Opgave
Een deur heeft een breedte van 90 cm. Aan de ene kant bevindt zich het lichtgevoelige oppervlak, 2,0 mm2 groot, van de sensor en aan de andere kant een lens met een doorsnede van 12 cm2. Achter de lens met een brandpuntsafstand van 3,50 cm, bevindt zich een puntvormige lichtbron, waarvan het beeld gevormd wordt op de sensor. Zie schets.
a) Bereken de afstand van de lichtbron tot de lens.
Verschuif je de lichtbron in de richting van de lens, dan neemt de door de sensor waargenomen intensiteit eerst toe om daarna snel af te nemen.
b) Leg uit waarom de waargenomen intensiteit toeneemt, ondanks het onscherp worden van de afbeelding op de sensor.
De sensor wordt aangesloten op het systeembord.
Als de lichtstraal even onderbroken wordt en de sensor daardoor een lager signaal afgeeft, moet na 4 s een zoemer gaan.
c) Teken de schakeling die aan die eisen kan voldoen. Je hoeft je niet te bekommeren om het uitzetten van de zoemer.
Op het systeembord zit een 4-bits AD-converter. Deze geeft bij een ingangssignaal van 0 V als uitgangssignaal 0000 en bij een ingangssignaal van 5 V als uitgang 1111.
d) Leid af bij welk ingangssignaal de uitgang 1001 is.
Uitwerking vraag (a)
• Lenzenformule levert: v = 3,64 cm
Uitwerking vraag (b)
We gaan ervan uit dat de sensor de totaal erop vallende hoeveelheid licht meet.
Als er meer licht op valt, zal er ook meer licht op de lens moeten vallen die dan ook nog op de sensor valt. Nader je de lens met de lamp dan is de openingshoek van lamp naar lens groter en vangt de lens meer licht. Als dat licht maar op de sensor valt, de grensstand is getekend, geeft de sensor meer signaal dan eerst.
Uitwerking vraag (c)
Uitwerking vraag (d)
• Er zijn 24 = 16 mogelijke waarden voor het interval van 0,0 tot 5,0 V.
• Per stap betekent dit 5,0/16 = 0,31 V.
• 1001 betekent 1•23 + 1•20 = 9 stappen.
• En dus 9•0,31 = 2,8 V.
Alleen de stapbreedte is ook 0,31 V en dat is dan ook de marge waar je rekening mee moet houden. Met name bij welke spanning de eerste stap gezet wordt is niet op voorhand duidelijk.
