Techniek
Klas 2
DE ELEKTRONISCHE DOBBELSTEEN
Naam leerling: ……………………………………………… Klas: …………….
Techniek
Klas 2
Dit is een uitgave van: Philips Human Resources Benelux / Jet-Net Gebouw VB-12 Postbus 80003 5600 JZ Eindhoven Uitgave: versie 2.1, maart 2011 © Koninklijke Philips N.V. 2011, All rights reserved. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
Techniek
Klas 2
G GEES SCCH HIIEED DEEN NIIS SV AN ND OB BB VA BEELLS DEE D ST TEEEEN DO N Je hebt vast wel eens met een dobbelsteen gespeeld, bijvoorbeeld bij Yahtzee of bij Monopoly. Dobbelstenen bestaan al een hele lange tijd. De eerst bekende dobbelstenen met zes zijden zijn in Irak gevonden en zijn gemaakt in 2750 v.Chr. Ze waren van gebakken klei gemaakt met putjes voor de ogen.
Oorspronkelijk werden dobbelstenen gebruikt voor tovenarij en het voorspellen van de toekomst. Een wijze man uit het dorp gooide met de dobbelstenen en voorspelde aan de hand van de worp welke goede of slechte dingen er zouden gebeuren in de toekomst. In de loop van de tijd werden de dobbelstenen echter steeds meer gebruikt om te gokken en om spelletjes te spelen. Naast dobbelstenen werden ook bepaalde botten van beesten, zoals herten, kalven, schapen en geiten hiervoor gebruikt. Deze botten hadden vier platte kanten, die er verschillend uitzagen.
Omdat de kanten verschillend waren, hoefden ze niet genummerd te worden. De hoogste worp was als je in één worp met vier botten alle vier de verschillende kanten boven kreeg. Deze worp heette Venus. Botten zijn bij sommige primitieve stammen nog steeds in gebruik. In het Arabisch is het woord voor kootje hetzelfde als dat voor dobbelsteen. In verschillende culturen is al vroeg sprake van vals spelen geweest; er zijn bijvoorbeeld Romeinse dobbelstenen met twee keer een vier gevonden!
Algemeen deel 1 / 26
Techniek
Klas 2
Als je de tekst goed hebt doorgelezen, beantwoord dan op het antwoordblad van bladzijde 10 de volgende vragen:
1.
In welk land zijn de eerste dobbelstenen met zes zijden gevonden?
2.
Hoeveel jaar bestaan er al dobbelstenen?
3.
Als je met een dobbelsteen gooit, heb je zes verschillende mogelijkheden hoe hij rolt (1, 2, 3, 4, 5 of 6). Als je met twee dobbelstenen gooit, heb je 6 x 6 = 36 mogelijkheden.
Hoeveel mogelijkheden heb je als je met vier botten gooit? Laat zien hoe je aan je antwoord komt.
Algemeen deel 2 / 26
Techniek
Klas 2
D DEE O ND DEER RD DEELLEEN NV ON AN ND VA TR RO DEE EELLEEKKT ON NIIS SCCH HEE D OB BB BEELLS ST DO TEEEEN N Je weet nu iets over de geschiedenis van de dobbelsteen. In dit project ga je een elektronische dobbelsteen bouwen, die je kunt gebruiken in plaats van een gewone dobbelsteen. Op het plaatje hieronder zie je een voorbeeld van hoe de elektronische dobbelsteen er uiteindelijk uit komt te zien.
Met een, door jou te ontwikkelen, schakelaar schakel je de batterij aan en uit en door een aanraakschakelaar aan te raken, ‘werp’ je met de dobbelsteen. Er gaan nu een aantal lampjes (LED’s) branden, dit zijn eigenlijk de ogen van de dobbelsteen. Het aantal LED’s dat gaat branden, is niet te voorspellen. Een dobbelsteen dus!
