Gerelateerde Handleidingen voor Cma Systeembord 0020
Samenvatting van Inhoud voor Cma Systeembord 0020
- Pagina 1 0020 YSTEEMBORD EBRUIKERSHANDLEIDING CENTRUM VOOR MICROCOMPUTER APPLICATIONS http://www.cma-science.nl...
-
Pagina 2: Opbouw Van Het Systeembord
NTRODUCTIE Met het Systeembord (art. 0020) laat uw leerlingen snel en veilig informatiever- werkende systemen ontwerpen en testen. Hierbij maken ze kennis met het digitaliseren van analoge signalen, de verwerking van digitale signalen middels digitale verwerkers en het gebruik van signalen voor het aansturen van actuatoren. Via de meegeleverde 230V/9V netadapter (art.nr. 0868) sluit u het Systeembord aan op het lichtnet. Het Systeembord heeft geen aan/uit schakelaar. - Pagina 3 Figuur 2. Frontpaneel van het Systeembord. Bovenstaande afbeelding kan gebruikt worden voor het intekenen van verbindingen van schakelingen. U mag deze afbeelding vrij kopiëren en binnen de school verspreiden voor onderwijsdoeleinden. Het tekenvel kan ook worden gedownload van de CMA website: (rubriek Producten>Categorieën>Practicummateriaal>Natuurkunde>Losse Producten>Systeembord). Systeembord Gebruikershandleiding | 3...
- Pagina 4 Sensoren zetten fysische grootheden (zoals temperatuur, geluid, licht) om in een elektrisch signaal. Het invoerblok bevat naast een geluidsensor en twee drukschakelaars een tweetal ingangen voor externe sensoren. De geluidsensor levert een gelijkspanning tussen 0 en 5V. De drukschakelaars geven 5V zolang de schakelaar is ingedrukt. De ingangen zijn afgestemd op het gebruik van CMA-sensoren (zowel met rood/geel/zwarte 4mm pluggen als met een BT- plug). Ook andere sensoren kunnen worden aangesloten, mits deze aan de specificaties van de ingang voldoen (zie blz. 13). 2.1 Regelbare signaalbronnen Het Systeembord beschikt over een variabele gelijkspannings- bron en een pulsgenerator. De variabele spanningsbron...
- Pagina 5 Experiment Verbind elke uitgang van de AD-omzetter met één van de vier LED's en zet de variabele spanning op de ingang (zie figuur op volgende pagina). Test hiermee de werking van de AD-omzetter. 3. Het Verwerking-blok Sommige sensoren in het invoerblok geven een signaal af tussen 0 en 5V, terwijl anderen een binair signaal genereren dat ofwel hoog is (5V) of laag (0 V). Voorbeelden van sensoren die continu-variërende (analoge) signalen afgeven zijn temperatuur- en lichtsensoren. De Reed-sensor of de drukknop genereren binaire signalen. De verwerkingsfuncties van het Systeembord (poorten, geheugen,...
- Pagina 6 De EN- en de OF-poort hebben elk Ingang 1 Ingang 2 twee ingangen en één uitgang. De uitgang van de EN-poort is alleen hoog als de beide ingangen hoog zijn. De uitgang van de OF-poort is hoog als tenminste één van beide ingangen Waarheidstabel voor de En- en OF-poort hoog is. In alle andere gevallen zijn de uitgangen van deze poorten laag. De Invertor inverteert een digitaal signaal: een laag signaal op de ingang wordt een hoog signaal op de uitgang en omgekeerd. Met behulp van deze poorten kunnen logische bewerkingen op digitale signalen worden uitgevoerd.
