De snelheid van een auto wordt gemeten met een sensor die het toerental van één van de wielassen meet. Figuur 1 geeft het verband tussen de uitgangsspanning van deze sensor en het toerental.
Opgaven
a) Bepaal de gevoeligheid van deze sensor.
In een auto zit een automatisch systeem dat op twee manieren kan waarschuwen als de bestuurder zijn veiligheidsgordel niet omdoet.
Het systeem voldaat aan de volgende eisen:
- zolang als de bestuurder achter het stuur zit zonder de gordel om, brandt er een lampje;
- zolang als hij zonder gordel om harder rijdt dan 20 km/h (komt overeen met 180 omwentelingen per minuut) zoemt er bovendien een alarm.
In figuur 2 is een begin gemaakt met een ontwerp voor dit systeem.
Wanneer de bestuurder achter het stuur zit, is de stoelschakelaar dicht.
Wanneer hij de gordel om heeft, is de gordelschakelaar dicht.
b) Maak in figuur 2 de schakeling compleet zodat aan bovengenoemde eisen wordt voldaan. Vermeld ook de referentiespanning van de comparator.
Uitwerkingen
Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.
Uitwerking vraag (a)
De gevoeligheid is gelijk aan de steilheid van de grafiek.
De gevoeligheid van de sensor is dus 2,8 / 600 = 4,7·10-3 Vmin.
Merk op dat de eenheid hier Volt minuut is, dus niet Volt per minuut. De eenheid in de grafiek is het aantal omwentelingen per minuut, netjes doorrekendend krijg je voor de gevoeligheid dus Volt per per minuut, de twee pers kun je tegen elkaar wegstrepen zodat er Volt minuut overblijft.
Uitwerking vraag (b)
figuur 3
De gordelschakelaar moet op een invertor worden aangesloten, zodat er een hoog signaal doorkomt als de gordel niet om is gedaan.
Deze wordt samen met de uitgang van de stoelschakelaar aangesloten op de ingangen van een EN-poort. Dit betekent dat er een hoog signaal uitkomt als beide signalen hoog zijn, oftewel als de bestuurder wel op de stoel zit en de gordel niet om heeft.
De uitgang van deze EN-poort gaat naar een controlelampje, dat bij een hoog signaal gaat branden.
Dan is er nog de snelheidssensor, die de snelheid van de auto vergelijkt met een referentiewaarde m.b.v. een comparator. Alleen als de snelheid groter is dan deze waarde, komt er een hoog signaal uit de comparator. Deze referentiespanning hoort bij 20 km/h, dus bij 180 omwentelingen. In figuur 1 zien we dat dit overeen komt met een spanning van 0,8 V.
De uitgang van de comparator wordt samen met de uitgang van de eerste EN-poort aangesloten op nog een EN-poort. Als beide signalen hoog zijn, gaat het alarm af.
