De pulsenteller

Stel je voor, er is al een aantal keer ingebroken bij jou in de straat. Je denkt na over de beveiliging bij jullie thuis. Die is eigenlijk niet zo best. Je besluit om daarom zelf een inbraak alarm te maken. Je wilt de deur van het huis beveiligen. Het alarm moet zo werken dat als de deur open gaat, het alarm na 9 seconden in werking gezet wordt. Hoe kun je zoiets met het systeembord nu eigenlijk maken?

Zoals in het probleem hierboven beschreven staat moet er geteld worden. We hebben hiervoor een nieuwe component nodig: de pulsenteller.
De pulsenteller ziet er als volgt uit:

De pulsenteller, zoals die op het systeembord zit.
Links staan drie ingangen:

De ingang tel pulsen moet aangesloten worden op iets dat pulsen geeft. Via de ingang teller aan/uit kun je de teller aan en uit zetten. Zolang hier een hoog signaal op staat dan staat de teller aan. Bij een laag signaal staat de teller uit. Met de reset ingang kun je de teller resetten. Dat wil zeggen dat je de teller weer terug op nul kunt zetten. Ook hier geldt weer dat een hoog signaal de teller reset (een laag signaal doet niets). Op het systeembord zit ook een knopje waarmee je de teller handmatig kunt resetten.

Als de teller aan staat dan kan deze de pulsen gaan tellen. Elke puls die op de ingang tel pulsen binnenkomt zorgt ervoor dat de teller met 1 omhoog gaat. Dus als de teller in het begin op 0 staat en er komen 3 pulsen binnen dan staat de teller na de 3e puls op 3.
De teller gaat van 0 t/m 9. Na de 9 gaat de teller weer naar 0.
We kunnen verschillende dingen aansluiten op de ingang tel pulsen. Zo kun je een drukschakelaar gebruiken. Elke keer dat je de knop indrukt wordt er een puls gegeven en zal de teller met 1 omhoog gaan.
Ook kunnen we de pulsgenerator gebruiken. Deze geeft automatisch pulsen af. De snelheid waarmee deze pulsen geeft is in te stellen en noemen we de frequentie. Op het systeembord is de frequentie in te stellen van 1 puls per seconde (1 Hz) tot 10 pulsen per seconde (10 Hz).

Zo’n teller is leuk, maar fijner is het als zo’n teller ook een uitgang heeft. De teller op het systeembord heeft dat ook. Rechtsboven zie je 4 uitgangen, nl 8,4,2 en 1. Dat zijn de uitgangen. De uitgangen zijn binaire getallen. Als de klok op 1 staat dan staat er een hoog signaal op de 1. Staat de klok op 2 dan staat er een hoog signaal op de uitgang 2. Maar wat als de klok op 3 staat? Er is immers geen uitgang waar 3 bij staat. Dit is echter geen probleem, want als de klok op 3 staat dan staat er zowel op de 1 als de 2 een hoog signaal. 1 + 2 is immers 3. De 4 staat wel op het systeembord. Staat de klok op 5 dan staat er een hoog signaal op zowel de 4 als de 1.

Een hoog signaal noemen we een 1 en een laag signaal een 0.

Dit is een tabel waarin links de getallen 0 t/m 15 zijn weergegeven. Bij ieder van deze getallen zie je daarnaast voor alle vier de uitgangen of er een hoog(1) of een laag(0) signaal op staat.

In de tabel hierboven staat naast elk getal die het systeembord kan aangeven (0 t/m 9) het binaire getal. Neem nu het getal 7. Je ziet dat het binaire getal dat daar bij hoort 0111 is.


Het alarmsysteem

We keren terug naar ons voorbeeld met het alarm. Op het moment dat de deur open gaat zal de teller beginnen met tellen (vanaf 0). Laten we een drukschakelaar gebruiken als deur. Als de deur open gaat dan zal de teller geactiveerd moeten worden. Vanuit de schakelaar gaan we naar de SET van de geheugencel. Vanaf de geheugencel gaan we naar de teller aan/uit ingang. Dit zorgt ervoor dat als de knop eenmaal is ingedrukt, de teller aanblijft.
De teller moet wel pulsen binnenkrijgen die het kan tellen. Een pulsengenerator geeft constant pulsen. We sluiten daarom deze aan op tel pulsen. We moeten de frequentie nog instellen. Als we de frequentie instellen op 1Hz dan geeft de pulsengenerator 1 puls per seconde. Dat is wel handig. Als de teller 9 pulsen heeft geteld dan weet je ook dat er 9 seconden voorbij zijn.

Na 9 seconden gaat het alarm af. Na 9 seconden staat de teller op 9 (logisch). Wat staat er nu op de uitgangen 8,4,2 en 1? Het decimale getal 9 kun je omrekenen naar het binaire getal. Probeer dit eerst zelf! Klik hier voor het antwoord.
Dit betekent dat er een hoog signaal op de 8 én een hoog signaal op de 1 staat. We moeten dus de 8 én de 1 allebei naar een EN-poort brengen. Immers, als op zowel de 8 als de 1 een hoog signaal staat (een 1) dan is de 9 al bereikt. Vanaf de uitgang van de EN-poort kunnen we verder naar het alarm (bijvoorbeeld een zoemer).

Natuurlijk moet je binnen de de 9 seconden de teller stop kunnen zetten. Dat kun je doen door van de tweede drukschakelaar naar de RESET van de geheugencel te gaan. Daarmee zet je de teller weer uit.


Opdracht 4
a.
Bouw de alarmschakeling zelf met het systeembord. Zorg dat je de schakeling zelf snapt.
Klik hier om de schakeling te bekijken.
b.
Als de teller de 9 heeft bereikt, waarom gaat de zoemer dan maar even aan, en daarna weer uit, en even later weer aan?
Hoe zou je kunnen zorgen dat als de 9 seconden bereikt zijn, de zoemer continue aanblijft?

c.
Als je de teller stopt, dan wordt deze nog niet gereset. Wat zou je aan de schakeling moeten veranderen om bij de druk op de knop zowel de teller te stoppen én hem te resetten?


Klik hier om de antwoorden van de vragen te bekijken.