Algemeen deel 3 / 26
Techniek
Klas 2
Op de foto hieronder zie je de verschillende componenten waaruit de elektronische dobbelsteen bestaat. Op de printplaat staat al getekend waar je welke onderdelen moet solderen. batterijaansluiting
chip + chipvoet 16 poot
LED’s
printplaat
weerstanden 560Ω batterij condensator
weerstanden 100kΩ
diode
chip + chipvoet 14 poot
Je ziet: onderdelen
symbool op de printplaat
1 printplaat 7 LED’s (Light Emitting Diodes) 2 weerstanden van 100kΩ 4 weerstanden van 560Ω 2 chips (14-poot en 16-poot) 2 chiphouders (14-poot en 16-poot) 1 condensator 1 diode 1 batterij (9 Volt) 1 batterijaansluiting
Algemeen deel 4 / 26
Techniek
Klas 2
H HEET TB OU UW WEEN NV AN ND BO VA TR RO DEE EELLEEKKT ON NIIS SCCH HEE D BB BEELLS ST TEEEEN N OB DO In deze praktijkopdracht maak je door middel van soldeerverbindingen een aantal verschillende componenten, twee chips en metaaldraden vast aan de printplaat. Op het losse montageschema zie je waar de verschillende componenten, chips en metaaldraden moeten komen. Je krijgt ook een opdracht om een schakelaar te ontwerpen waarmee je de batterij aan en uit kunt schakelen. Het monteren van componenten De verschillende componenten worden aan de voorkant van de printplaat gemonteerd en aan de achterkant gesoldeerd. Het is handig als de printplaat vastgeklemd is tijdens dit proces. Monteer eerst de kleinste componenten: − Buig de draden van een component in model zodat ze in de daarvoor bedoelde gaten van de printplaat passen. − Soldeer elk draadje vast op de achterkant van de printplaat. − Knip de draadjes daarna buiten de soldeerverbinding af. Zorg ervoor dat de ruimte tussen een gaatje in de printplaat en een er doorheen stekend pootje aan de onderzijde van de printplaat rondom wordt opgevuld met een holle bocht met soldeertin (zie figuur hieronder). onderzijde
Pootje van component Opvulling met soldeertin Printplaat
bovenzijde
Tinrandje op printplaat
Voor sommige componenten (de LED’s en de diode) is het belangrijk in welke richting je ze op de printplaat monteert. De LED’s zijn aan één kant onderaan plat afgerond. Dit is de min-kant van de LED. Aan welke kant het platte gedeelte moet zitten is op het montageschema aangegeven. De min-kant kun je ook herkennen aan het kortste pootje van de LED. De zwarte streep op de diode hoort aan dezelfde kant als de streep van het diodesymbool op de printplaat. Kijk voor de juiste plaatsing ook op het montageschema.
Algemeen deel 5 / 26
Techniek
Klas 2
Het monteren van chips Chips zijn erg gevoelig voor statische elektriciteit (zoals de vonkjes die je wel eens kunt voelen als je uit de auto stapt) en kunnen daaraan kapot gaan. Bij het monteren van de chips gebruiken we daarom chiphouders die je op de gewenste plek kunt solderen. Zorg ervoor dat je de pootjes van de chipvoet niet per ongeluk aan elkaar vast soldeert, anders maken ze kortsluiting. Wanneer de chip kapot is, kan hij eenvoudig vervangen worden door hem uit de chiphouder te halen en een nieuwe chip erin te drukken. Aan het aantal pootjes kun je zien welke chiphouder bij welke chip hoort. Zowel de chiphouder als de chip zelf hebben een klein merktekentje (een half cirkeltje). Op de printplaat is dit merktekentje door middel van een klein rechthoekje aangegeven. Dit ziet er zo uit: . Bevestig de chip en de chiphouder zo, dat de merktekentjes op de juiste plek zitten op de printplaat. Het monteren van draadjes Een elektrische draad bestaat meestal uit een geleidende binnendraad en een niet geleidende bekleding, die de mantel wordt genoemd. Om zo’n draad te kunnen solderen moet je eerst de geleidende binnendraad blootleggen. − Verwijder de mantel met behulp van een striptang. − De binnendraad bestaat uit een bosje zeer dunne koperdraadjes. Draai deze draadjes stevig in elkaar. − Soldeer nu de kale koperdraad op de juiste plek. − Als het gestripte uiteinde niet door een gaatje gaat, verwijder dan bijvoorbeeld vijf van de twintig draadjes van de bundel.
