Uitwerkingen Fysische Informatica VWO 5

Uitwerkingen Fysische Informatica VWO 5
1
a)
1. Automaat = Een apparaat dat zelf handelingen kan verrichten
2. Signaal = doorgegeven gegevens
b) Als een signaal binnen bepaalde grenzen alle mogelijke waarden kan aannemen,
bv een spanning.
c) Als een signaal binnen bepaalde grenzen slechts enkele waarden kan aannemen,
bv. Het aantal bezoekers van de website van Maurice Bessems
2
a) invoer, verwerking, uitvoer
b) de actie die gedaan wordt
c) de gebruikte apparatuur
d) de doorgegeven signalen
3
Elektrische spanning naar motor van de deur
4
continu: a, c en d
5
a) Regelsysteem: er vindt terugkoppeling plaats
b)
INVOER
VERWERKING
Vaar
Richting
Bepaal de
koers
discreet: b, e, f, g
U
vergelijk die met
ingestelde koers
Kompas
UITVOER
U
elektronica
draai het
roer
motor
Terugkoppeling
c) Omdat bij een vliegtuig er nog een derde dimensie (hoogte) geregeld moet worden.
6
a) Bij een regelsysteem gaat een pijltje terug naar de invoer
Bij een regelsysteem is de uitvoergrootheid dezelfde als de invoergrootheid
b) Als ja alleen een bepaalde grootheid wil meten
c) Bij een stuursysteem volgt er een actie, bij een meetsysteem niet
d) Bij een regelsysteem worden afwijkingen gecorrigeerd, bij een stuursysteem niet.
7
a) Stuursysteem (er is geen terugkoppeling, anders gaat het fout).
b)
INVOER
VERWERKING
Lichtsterkte
Meet de lichtSterkte en zet
Om in spanning
Lichtsensor
U
Vergelijk met ingestelde spanning en als
U < Uref dan …
UITVOER
U
elektronica
c) Anders gaat het licht weer uit als hij aanspringt.
d) 1. Anders gaat het licht al aan als er iemand voor de sensor staat
2. Tijd moet gemeten worden
8
a) Stuursysteem
b) Meetsysteem
c) Regelsysteem
Doe het
licht aan
relais, licht
9
a) Het is een stuursysteem, want er is geen correctie, wel een actie
b)
INVOER
VERWERKING
m
Meet massa
En zet om in
Spanning
U
Vergelijk met ingestelde maximum en
als U > Uref dan
U
Sensor
Schakeling
c) Continu, want de massa kan elke willekeurige waarde aannemen.
UITVOER
Laat bel rinkelen
Bel
10
a) Regelsysteem: De afwijking in temperatuur wordt gecorrigeerd
b) Deze mag je zelf doen. Laat de docent controleren als je het niet weet
c) Regelsysteem: De afwijking in de waterhoogte wordt gecorrigeerd.
Voor stuursysteem valt ook wel wat te zeggen want water daalt niet als het teveel is.
11
a) Een 0 of een 1
b) 8 bits
c) 1024 x 1024 = 1048576 = 1,0.106 bits
d) Bit dat vooraanstaat en dus de grootste waarde heeft
e) 212 - 1 = 4096 - 1 = 4095
f) 1000 0111
g) 179 (= 128 + 32 + 16 + 2 + 1)
12
0000
0001
0010
0011
13
a) 210 = 1024
b) 210 - 1 = 1023
14
a) De voorste bit, de eerste dus 256
b) De laatste bit, de laatste dus 1
15
a) Bij 8 bits heb je 28 combinaties, maar 0000 0000 is ook een combinatie
b) 23 - 1= 7
c) 27 - 1 = 127
d) 216 - 1 = 65535
16
a) Eindigend op een 0 dus getallen 1 en 4
b) 1) 10 2) 25
3) 37
4) 46
17
111
110 +
-------------11011
18
a) 111
maal 2 is 1110
b) 10100
gedeeld door 2 is 1010
c) 1. Er komt een extra nul achter het getal
2. Er valt een nul weg achteraan.
=
=
=
=
0
1
2
3
0100
0101
0110
0111
=
=
=
=
4
5
6
7
100001
11000 +
----------111001
1000 = 8
1001 = 9
1010 = 10
1011 = 11
1100 = 12
1101 = 13
1110 = 14
1111 = 15
1110
101 x
-----------1110
111000 +
------------1000110
19
a) Een sensor zet een natuurkundige grootheid om in een elektrische spanning
b) De ijkgrafiek is een rechte lijn
c) De verhouding tussen de spanningsverandering aan de uitgang en de verandering van de
gemeten grootheid aan de ingang.
d) Het verschil tussen de gemeten waarde en de werkelijke waarde
20
a) Gevoeligheid = 5 (V) / 3,5 (bar) = 1,429 (V/bar). Dus 2,2 x 1,429 = 3,1 (V).
b) 1,7/ 1,429 = 1,19 = 2,0 (bar)
21
a) Gevoeligheid is 1,2 (V) / 44 (0C) = 0,02727 (V/oC).
35(oC) is 14 graden boven 21 (oC) dus 14 x 0,02727 (V) = 0,3818 (V)
De uitgegeven spanning wordt dus 0,7 + 0,3838 = 1,0818 = 1,1 (V)
b) 1,5 (V) ligt 0,8 (V) boven 0,7 (V) dus 0,8 / 0,02727 = 29,3 (oC) verschil.
