning hiervan op 3 V instellen.
Nadat het begint te schemeren geeft de lichtsensor minder dan 3 V af en heeft de comparator een laag uitgangssignaal.
Hierachter een invertor en een LED, de LED gaat dan dus aan nadat het begint te schemeren.
Als het weer licht wordt, heeft de comparator een hoog uitgangssignaal en gaat de LED uit.
b. De schakeling van de lichtsensor, comparator en inverter uit a. op een EN-poort aansluiten met hierachter een LED.
Op de andere ingang van de EN-poort een geluidsensor gevolgd door een comparator met een referentiespanning van 2 V
aansluiten.
Als de lichtsensor minder dan 3 V en de geluidsensor dan 2 V of meer afgeeft, zijn beide ingangen van de EN-poort hoog en
is de LED aan.
c. Het uitgangssignaal van de IR-melder is bijvoorbeeld laag als een dief door de straal loopt.
De IR-melder via een inverter op een OF-poort aansluiten met hierachter een zoemer.
Op de andere ingang van de OF-poort de schakeling van de geluidsensor en de comparator uit b. aansluiten.
De zoemer gaat dan aan als er een dief door de IR-straal loopt of als er een zacht geluid klinkt.
d. De schakeling van de lichtsensor, comparator en inverter uit a. op een EN-poort aansluiten met hierachter een LED.
Op de andere ingang van de EN-poort via een split en de set-ingang van een geheugen de schakeling van de geluidsensor en
de comparator uit b. aansluiten.
Op de tel-ingang van een teller pulsen van 1 Hz zetten.
De uitgang van de split ook via een inverter op de aan/uit-ingang van de teller aansluiten, zodat deze gaat tellen als
het geluid stopt.
Uitgang 8 met de reset-ingang van het geheugen verbinden, zodat na 8 seconden de betreffende ingang van de EN-poort laag
wordt en de LED uitgaat.
De uitgang van de split ook met de reset-ingang van de teller verbinden, zodat deze weer op
nul gaat staan als het geluid terugkomt.
Opg. 39
De LED is aan als uitgang 1 van de teller uit is, maar ook als 2 en 4 aan zijn.
Bij 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, achtereenvolgens aan, uit, aan, uit, aan, uit, aan, aan, aan, uit, aan.
Opg. 40
Pulsen van 10 Hz op de tel-ingang van een teller zetten.
S1 via een split met de reset-ingang van de teller verbinden, de split ook met de set-ingang van een geheugen verbinden.
S2 met de reset-ingang van het geheugen verbinden.
Het geheugen met de aan/uit-ingang van de teller verbinden.
Opg. 41
a. A is de bovenste drukknop, B is de onderste. Als je A ingedrukt houdt, geeft de inverter een laag ingangssignaal
aan de EN-poort en voor het loeien van de zoemer moeten beide ingangssignalen hoog zijn.
b. A met de tel-ingang van een teller verbinden.
Uitgang 1 van de teller met de set-ingang van het geheugen verbinden, zodat met de eerste keer drukken het geheugen een
hoog signaal afgeeft.
Uitgang 2 van de teller via een split met de reset-ingang van het geheugen verbinden, zodat met de tweede keer drukken
het geheugen gereset wordt.
De split ook met de reset-ingang van de teller verbinden, zodat de teller met de tweede keer drukken weer op nul gaat
staan.
Opg. 42
Het deurcontact van de auto via een split op een EN-poort aansluiten met hierachter het relais van de startmotor.
De middenaftakking van een serieschakeling van de LDR en een gewone weerstand, waar een hoog signaal opstaat, aansluiten
op de set-ingang van een geheugen. De uitgang van het geheugen aansluiten op de andere ingang van de EN-poort.
De split via een inverter op de reset-ingang van het geheugen aansluiten, zodat bij het weer openen van de deur het
relais de startmotor uitschakelt.
Opg. 43
a. De temperatuursensor op een geheugen met een referentiespanning van 0,63 V aansluiten.
De uitgang van het geheugen op een EN-poort aanluiten met hierachter de LED.
Uitgang 2 van de teller via een geheugen op de andere ingang van de EN-poort aansluiten.
Uitgang 8 via een split op de reset-ingang van het geheugen aansluiten.
De split ook verbinden met de reset-ingang van de teller, zodat deze na de 8 weer op nul komt te staan.
b. Er moeten alleen aansluitingen op de teller veranderd worden.
1 en 2 gaan nu via een EN-poort naar de set-ingang van het geheugen.
c. 1 en 2 gaan nu via de EN-poort naar een split.
De split op de set-ingang van het geheugen en een andere EN-poort aansluiten.
4 op de andere ingang van die EN-poort aansluiten.
De uitgang van die EN-poort op de reset-ingang van het geheugen aansluiten.
Nu wordt bij een 7 het geheugen gereset.
8 alleen op de reset-ingang van de teller aansluiten.
Opg. 44
a. Bij 5 zijn de uitgangen 1 en 4 hoog.
Bij 7 zijn de uitgangen 1, 2 en 4 hoog.
In beide gevallen is de uitgang van de EN-poort hoog en brandt de LED.
b. Tellerstand 0: nu moeten alle telleruitgangen laag zijn.
Iedere uitgang via een aparte inverter met twee EN-poorten verbinden.
De twee uitgangen hiervan naar de EN-poort met hierachter de LED.
Tellerstand 1: bij de vorige schakeling de inverter achter 1 weghalen.
Tellerstand 2: inverter achter 2 weg.
Tellerstand 3: inverters achter 1 en 2 weg.
Tellerstand 4: inverter achter 4 weg.
Tellerstand 5: inverters achter 1 en 4 weg.
Tellerstand 6: inverters achter 2 en 4 weg.
Tellerstand 7: inverters achter 1, 2 en 4 weg.
Tellerstand 8: inverter achter 8 weg.
a. Het getal wordt 22 maal zo groot, zodat er rechts twee nullen bijkomen.
b. Het getal wordt 2-1 maal zo groot, zodat het meest rechtse getal, dat nul moet zijn,
verdwijnt.
c. 10 / 1 1 0 1, 0 \ 110,1
1 0
---- -
1 0
1 0
---- -
0 1
0 0
---- -
1 0
1 0
---- -
0
De uitkomst is 110,1.
Dus 2-1 + 21 + 22
= 6,5.
Opg. 49
a. Beide, hij houdt door negatieve terugkoppeling zijn auto op de juiste plaats op de weg en dan regelt hij.
Als hij moet remmen, dan is dat een actie en stuurt hij.
b. Meetsysteem: zintuig van een levend wezen, er hoeft niet direct iets mee gedaan te worden.
Stuursysteem: een muis vlucht als er een kat aankomt, er volgt een actie.
Regelsysteem: lichaamstemperatuur, er treedt negatieve terugkoppeling op.
Opg. 50
a. De invoer is de temperatuursensor, de verwerker vergelijkt met de ingestelde temperatuur van 37 °C en de uitvoer is
het verwarmingselement.
Er is negatieve terugkoppeling via de omgeving, nl. het water.
b. Een temperatuursensor gevolgd door een comparator met de ingestelde waarde van de spanning die overeenkomt met
37 °C.
Hierna een inverter, een relais en het verwarmingselement.
Opg. 51
a. De wijzers verspringen met stapjes, de tussenliggende waarden worden dus niet aangegeven.
b. Een zonnewijzer geeft de tussenliggende waarden wel aan en is dus analoog.
Opg. 52
a. Je geeft dan niet de exacte waarden op, maar je rondt af.
b. De 7 verschillende streepjes waaruit de 8 bestaat, komen dan allemaal zeer snel langs.
Door de traagheid van het oog zie je ze dan tegelijkertijd.
Opg. 53
a. Een 8-bits AD-omzetter heeft 256 stapjes, 5V / 256 = 0,01953125 V, dus stapjes van 0,01953125 V.
b. 2,18 V / 0,01953125 V = 111,616, dit wordt decimaal weergegeven als 111 en is dus naar beneden afgerond.
Dit is 64 + 32 + 8 + 4 + 2 + 1.
Binair dus 01101111.
Opg. 54
Het continue signaal van de temperatuur is in een AD-omzetter omgezet in een discreet signaal.
Een dergelijk signaal maakt stapjes.
Opg. 55
a. α = 40° + 2 / 2,5 x ( 100° - 40° ) = 88°.
U = 1 V + 2 / 2,5 x ( 2,24 V - 1 V ) = 2,0 V.
b. α = 40° + ( 1,75 V - 1 V ) / ( 2,24 V - 1 V ) x ( 100° - 40° ) = 76°.
F = ( 1,75 V - 1 V ) / ( 2,24 V - 1 V ) x 2,5 N = 1,5 N.
Opg. 56
a. De temperatuursensor is het bi-metaal.
b. De verwerker is hier ook het bi-metaal, met de regelknop hiervan wordt de gewenste temperatuur ingesteld.
c. De negatieve terugkoppeling bestaat uit de invloed van de oventemperatuur op het bi-metaal.