Algemeen deel 6 / 26
Techniek
Klas 2
Om de batterij aan te sluiten, soldeer je de rode draad in het +9V gat en de zwarte draad in het GND-gat (GND = ground = aarde) op de printplaat. Kijk hiervoor ook op het montageschema. De aansluiting kan op maar één manier op de batterij gedrukt worden. De besturingselektronica van de dobbelsteen is nu klaar. Om de besturingselektronica met de LED’s te verbinden moet je vijf draadjes solderen tussen twee punten. Verbind: − X3 met X4, − X5 met X6, − X7 met X8, − X9 met X10 − en X11 met X12.
Het ontwerpen en maken van een schakelaar Met een schakelaar kun je de batterij in- en uitschakelen. Het is de bedoeling dat je deze schakelaar zelf ontwerpt en maakt met eenvoudige materialen. De schakelaar moet voldoen aan de volgende eisen: de schakelaar heeft twee standen: open en gesloten; de stand van de schakelaar moet duidelijk zichtbaar zijn; de schakelaar moet met eenvoudige en goedkope materialen, die in het lokaal aanwezig zijn, worden gemaakt.
4.
Maak in de daarvoor aanwezige ruimte op het antwoordblad van bladzijde 10 een schets van de door jou bedachte schakelaar.
Laat je ontwerp controleren door de docent en bouw nu zelf de schakelaar volgens jouw ontwerp.
Algemeen deel 7 / 26
Techniek
Klas 2
H HEET BB BEELLS TT ST TEEEEN ST TEEN N NV AN ND TEES DEE EELLEEKKT VA TR RO ON NIIS SCCH HEE D OB DO Je hebt je dobbelsteen gemaakt. Nu wordt het spannend, we gaan testen of hij werkt! LET OP: Om onherstelbare schade aan de chips te voorkomen check eerst nogmaals of het merktekentje van beide chips goed zit (zie bladzijde 6 – het monteren van chips)! Test 1 – Doet hij het? Als je de batterij inschakelt en je een paar keer achter elkaar op de aanraakschakelaar drukt, lichten de LEDs dan in verschillende combinaties op?
Antwoord ja? – gefeliciteerd! Ga verder met test 2 Antwoord nee? – ga de volgende stappen na....... 1. 2. 3. 4. 5.
Zijn de plus en de min van de batterij in de goede richting aangesloten? Komt er stroom in het circuit als je schakelaar gesloten is? Zijn de LED’s in de goede richting aangesloten? Is de diode in de goede richting aangesloten? Zijn de soldeerverbindingen goed (controleer ook of de pootjes van een chip niet aan elkaar vast gesoldeerd zijn)? 6. Heb je alle vragen tot nu toe met “ja” beantwoord en doet je dobbelsteen het nog steeds niet? VRAAG dan pas OM HULP!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Algemeen deel 8 / 26
Techniek
Klas 2
Test 2 – Is de dobbelsteen eerlijk? Eigenlijk kun je alleen maar testen of de elektronische dobbelsteen eerlijk is, door er vaak mee te dobbelen. Volgens de statistiek is het zo dat bij een eerlijke dobbelsteen na een redelijk aantal worpen alle mogelijke combinaties ongeveer hetzelfde aantal keren voorkomen.
5.
Hoe vaak denk je te moeten werpen om je elektronische dobbelsteen goed te kunnen testen? Vul het antwoord in op bladzijde 11.
Werp nu het aantal keer dat je in vraag 5 genoemd hebt met de elektronische dobbelsteen. Doe hetzelfde met een gewone dobbelsteen. 6.
Vul de tabellen op het antwoordblad van bladzijde 11 in met je resultaten. - Schrijf voor elk getal op hoe vaak je het hebt gegooid. - Reken dit om in een percentage (Bijvoorbeeld: als je 9 van de 100 keer gooien een 2 hebt gegooid, dan is 9% van de worpen een 2). Bereken voor elk getal het percentage dat het is gegooid. - Bepaal dan de afwijking: bereken hiervoor eerst het ‘ideale percentage’ (dat is als elk getal even vaak zou worden gegooid). Bereken nu voor elk getal het verschil tussen het ideale percentage en het percentage dat je hebt gegooid. Dat is de afwijking..
