Natuurkunde Overal havo deel 1 Samenvatting hoofdstuk 2 Automatische systemen
Blokschema
Automatisch verlopende processen zijn goed te beschrijven met een blokschema. Je kunt dan duidelijk zien wat de functie is van de verschillende onderdelen, die het proces automatisch laten verlopen. Zo’n blokschema ziet er als volgt uit:
Systemen
Je kunt onderscheid maken tussen meet-, stuur- en regelsystemen.
Een meetsysteem verzamelt, verwerkt en presenteert meetgegevens. Voorbeeld: elektrische thermometer
Een stuursysteem laat actie(s) met actuatoren volgen op de verwerkte gegevens. Voorbeeld: inbraakalarm
Een regelsysteem heeft terugkoppeling: de actie(s) hebben invloed op de grootheid die gemeten is. Die grootheid kan constant gehouden worden als de actie de verstoring tegenwerkt. Voorbeeld: thermostaat
De onderdelen die er samen voor zorgen dat het proces goed verloopt, noemen we een systeem.
De meeste systemen bestaan weer uit kleinere deelsystemen, die elk hun eigen taak hebben. Elektrische spanningen, signalen, brengen gegevens van het ene deelsysteem naar het andere.
Soorten signalen
Een elektrisch signaal kan continu zijn: elke waarde tussen 0 en een bepaald maximum is mogelijk. Voorbeeld: je hoogte ten opzichte van de grond bij het oplopen van een helling.
Het kan ook discreet zijn: dan kan het signaal maar bepaalde waarden hebben. Voorbeeld: je hoogte ten opzichte van de grond bij het oplopen van een trap.
Een bijzonder geval van een discreet signaal is het binaire signaal. Bij automatische systemen kan het signaal maar twee waarden hebben: ‘hoog’ en ‘laag’. ‘Hoog’ (‘1’) is vaak 5 V. ‘Laag’ (‘0’) is 0 V.
Weergave van een signaal
Hoe je dat signaal zichtbaar maakt is wat anders. Beide soorten signalen kun je analoog (wijzerplaat) of digitaal (display) weergeven.
Invoerblok
Een sensor is een apparaat dat de waarde van een natuurkundige grootheid omzet in een elektrisch signaal. In een sensorkarakteristiek kun je zien hoe het elektrisch signaal afhangt van de waarde van de natuurkundige grootheid. Zo’n diagram heet een sensorkarakteristiek en de lijn in het diagram is de ijkkromme.
Als de ijkkromme een rechte lijn is heb je te maken met een lineaire sensor.
Een sensor heeft een grote gevoeligheid als de spanning sterk verandert bij een kleine verandering van de te meten grootheid.
De nauwkeurigheid geeft aan hoe groot de afwijking van de gemeten waarde is vergeleken met de echte waarde.
Het bereik van een sensor geeft aan in welk gebied de waarde van de te meten grootheid moet liggen.
Veel gebruikte sensoren zijn temperatuur-, licht-, positie-, druk-, kracht- en geluidssensoren. Het uitgangssignaal van deze sensoren is meestal continu. Maar de situatie kan ook zo zijn dat een sensor een discreet uitgangssignaal geeft. Voorbeeld: een lichtsensor wordt óf belicht óf verduisterd.
Een ingeschakelde spanningsbron van 5,0 V geeft een ‘hoog’ signaal, een uitgeschakelde spanningsbron een ‘laag’ signaal.
Een pulsgenerator geeft met een bepaalde frequentie spanningspulsjes af.
Verwerkingsblok
Een comparator is een verwerker die een continu signaal op de ingang vergelijkt met een ingestelde waarde: de referentiespanning.
Als Uin ≥ Uref dan is Uuit = ‘hoog’ (‘1’)
Als Uin < Uref dan is Uuit = ‘laag’ (‘0’)
Een EN-poort geeft alleen een ‘hoog’ signaal op de uitgang als de signalen op beide ingangen ‘hoog’ zijn.
Een OF-poort geeft een ‘hoog’ signaal op de uitgang als één of beide signalen op de ingangen ‘hoog’ zijn.
Een invertor maakt van een ‘hoog’ signaal een ‘laag’ signaal en omgekeerd.
Een teller telt het aantal malen dat een binair signaal van ‘laag’ naar ‘hoog’ gaat. Dit aantal zie je op een display en in een code van ‘0’ en ‘1’. Met een hoog signaal naar de ‘reset’-ingang wordt de teller op 0 gezet.
Een teller waarvan de ingang verbonden is met een pulsgenerator fungeert als een elektronische klok.
Een geheugenelement geeft een ‘hoog’ signaal als er op de ingang een ‘hoog’ signaal gezet wordt. Dit signaal blijft hoog, totdat het geheugenelement ‘gereset’ wordt.