Opg. 57
a. Een aardlekschakelaar is een stuursysteem, want er volgt een actie, nl. het uitschakelen van de stroom.
b. Het spoeltje naar het relais is de sensor voor het verschil van de stroomsterkte in beide draden.
Opg. 58
a. Negatief, omdat dan een afwijking van de gewenste waarde wordt gecorrigeerd.
b. Positief, omdat een toename resulteert in een verdere toename.
c. Positieve terugkoppeling, omdat hij steeds meer gaat gebruiken.
d. - Negatief, omdat een afwijking van de gewenste waarde wordt gecorrigeerd.
- Positief, je laat de schommel steeds harder schommelen.
- Positief, hoe meer licht, des te meer zal hij in de richting van het licht groeien.
- Positief, hoe meer licht, des te meer zal hij van de richting van het licht af groeien.
- Positief, omdat een toename resulteert in een verdere toename.
Opg. 59
a. Een verandering wordt gecorrigeerd, dus een regelsysteem met negatieve terugkoppeling.
b. Je beenaderen worden weer wijder op het moment dat de stijging van de bloeddruk in je hoofd weer gaat afnemen, dat is
als de bloeddruk weer boven de normale waarde van 12 kPa gestegen is.
c. Dan is het juist andersom, dus in de gegeven grafiek de stijgingen en de dalingen omwisselen.
Opg. 60
a1. Dan worden de horizontale spoelen bekrachtigd, vóór de linkerspoel bevindt zich dan een zuidpool
en vóór de rechterspoel een noordpool .
a2. Iedere stap is 30°, dus 360° / 30° = 12 stappen.
b. De bovenste zonnecel wordt dan belicht, ingang A zit dan aan de pluspool hiervan en A wordt dus hoog.
c1. Bij 12 standen 4 spoelen, dus bij 48 standen 4 x 4 = 16 spoelen.
c2. De hoek tussen twee standen is 360° / 48 = 7,5°.
Als de teruggekaatste straal 7,5° gedraaid is, dan is de spiegel 3,75° gedraaid.
De maximale afwijking van de panelen is dus 3,75°.
Opg. 61
a1. Er volgt een actie, dus een stuursysteem.
a2. Er is zeker gebruik gemaakt van comparators.
a3. Het inschakelen van de signaleringsborden moet pas gebeuren als de IR-bundel een bepaalde tijd onderbroken is, bv.
door een teller te gebruiken.
b1. Een regelsysteem, want de oorspronkelijke toestand wordt hersteld, door het strooien verdwijnt de ijzel.
b2. De invoer bestaat uit de temperatuursensor en de vochtigheidssensor, de verwerker uit een vergelijking van de
temperatuur met 0 °C en een EN-poort, de uitvoer uit de indicator.
De temperatuursensor gaat via de vergelijker naar de EN-poort.
Op de andere ingang van de EN-poort komt de vochtigheidssensor.
Op de uitgang van de EN-poort komt de indicator.
Er is negatieve terugkoppeling via de omgeving naar de temperatuursensor en de vochtigheidssensor.
Als er dus sneeuw of ijs op de weg ligt, dan geeft de EN-poort een hoog signaal af aan de indicator.
Opg. 62
a. Als de magneet wordt weggehaald, wordt het contact in de reed verbroken, zodat via de inverter een hoog signaal op de
set-ingang van het geheugen komt, waardoor de teller wordt aangezet.
De teller gaat dan de pulsen van de pulsgenerator tellen, er is iedere halve seconde een puls.
Als er een hoog signaal op de 1 en de 8 van de teller komt, klinkt er een signaal uit de zoemer, dat is bij de negende,
elfde, dertiende, vijftiende, zeventiende, enz. puls.
De zoemer geeft dus na viereneenhalve seconde elke halve seconde een signaal, totdat de teller en het geheugen gereset
worden.
b. Dit is een stuursysteem, want er volgt een actie, nl. het signaal van de zoemer.
c. Een toepassing is een inbraakalarm.
Opg. 63
a. U = 23,4 cm / 100 cm x 5 V = 1,17 V.
Een 4-bits AD-omzetter heeft 16 stapjes, 5 V / 16 = 0,3125 V, dus stapjes van 0,3125 V.
1,17 V / 0,3125 V = 3,744, dit wordt decimaal weergegeven als 3 en is dus naar beneden afgerond.
Dit is 2 + 1.
Binair dus 0011.
b.Een 8-bits AD-omzetter heeft 256 stapjes, 5 V / 256 = 0,01953125 V, dus stapjes van 0,01953125 V.
1,17 V / 0,01953125 V = 59,904, dit wordt decimaal weergegeven als 59 en is dus naar beneden afgerond.