-
Pagina 7: Het Uitvoer-Blok
AD-omzetting te visualiseren. Bij het bouwen van systemen en het opsporen van fouten kunnen de LEDs worden gebruikt voor het testen van signaalwaarden. Experiment Sluit het verwarmingselement (art.nr. 018) en een voeding aan op het relais. Gebruik voor het aansturen van het relais een drukschakelaar (zie onderstaande figuur voor de aansluiting en bestudeer de veiligheidsregels). Het CMA verwarmingselement (art. nr. 018) (U = 24 V) is met het relais aan stuurbaar. Systeembord Gebruikershandleiding | 7... -
Pagina 8: Voorbeeld: De Automatische Garagedeuropener
5. Verschillen tussen het oude en het nieuwe Systeembord ‘Oude’ Systeembord Systeembord vanaf 2003 220 V via netsnoer Voeding 230V/9V netadapter Invoerblok Alleen externe sensoren met Externe sensoren met 4 mm 4mm pluggen rood/geel/zwart) stekers en sensoren met BT-plug Verwerkingsblok 1x transistor Geen transistor 1x comparator 2x comparator 1x EN-poort 2x EN-poort 1x invertor 2x invertor Aansluitbaar op UIA en UIB Geen interface-aansluiting Overig Geen extra massa-bus Massa-bus voor koppelen van twee of meer Systeemborden III. YSTEMEN BOUWEN 1. Introductie In deze sectie wordt een algemene procedure beschreven voor het bouwen van geautomatiseerde systemen met het Systeembord. Gedurende het ontwikkelen van een systeem kan de volgende strategie behulpzaam zijn: •... - Pagina 9 Vinden van in- en uitvoer - een geluidsensor voor het detecteren van geluid; Invoer: - twee drukknoppen, één voor het openen van de deur en één voor het stoppen van de motor als de deur geheel open is; - een pulsgenerator (voor het aftellen van 2 s) - een motor nodig aangesloten op het relais (om het simpel te houden Uitvoer: zal het relay in de oplossing vervangen worden door een LED. Het probleem opdelen in deelproblemen Voor de duidelijkheid splitsen we het probleem op in vier deelproblemen. Het is aan te raden deze stap voor stap uit te werken alvorens het totale systeem in elkaar te zetten. Deelprobleem 1 Oplossing van deelprobleem 1 Het systeem mag alleen reageren bij voldoende hoge geluidsterkte.
- Pagina 10 Deelprobleem 3 In deelprobleem 2 stopt de motor weer zodra de teller op 4 springt (dan is de 4- pin hoog). Dit is ongewenst, want dan stopt de deur halverwege. Indien de deur volledig open is moet deze stoppen doordat deze een drukknop indrukt. Oplossing van deelprobleem 3 Oplossing - Verbind de 2-uitgang van de teller met de 'set' ingang van de geheugencel. - Plaats de tweede drukschakelaar op de 'reset'-ingang van de geheugencel. Deze schakelaar moet door de deur worden ingedrukt zodra de deur weer dicht is. Koppeling van deelsysteem 1 en 3 Een lage geluidsterkte moet de teller blokkeren via een hoog signaal op de 'reset' ingang van de teller. Deelsysteem 1 levert een laag signaal bij lage geluidsterkte. Deelsysteem 1 moet daarom via een invertor op de 'reset' ingang van de teller worden gezet.
-
Pagina 11: Ontwerpopdrachten Voor Systeembordschakelingen
Dit leidt direct tot ‘een’ oplossing van het gehele probleem. (N.B. er is niet één goede oplossing, een goed werkend systeem kan ook op andere manieren worden gebouwd.) Oplossing van deelprobleem 4 Tip: Leerlingen die enige tijd met het Systeembord hebben gewerkt bedenken steeds complexere problemen. Dikwijls worden dan twee of meer Systeemborden aan elkaar gekoppeld. Het is te overwegen om leerlingen dan de overstap te laten maken naar het automatiseren van een systeem met CoachlabII , aangestuurd via... - Pagina 12 2. Knipperlicht Knipperlichten worden vaak gebruikt als waarschuwing voor gevaarlijke situaties in het verkeer. Ontwerp een knipperlicht (ca. 0,5s aan, 0,5s uit, 0,5s aan, enz.). 3. Schoolbel Een schoolbel moet ca. 3s klinken. Ontwerp een systeem dat de zoemer 3s aanzet na het indrukken van de drukknop. Het systeem moet zichzelf resetten zodat het klaar is voor een volgende druk op de knop. 4. Schakelaar met vertraging Als je het licht in een kamer uitdoet sta je direct in het donker. Soms is het dan moeilijk om de deur veilig te bereiken. Een goede oplossing hiervoor is een schakelaar die het licht direct aanschakelt na een druk op een drukknop en uitschakelt 6s nadat de drukknop opnieuw is ingedrukt.