7.
Is de elektronische dobbelsteen eerlijk? Leg uit waarom wel of niet.
8.
Geef drie voordelen van een elektronische dobbelsteen die niet gelden voor een gewone dobbelsteen.
Algemeen deel 9 / 26
Techniek
Klas 2
A AN NT TW WO OO OR RD DB BLLA AD D Beantwoord de vragen op dit antwoordblad. Veel succes!
GESCHIEDENIS VAN DE DOBBELSTEEN 1.
In …………………………………………………….
2.
……………………………………. jaar
3.
…………………………………… mogelijkheden, want………………………………………………………
HET BOUWEN VAN JE DOBBELSTEEN 4,
Maak hieronder een schets van de door jou bedachte batterijschakelaar:
Algemeen deel 10 / 26
Techniek
Klas 2
HET TESTEN VAN JE DOBBELSTEEN 5.
………………………………….. keer
6.
Tabel bij de elektronische dobbelsteen: Aantal ogen 1 2 3 4 5 6 Totaal
Aantal keer gedobbeld
Percentage
Afwijking
100%
Tabel bij de gewone dobbelsteen: Aantal ogen 1 2 3 4 5 6 Totaal 7.
Aantal keer gedobbeld
Percentage
Afwijking
100%
De elektronische dobbelsteen is wel/niet eerlijk, want …………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
8.
Voordeel 1: ……………………………………………………………………………………………………………….. Voordeel 2: ………………………………………………………………………………………………………………. Voordeel 3: ……………………………………………………………………………………………………………….
Algemeen deel 11 / 26
Techniek
Klas 2
U UIIT TLLEEG GV AN ND ND DEER VA RD DEELLEEN DEE O N ON We leggen bij elk onderdeel uit waar het voor dient en hoe het werkt. Printplaat Een printplaat is een kunststof plaatje waarop aan de voorkant en aan de achterkant geleidende draadjes (sporen) zitten. De sporen maken de verbindingen tussen de onderdelen van een circuit. Op deze manier is het mogelijk om makkelijk en snel veel onderdelen met elkaar te verbinden op een klein oppervlak. LED’s (lampjes) LED’s (Light Emitting Diodes) zijn elektronische kleine lampjes. Door een LED kan de stroom maar in één richting stromen en daarom moet je goed opletten hoe je de LED’s aansluit.
Op de printplaat wordt een LED aangeven met het symbool: Weerstanden Weerstanden gebruik je om de spanning in een circuit te verlagen. Bij de elektronische dobbelsteen gebruiken we twee verschillende soorten weerstanden. Er zijn twee weerstanden van 100 kΩ en vier weerstanden van 560 Ω.
Op de printplaat wordt een weerstand aangegeven met het symbool:
Keuzemodule 1 12 / 26
Techniek
Klas 2
Chips In een chip zitten veel schakelingen op een heel klein plaatje. Chips kunnen geprogrammeerd worden om verschillende taken uit te voeren. Bij het bouwen van de elektronische dobbelsteen gebruiken we twee verschillende soorten chips, één met 14 pootjes – die is geprogrammeerd om elektrische pulsjes te maken - en één met 16 pootjes – die is geprogrammeerd om elektrische pulsjes te tellen. Deze chips zullen we in het vervolg de 14-poot-chip en de 16poot-chip noemen. Op de printplaat wordt een chip aangegeven met het symbool: Condensator Een condensator kan tijdelijk elektriciteit opslaan. Opladen gaat langzamer dan ontladen.
Op de printplaat wordt de condensator aangegeven met het symbool: Diode Een diode geleidt elektrische stroom heel goed in één richting, maar praktisch niet in de andere richting. Het is dus belangrijk dat je de diode goed aansluit.