Dit is 32 + 16 + 8 + 2 + 1 .
Binair dus 00111011.
Opg. 64
Reedcontact A via een split op de set-ingang en reedcontact B op de reset-ingang van een geheugen aansluiten.
De split ook aansluiten op reset-ingang van een teller.
De uitgang van het geheugen op de aan/uit-ingang van de teller aansluiten.
Een pulsgenerator met pulsen van 1 Hz op de tel-ingang van de teller aansluiten.
Als de kar langs A komt, wordt de teller gereset, gaat deze tellen en als de kar langs B komt, stopt de teller.
Opg. 65
a. De invoer bestaat uit de temperatuursensor en de deurschakelaar, de verwerker uit een vergelijking van de
temperatuur met 60 °C en een EN-poort, de uitvoer uit een relais.
De temperatuursensor gaat via de vergelijker naar de EN-poort.
Op de andere ingang van de EN-poort komt de deurschakelaar.
Op de uitgang van de EN-poort komt de het relais.
Er is negatieve terugkoppeling via de omgeving naar de temperatuursensor en positieve naar de deurschakelaar.
Als de temperatuur hoger dan 60 °C is en de deur dicht is, dan geeft de EN-poort een hoog signaal af aan het relais.
b. Het bereik is 60 °C - 20 °C = 40 °C.
c. De gevoeligheid is ΔU / ΔT = ( 5 V - 0 V ) / ( 60 °C - 20 °C ) = 0,13 V / °C.
Opg. 66
a. De sensor is lineair in het gebied van -15 °C tot 90 °C.
b. De gevoeligheid is ΔU / ΔT = ( 3,5 V - 0,6 V ) / ( 90 °C - -15 °C ) = 0,028 V / °C.
c. Aflezen in de grafiek: 37 °C komt overeen met 2 V.
Een 5-bits AD-omzetter heeft 32 stapjes, 5 V / 32 = 0,15625 V, dus stapjes van 0,15625 V.
2 V / 0,15625 V = 12,8, dit wordt decimaal weergegeven als 12 en is dus naar beneden afgerond.
Dit is 8 + 4.
Binair dus 01100.
d. Uit de grafiek blijkt dat niet, maar als de lijn recht doorgetrokken wordt, dan is dat 0,5 V.
a. 1 cm² huid heeft een weerstand van 10000 Ω.
40 cm² huid heeft een weerstand van 10000 Ω / 40 = 250 Ω.
20 cm² huid heeft een weerstand van 10000 Ω / 20 = 500 Ω.
Er is een serieschakeling, de totale weerstand is: R = 250 + 650 + 500 = 1,4 . 10² Ω.
b. De stroomsterkte I = U / R, dus I = 230 V / 1400 Ω = 0,164 A = 164 mA.
Je moet in gebied 2 van de grafiek blijven, hieruit volgt dat je ongeveer 40 ms de tijd hebt om je los te trekken.
c1. Bij de hand die de grootste weerstand heeft en dat is de rechterhand.
c2. E = I²Rt = 0,164² x 500 x 0,040 = 0,54 J.
Test 2
a. Een microfoon, gevolgd door een comparator, aansluiten op de tel-ingang van een teller.
Op alle vier uitgangen van de teller een LED aansluiten.
b. Na vijf keer knippen branden de LEDs die op de 1 en de 4 zijn aangesloten.
c. De invoer is de geluidsensor, de verwerker vergelijkt het signaal met de ingestelde waarde en controleert dus of het
geluid hard genoeg is om geteld te worden , de uitvoer zijn de LEDs en de zoemer.
De omgeving levert een positieve terugkoppeling.
Er is een positieve terugkoppeling tussen de zoemer en de sensor ontstaan, bij een lage referentiespanning blijft de zoemer
loeien en komt er geen knip meer bovenuit.
d. De teller reageert op een snelle verandering van laag naar hoog, zonder inverter wordt er aan het begin van de knip
geteld, met inverter aan het eind van de inverse knip.
Test 3
a. Een comparator gevolgd door een inverter, zowel achter de vochtsensor als achter de lichtsensor.
b. Een EN-poort.
c1. In drie dagen zitten 60 x60 x 24 x 3 = 259200 seconden.
Er wordt geteld in stapjes van T = 1 / f = 1 / 0,010 = 100 s.
Er zijn dus 259200 / 100 = 2592 stapjes nodig.
Het decimale getal is 2592, dit is 2048 + 512 + 32.
Binair 101000100000, er zijn dus minstens 12 uitgangen nodig.
c2. De uitgangen die overeenkomen met een 1 in het binaire getal, dus de uitgangen 6, 10 en 12.