- Pagina 13 Zodra het scherm helemaal ingeklapt is drukt één van de armen een knop in waardoor de motor stopt. Ontwerp dit systeem. De variabele spanning moet gebruikt worden als sensor. Als de spanning groter is dan 2,5V is de wind té sterk. Simuleer de motor met een LED. Als de LED brandt loopt de motor. Zolang de drukknop ingedrukt blijft moet de motor uitschakelen. Opdrachten voor ervaren gebruikers 8. Autoalarm 1 Een bezorger wil niet langer zijn auto hoeven af te sluiten bij elk adres. Het idee is om een alarm te ontwikkelen dat automatisch inschakelt zodra de autosleutel uit het contactslot wordt gehaald. Het alarm moet bovendien aangaan als de deur langer dan 8s openstaat. We nemen aan dat 8s voldoende tijd is voor de bezorger om in- en uit te stappen (het is een supersnelle bezorger!). Het alarm kan alleen uitgeschakeld worden met de autosleutel.
- Pagina 14 opdracht 10a zo aan, dat de het systeem alleen werkt als het donker is. Hint: Gebruik een (bureau)lamp om daglicht te simuleren. Neem aan dat het licht is als de lichtsensor een spanning groter dan 3V geeft. 11. Stopwatch Een stopwatch wordt vaak gebruikt bij sport. Ontwerp een hele simpele stopwatch, die alleen hele seconden kan tellen met een maximum van 9s. De stopwatch moet worden gestart met een druk op de ene knop en wordt gestopt door een druk op de andere knop. Worden beide knoppen tegelijkertijd ingedrukt, dan moet de stopwatch gereset worden. 12. Een veilige liftdeur Ontwerp een liftdeur waarvan de deur automatisch sluit na 4s, tenzij er nog iemand/iets in de deuropening staat. Gebruik een lichtsluis (een lichtbundel die op een lichtsensor schijnt) om te testen of er zich iemand/iets in de deuropening bevindt. Simuleer de deur met een LED (LED aan = deur gesloten).
-
Pagina 15: Bijlage A: Garantie / Reparatie
EPARATIE Het product heeft een garantie van 12 maanden op fabrieksfouten. Andere storingen kunt u via CMA laten verhelpen. Hierbij worden dan reparatiekosten in rekening gebracht (zie de CMA website, rubriek Ondersteuning>Reparatie voor details). Indien u zelf reparaties uitvoert vervalt de garantie. Mankementen door onzorgvuldig gebruik en gebruik dat in deze handleiding nadrukkelijk wordt afgeraden vallen ook niet onder de garantie. - Pagina 16 IJLAGE ECHNISCHE GEGEVENS VAN HET YSTEEMBORD Externe sensoren: Beschikbare voeding: 5V, 100 mA (totaal). Rood=voeding, zwart=massa, geel=signaal of BT-plug. Geluidsensor: Signaal is evenredig met de geluidsterkte. Uitgang: 0-5V; impedantie: 500 Ω. Drukschakelaar: Dendervrije uitgang, TTL niveau (LS TTL). Variabele spanning: Bereik: 0-5V; impedantie: 330 Ω. Pulsgenerator: Bereik: 1-10 Hz: impedantie: 330 Ω. AD-omzetter: ADC0804, 8 bits convertor waarvan de 4 meest significante bits naar buiten zijn gevoerd; Meetfrequentie ≈10 kHz; ingangsimpedantie: 1 MΩ. Comparator: Niet inverterend; vergelijkniveau instelbaar 0-5V; Hysterese 50 mV; ingangsimpedantie: 100 kΩ. EN-poort, Ingangen: schakelpunt ≈ 1,4V; impedantie: 10 kΩ; OF-poort, Niet aangesloten ingangen zijn LAAG! Invertor, Geheugencel (S-R-flipflop) Pulsenteller Decade-teller (74HCT160); 'tel-pulsen' en 'teller aan/uit' (count enable) zijn ingangen met 10 kΩ pull-up (niet aangesloten is HOOG); Resetingang: schakelpunt ≈1,4V; impedantie: 10 kΩ (niet aangesloten is LAAG). LEDs: Schakelpunt ≈1,4V; impedantie: 10 kΩ; Niet aangesloten is LAAG (LED uit). Zoemer: Ingangsstroom bij 5V in: 0,33 mA; Niet aangesloten is LAAG. Relais: Ingang: schakelpunt ≈ 1,4V; impedantie: 10 kΩ;...