Op de printplaat wordt de diode aangegeven met het symbool:
Keuzemodule 1 13 / 26
Techniek
Klas 2
H HEET WEEEERRS T LLEEZ ST ZEEN TA AN NV ND VA DEEN AN N ND DEE KKLLEEU URRCCO OD DEERRIIN NG GV VA AN NW Op weerstanden staat een kleurcodering. Die geeft de waarde van de weerstand aan. Met deze kleurcodering is jaren geleden begonnen vóór de tijd dat het mogelijk was om leesbare cijfers op zulke kleine oppervlaktes af te drukken. De kleurcodering heeft echter ook voordelen. Als één gedrukt cijfer afgewreven wordt, is het niet meer mogelijk om de waarde van een weerstand te kunnen lezen. Het is echter hoogst onwaarschijnlijk dat de hele ring van een bepaalde kleur verdwijnt. Op een klein aantal moderne componenten staat tegenwoordig wel de waarde gedrukt. Als je een bak vol van die kleine dingen zou moeten sorteren, dan zou je liever de kleurcodering terug zien! Een weerstand heeft ook meestal een gouden of zilveren band. Deze gouden of zilveren band is de laatste ring van de codering en geeft de tolerantie aan. Weerstanden hebben namelijk nooit de precieze waarde die de kleurcodering aangeeft. De tolerantie geeft de mogelijke afwijking van de aangegeven waarde aan. Een gouden band geeft aan dat de waarde van de weerstand 5% van de aangegeven waarde kan afwijken; bij een zilveren band is de tolerantie 10%. Om nu de waarde van een weerstand aan de hand van de kleurcodering vast te stellen, kijk je eerst waar de gouden of zilveren band zich bevindt. Je begint dan vanaf de andere kant te lezen. In de tabel hieronder staan de waarden die bij een bepaalde kleur horen. Eerste en tweede kleurband
Cijfer
ZWART
0
Aantal nullen toevoegen (derde kleurband) geen
BRUIN
1
0
ROOD
2
00
ORANJE
3
000 (=1k)
GEEL
4
0.000 (=10k)
GROEN
5
00.000 (=100k)
BLAUW
6
000.000 (= 1M)
VIOLET
7
0.000.000 (= 10M)
GRIJS
8
00.000.000 (= 100M)
WIT
9
000.000.000 (= 1G)
Keuzemodule 2 14 / 26
Techniek
Klas 2
Je noteert het cijfer dat wordt voorgesteld door de kleur van de eerste band, daarachter noteer je het cijfer dat wordt voorgesteld door de kleur van de tweede band en dan noteer je het aantal nullen dat bij de kleur van de derde band hoort volgens de tabel. Dit is de waarde van de weerstand in Ohm (Ω).
Een voorbeeld:
De eerste band is bruin, dit betekent een 1; De tweede band is zwart, dit betekent een 0; De derde band is rood, dit betekent dat je twee nullen moet toevoegen; De waarde van de weerstand is 1 0 00 = 1.000Ω (of 1kΩ).
Vul de antwoorden in op het antwoordblad van bladzijde 16.
1. A
Bereken de waarde van de twee weerstanden die hieronder staan. B
2.
Bereken tussen welke waarden deze twee weerstanden zich volgens de tolerantie mogen bevinden.
3.
Bepaal de kleurbanden van de weerstanden met de waarde 100 kΩ en 560 Ω, beide met een tolerantie van 5%.
Keuzemodule 2 15 / 26
Techniek
Klas 2
A AN NT TW WO OO OR RD DB BLLA AD D H UR RCCO OD DEER RIIN NG GV AN N HEET T LLEEZ ZEEN VA NV AN ND VA DEE KKLLEEU W RS ST WEEEER TA AN ND DEEN N Beantwoord de vragen op dit antwoordblad. Veel succes!
1.
weerstand A: …………………………………………………………………………………………………………… weerstand B: ……………………………………………………………………………………………………………
2.
weerstand A: ……………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. weerstand B: ……………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3
100kΩ
560Ω
Eerste band :
…………………………..
…………………………..
Tweede band :
…………………………..
…………………………..
Derde band :
…………………………..
…………………………..
Vierde band :
…………………………..
…………………………..
Keuzemodule 2 16 / 26
Techniek
Klas 2
H HO OEE D RKKT T II TR RO ON DEE EELLEEKKT NIIS SCCH HEE D OB BB BEELLS ST TEEEEN DO NW WEER Maar hoe werkt de elektronische dobbelsteen nu? Om dat te weten te komen ga je de werking van verschillende onderdelen van de elektronische dobbelsteen bekijken met behulp van een systeembord. Vul de antwoorden in op het antwoordblad van bladzijde 20. Aanraakschakelaar Het zilver gekleurde gedeelte van de printplaat is de aanraakschakelaar. De drukschakelaar op het systeembord werkt net zoals de aanraakschakelaar. Verbind de drukschakelaar met een lampje. 1.