De temperatuur is dan 21 + 29,3 = 50 (oC)
22
a) Gevoeligheid is 0,8 (V) / 4.103 (lux) = 2,0.10-4 (V/lux)
Dus bij 2.103 (lux): 2,0.103 - 1,0.103 = 1,0.103
1,0.103 x 2,0.10-4 = 0,2 (V) dus 0,2 + 0,2 = 0,4 (V)
En bij 4.103 (lux): 4,0.103 - 1,0.103 = 3,0.103
3,0.103 x 2,0.10-4 = 0,6 (V) dus 0,2 + 0,6 = 0,8 (V)
b) 0,85 - 0,20 = 0,65 (V) dus 0,65 / 2,0.10-4 = 3,25.103 (lux)
De lichtsterkte is dus 1,0.103 + 3,25.103 (lux) = 4,25.103 (lux)
23
Met een relais kun je een stroomkring met grotere spanningen in- en uitschakelen vanaf het
systeembord
24
a) C, B, A, G, F
b) 3
25
a) Een regelsysteem, want de temperatuur wordt beïnvloed en dat is ook het ingangssignaal
van het systeem.
b) Bij 30 (oC) is RNTC = 80 ().
UR moet zijn 3,0 (V) dus UNTC = 2,0 (V).
Dus I = UNTC / RNTC = 2,0 / 80 = 0,025 (A) dus voor de weerstand geldt dan:
R = UR/I = 3,0 / 0,025 = 120 ().
c) Als T < 30 (oC) dan is RNTC groter, dus de stroom kleiner, dus de spanning over de
weerstand R kleiner dan 3,0 (V), dus de invertor geeft een hoog signaal.
26
a) Hij springt naar 5 (V) als de +ingang hoger is dan de -ingang.
b) Aflezen snijpunt van de twee grafieken: t = 0,17 (s).
27
a) Voor de NEN poort geldt:
a
b
Q (uitgang)
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
b) Een NOF poort is een combinatie van een OF-poort en een invertor.
c)
a
0
0
1
1
28
b
0
1
0
1
Q (uitgang)
1
0
0
0
a) Gevoeligheid = U / v = (4 - 1) / (15 - 5) = 0,3 (V / ms-1)
b) Draaien als U > U1 en U < U2 dus:
c) U1 (3,0 m/s) = 0,5 (V) en U2 (15 m/s) = 4,0 (V).
29
Let wel: NOF poort moet een OF poort zijn
a) Als S1 dicht dan is uitgang a hoog en b nog laag, dus uitgang OF is hoog, dus de led brandt.
b) Uitgang OF poort is hoog (b*) en S2 uit dus invertor geeft hoog signaal (a*). Dan geeft de
EN-poort een hoog signaal, dus ook de OF-poort en de led brandt
c) Sluit S2, dan wordt de invertor laag, dus a* laag,. De ingang van de EN-poort wordt laag,
dus ook de uitgang van de EN-poort en S1 was laag dus OF ook laag, dus led uit.
d) Dan wordt a* weer hoog, maar b* niet, dus de uitgang van de EN-poort blijft laag evenals
S1 dus de led is uit.
30
a) Uitgang hoog als de set hoog geweest is totdat de reset hoog wordt (set wint van reset).
31
a) Aan/Uit-ingang hoog maken óf de Reset-ingang laag maken.
b) Aan/Uit-ingang laag maken
c) Reset-ingang hoog maken.
32
Zes bits, dus de resolutie is 5 (V) / 26 = 0,078125 (V/bit).
a) 2,15 / 0,078125 = 27,52 dus 27 = 16 + 8 + 2 + 1 en dat is binair 011 011
b) 4,19 / 0,078125 = 53,63 dus 53 = 32 + 16 + 4 + 1 en dat is binair 110 101
c) 100 101 = 32 + 4 + 1 = 37 dus de spanning zit tussen 37.0,078125 en 38.0,078125 (V) en
dat is: 2,89 (V) < U < 2,97 (V).
33
Acht bits AD-omzetter dus resolutie = 5(V) / 28 = 0,01953125 (V/bit)
a) 0000 0001 = 1 tussen 1 en 2 keer de stapgrootte dus: 19,5 (mV) < U < 39,1 (mV).
b) 0010 1101 = 45 tussen 45 en 46 keer de stapgrootte dus 0,88 (V) < U < 0,90 (V).
c) 4,25 / 0,01953125 = 217,6 dus 217 en dat is binair 1101 1001
d) 3,12 / 0,01953125 = 159,7 dus 159 en dat is binair 1001 1111
34
a) Uref moet hoger want hij mag pas tellen bij een hogere druk, dus een hogere spanning vanuit
de druksensor.
b) Hij moet alleen oneven getallen tellen, dus de uitgang '1' van de teller A naar de 'Tel
pulsen'-ingang van teller B.
c)
35
a)
b)
36
a) MA moet aangaan als A zijn schakelaar indrukt maar B én C beide nog niet gedrukt hebben.
b) Quizmaster hoeft alleen alle geheugencellen te resetten met zijn schakelaar.
c) 3x het systeem van vraag a) onder elkaar en dan de "naar" en "van" uitgangen met elkaar
verbinden.
EINDE Opgaven Fysische Informatica.