Proeftoets Elektr-Signaalverwerking (H8.8-1.8)

Proeftoets §8.8 t/m §1.8
5 vwo
Pas bij iedere opgave de regels van significantie toe.
Laat duidelijk zien hoe je aan je antwoord bent gekomen.
Er zijn in totaal 3 opgaven, waarvoor 36 punten te verdienen zijn.
Succes!
Opgave 1
Glasvezels kunnen gebruikt worden om licht te geleiden naar
een plaats waar het niet rechtstreeks kan komen. In de
figuur is een gebogen glasvezel getekend.
Licht dat uit SS' komt, laat men op een LDR vallen. De LDR is
onderdeel van een schakeling, die getekend is in de figuur.
Met deze schakeling kan een lichtsignaal omgezet worden in
een elektrische spanning.
De weerstand R is 10 kΩ. In onbelichte toestand is de
weerstand van de LDR hoog, waardoor de spanning over
weerstand R laag is. In de belichte toestand van de figuur is de
weerstand van de LDR gedaald tot 120 Ω.
a)
(2pnt) Leg uit dat de spanning tussen de punten T en U
dan bijna gelijk is aan 5,0 V.
De schakeling van de figuur wordt gebruikt als lichtsensor in
een automatische winkelbel. De spanning van T ten opzichte
van U wordt dan gebruikt als signaal (signaal T) om het
rinkelen van een bel te kunnen sturen. In de figuur is het automatische systeem gedeeltelijk
weergegeven.
De automatische winkelbel werkt als volgt:
1
Op het moment dat een klant binnenkomt wordt het lichtbundeltje kort onderbroken.
De bel begint dan te rinkelen en blijft vervolgens rinkelen.
2
De bel rinkelt zolang er een hoog signaal op punt W in de schakeling staat.
3
De bel houdt na twee seconden op met rinkelen en is dan weer klaar om te reageren
op een volgende onderbreking van het lichtbundeltje.
b)
(3pnt) Teken in de figuur op de bijlage de ontbrekende verwerkers en verbindingen.
c)
(2pnt)Het signaal moet ook met een nauwkeurigheid van 2 mV digitaal verwerkt worden.
Bepaal het aantal bits dat de analoog digitaal omzetter minstens moet hebben.
d)
(4pnt)De omzetter geeft 110011001100 aan. Bepaal de grenzen van het
spanningsgebied dat bij dit binaire getal hoort.
z.o.z.
Opgave 2
Een sleeplift trekt skiërs met een kabel de berg op. De skiërs
staan daarbij gewoon op hun ski’s en worden voorgetrokken
door een beugel waar ze tegenaan zitten. Bovengekomen
moeten ze van de beugel afstappen. Een elektronisch oog enkele
meters voorbij de afstapplaats slaat alarm als een skiër per
ongeluk niet is afgestapt. De situatie is in de figuur geschetst. De
ijkgrafiek van de lichtsensor is ook weergegeven.
a) (1pnt) Geeft deze sensor een analoog of een digitaal signaal? Leg dit uit.
b) (2pnt) Bepaal het lineaire bereik van de sensor.
c) (3pnt) Bepaal de gevoeligheid van de sensor.
De uitgang van de sensor kan ook voor een digitale verwerking gebruikt worden. De
nauwkeurigheid moet minimaal 10 lux zijn.
d) (3pnt) Bereken het aantal bits van de analoog-digitaalconvertor.
Als een skiër onverhoopt de lichtbundel even onderbreekt, moet er een alarmlampje gaan
branden en tegelijkertijd moet de stroom naar de elektromotor van de lift worden onderbroken.
Pas wanneer de zaak weer veilig is, moet met één druk op de knop de oude situatie weer
worden hersteld. In de figuur is een deel van de schakeling getekend.
e) (1pnt) Is het beschreven systeem een meet-, een stuur- of een regelsysteem?
De schakeling moet in werking treden als de lichtsterkte kleiner is dan 80 lux.
f) (1pnt) Bepaal de bijbehorende referentiespanning.
g) (2pnt) Maak de schakeling af, zodat deze voldoet aan de eisen. Gebruik hiervoor de
bijlage. Er is een oplossing met drie extra verwerkers.
z.o.z.
Opgave 3
In een etalage bevinden zich vier lampen die om beurten in de volgorde rood, geel, groen en
blauw branden. Elke lamp brandt even lang. Men heeft een schakeling ontworpen om dit te
automatiseren.
In de figuur is een deel van deze schakeling getekend.
Uit figuur is af te leiden dat de rode lamp brandt als de uitgangen van 256 en 512 beide nog
laag zijn.
a)
(2pnt) Bepaal aan de hand van de schakeling van de figuur hoe lang de rode lamp steeds
brandt.
In de tabel is aangegeven bij welke tellerstanden de vier verschillende lampen branden.
Kleur lamp
Rood
Geel
Groen
Blauw
b)
Brandt bij tellerstand
0 t/m 255
256 t/m 511
512 t/m 767
768 t/m 1023
Uitgang 256
laag
Uitgang 512
laag
(6pnt) Maak de tabel compleet en maak het schakelschema af, door uitsluitend
verbindingen en invertors aan te brengen. Gebruik hiervoor de bijlage
Einde toets.
Bijlage
Naam:...............................................................
Omcirkel de naam van je docent!
Opgave 1:
Opgave 2:
Opgave 3:
Kleur lamp
Brandt bij tellerstand
Uitgang 256
Uitgang 512
Rood
Geel
Groen
Blauw
0 t/m 255
256 t/m 511
512 t/m 767
768 t/m 1023
laag
laag