Een AD-omzetter zet analoge waarden om in een binaire code. De stapgrootte is het spanningsgebied dat bij een omzetter dezelfde digitale code krijgt.
Uitvoerblok
Als uitvoer kun je een actuator gebruiken, zoals een display, LED, een zoemer of een relais, waarmee een uitwendige stroomkring gesloten kan worden.
Blokschema
Automatisch verlopende processen zijn goed te beschrijven met een blokschema. Je kunt dan duidelijk zien wat de functie is van de verschillende onderdelen, die het proces automatisch laten verlopen. Zo’n blokschema ziet er als volgt uit:
Systemen
Je kunt onderscheid maken tussen meet-, stuur- en regelsystemen.
Een meetsysteem verzamelt, verwerkt en presenteert meetgegevens. Voorbeeld: elektrische thermometer
Een stuursysteem laat actie(s) met actuatoren volgen op de verwerkte gegevens. Voorbeeld: inbraakalarm
De onderdelen die er samen voor zorgen dat het proces goed verloopt, noemen we een systeem.
De meeste systemen bestaan weer uit kleinere deelsystemen, die elk hun eigen taak hebben. Elektrische spanningen, signalen, brengen gegevens van het ene deelsysteem naar het andere.
Soorten signalen
Een elektrisch signaal kan continu zijn: elke waarde tussen 0 en een bepaald maximum is mogelijk. Voorbeeld: je hoogte ten opzichte van de grond bij het oplopen van een helling.
Het kan ook discreet zijn: dan kan het signaal maar bepaalde waarden hebben. Voorbeeld: je hoogte ten opzichte van de grond bij het oplopen van een trap.
Een bijzonder geval van een discreet signaal is het binaire signaal. Bij automatische systemen kan het signaal maar twee waarden hebben: ‘hoog’ en ‘laag’. ‘Hoog’ (‘1’) is vaak 5 V. ‘Laag’ (‘0’) is 0 V.
Weergave van een signaal
Hoe je dat signaal zichtbaar maakt is wat anders. Beide soorten signalen kun je analoog (wijzerplaat) of digitaal (display) weergeven.
Invoerblok
Een sensor is een apparaat dat de waarde van een natuurkundige grootheid omzet in een elektrisch signaal. In een sensorkarakteristiek kun je zien hoe het elektrisch signaal afhangt van de waarde van de natuurkundige grootheid. Zo’n diagram heet een sensorkarakteristiek en de lijn in het diagram is de ijkkromme.
Als de ijkkromme een rechte lijn is heb je te maken met een lineaire sensor.
De nauwkeurigheid geeft aan hoe groot de afwijking van de gemeten waarde is vergeleken met de echte waarde.
Het bereik van een sensor geeft aan in welk gebied de waarde van de te meten grootheid moet liggen.
Veel gebruikte sensoren zijn temperatuur-, licht-, positie-, druk-, kracht- en geluidssensoren. Het uitgangssignaal van deze sensoren is meestal continu. Maar de situatie kan ook zo zijn dat een sensor een discreet uitgangssignaal geeft. Voorbeeld: een lichtsensor wordt óf belicht óf verduisterd.
Een ingeschakelde spanningsbron van 5,0 V geeft een ‘hoog’ signaal, een uitgeschakelde spanningsbron een ‘laag’ signaal.
Een pulsgenerator geeft met een bepaalde frequentie spanningspulsjes af.
Verwerkingsblok
Een comparator is een verwerker die een continu signaal op de ingang vergelijkt met een ingestelde waarde: de referentiespanning.
Als Uin ≥ Uref dan is Uuit = ‘hoog’ (‘1’)
Als Uin < Uref dan is Uuit = ‘laag’ (‘0’)
Een EN-poort geeft alleen een ‘hoog’ signaal op de uitgang als de signalen op beide ingangen ‘hoog’ zijn.
Een OF-poort geeft een ‘hoog’ signaal op de uitgang als één of beide signalen op de ingangen ‘hoog’ zijn.
Een invertor maakt van een ‘hoog’ signaal een ‘laag’ signaal en omgekeerd.
Een teller waarvan de ingang verbonden is met een pulsgenerator fungeert als een elektronische klok.
Een geheugenelement geeft een ‘hoog’ signaal als er op de ingang een ‘hoog’ signaal gezet wordt. Dit signaal blijft hoog, totdat het geheugenelement ‘gereset’ wordt.
Een AD-omzetter zet analoge waarden om in een binaire code. De stapgrootte is het spanningsgebied dat bij een omzetter dezelfde digitale code krijgt.
Uitvoerblok
Als uitvoer kun je een actuator gebruiken, zoals een display, LED, een zoemer of een relais, waarmee een uitwendige stroomkring gesloten kan worden.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden