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WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 1 1.5 Schaltungsentwicklung 1.5.1 Zeitmessung Zeitmessungen.

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Präsentation zum Thema: "WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 1 1.5 Schaltungsentwicklung 1.5.1 Zeitmessung Zeitmessungen."—  Präsentation transkript:

1 WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung Schaltungsentwicklung Zeitmessung Zeitmessungen gehören zu den häufigsten Messungen. Oft sind sie die Grundlage für weitere Berechnungen. Es soll ein Zeitmesser entwickelt werden. Anwendungsfall:Es soll die Zeit gemessen werden, in der ein Körper eine Messstrecke durchquert. AB Messstrecke s Signalgeber für Ein- und Austritt in den Messbereich sind Reflexionslichtschranken. Die Messung startet mit dem Durchqueren der Lichtschranke A und stoppt mit dem Durchqueren der Lichtschranke B. Es soll mit einer Genauigkeit von 0,01 s gemessen werden. Der Zählerumfang soll 9,99 s betragen.

2 WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 2 Entwicklung des Blockschaltbildes Signal- geber EIN Signal- geber AUS Takt- generator Zähler C R C R C R & BCD-7- Segment- Coder && & SRSR Q Q Aufbau des Zählers 1. Einstellung des Zählumfangs 2. Anschluss der BCD-7-Segment-Coder 3. Anschluss der 7-Segment-Anzeigen Aufbau der Steuerung 4. Taktgenerator 5. Messsensoren 6. RS-FF zum Starten und Anhalten 7. Torschaltung für Zählimpulse Verdrahtung 8. Takte an das Tor 9. Startsignal öffnet Tor 10. Startsignal setzt Zähler auf Weitergebe des Zählumfangs an die folgende Dekade 12. Stop des Zählvorganges durch Rücksetzen des RS-FF Aufbau der Baugruppen

3 WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 3 Vereinfachter Schaltungsentwurf Mit dem IC 4026 steht ein CMOS-IC mit folgenden Eigenschaften zur Verfügung: Dezimalzähler mit codiertem 7-Segment-Ausgang Eingang für Zählbereitschaft C en, d.h. der Chip zählt nur, wenn C en auf L liegt. Ausgang für die folgende Dekade +10 Zähler BCD- 7- Segment- Coder C en C R +10 Zähler BCD- 7- Segment- Coder C en C R +10 Zähler BCD- 7- Segment- Coder C en C R +10 Signal- geber EIN Signal- geber AUS Takt- generator SRSR Q Q

4 WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 4 RS-FF für Start und Stop Für die Steuerung des Zählers kann jede Art von RS-FF verwendet werden. Im Beispiel ist eine Ausführung mit NAND- Gliedern angezeigt. & & SRSR QQQQ Ebenso würde ein FF mit NOR- Gliedern oder ein IC möglich sein. RS-FF sind auch leicht mit diskreten Bauelementen realisierbar. T1T1 T2T2 R S2 R A1 R A2 R K2 R K1 R S1 zurück

5 WWU – Institut für Technik und ihre Didaktik – Hein Informationstechnik – 1.5 Schaltungsentwicklung 1 5 & & R1R1 R2R2 UeUe UaUa Signalgeber + UB Durch den Kondensator entsteht ein Impuls. Taktgenerator zurück && C1C1 C2C2 R1R1 R2R2 G1G1 G2G2 uaua Mit einer Lichtschranke gesteuerter Schmitt-Trigger Astabiler Multivibrator mit dem Tastverhältnis 1:1 Die kleinste Zeiteinheit T des Zählers beträgt 10 ms. Das entspricht einer Frequenz von Für die Frequenz des AMV gilt: Die Kapazitäten des Kondensatoren beträgt C = 100 nF. Für die Widerstände ergibt sich dann: Frequenz mit Einstellreglern 50 k abgleichen. zurück


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