Wat gebeurt er als je op de drukschakelaar drukt?
Pulsgenerator De 14-poot chip, de condensator en een weerstand van 100 kΩ vormen tezamen de pulsgenerator. Verbind de pulsgenerator op het systeembord met een lampje. Verander de frequentie van de pulsgenerator. 2. Wat gebeurt er als je de frequentie
van de pulsgenerator verandert?
Keuzemodule 3a 17 / 26
Techniek
Klas 2
Pulsenteller De 16-poot chip en vier weerstanden van 560 Ω vormen tezamen de pulsenteller. Verbind de drukschakelaar op het systeembord met de pulsenteller. 3. Wat gebeurt er als je op de
drukschakelaar drukt?
Combinatie van de pulsgenerator en de pulsenteller In de elektronische dobbelsteen zijn de pulsgenerator en de pulsenteller met elkaar verbonden. Verbind de pulsgenerator op het systeembord met de pulsenteller. 4. Wat gebeurt er? Nu is de elektronische dobbelsteen zo ontworpen dat de pulsgenerator en de pulsenteller alleen met elkaar verbonden zijn als je met je vinger op de aanraakschakelaar drukt. Ook dit ga je namaken op het systeembord. Verbind de drukschakelaar op het systeembord met de ingang aan/uit van de pulsenteller. En verbind vervolgens de pulsgenerator met de pulsenteller. Zet de pulsgenerator op 10 Hz.
Keuzemodule 3a 18 / 26
Techniek
Klas 2
5. Wat gebeurt er nu als je op de drukschakelaar drukt en hem vervolgens
weer loslaat?
Bij de elektronische dobbelsteen heeft de pulsgenerator een frequentie van 1111 Hz. 6. Hoe lang duurt een tel bij de teller in de elektronische dobbelsteen? Laat
zien hoe je aan je antwoord komt.
Lampjes (Voor deze opgave moet je bekend zijn met binaire codes. Als je dat niet bent, kun je hier meer over vinden in keuzemodule 3b, op bladzijde 21 en 22)
De pulsenteller is in de elektronische dobbelsteen met de LED’s verbonden. Dat is op een speciale manier gebeurd, zodat er 1 lampje gaat branden als de pulsenteller 1 aangeeft, 2 lampjes als de pulsenteller 2 aangeeft, enzovoort.
7. Bedenk op welke manier je de uitgangen van de pulsenteller met een bepaald
aantal lampjes kunt verbinden, zodat het aantal lampjes gaat branden dat de pulsenteller aangeeft.
Keuzemodule 3a 19 / 26
Techniek
Klas 2
A AN NT TW WO OO OR RD DB BLLA AD D H OB BB BEELLS ST TEEEEN DO NW HO OEE D RKKT T II WEER TR RO DEE EELLEEKKT ON NIIS SCCH HEE D Beantwoord de vragen op dit antwoordblad. Veel succes! 1.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
2.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
3.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
4.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
5.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
6.
……………………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………………………
7.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………
Keuzemodule 3a 20 / 26
Techniek
Klas 2
H HO OEE D RKKT T IIII TR RO ON DEE EELLEEKKT NIIS SCCH HEE D OB BB BEELLS ST TEEEEN DO NW WEER Maar hoe werkt de elektronische dobbelsteen nu? We bespreken de verschillende onderdelen van de elektronische dobbelsteen in het stukje hieronder. Vul de antwoorden in op het antwoordblad van bladzijde 24. Pulsgenerator De 14-poot chip, de condensator en een weerstand van 100 kΩ vormen tezamen de pulsgenerator. Een pulsgenerator schakelt tussen een hoge (9 Volt) en een lage (0 Volt) spanning. Als je een pulsgenerator bijvoorbeeld op een lampje aansluit, gaat dit lampje knipperen met een bepaalde frequentie. De frequentie van de pulsgenerator in de elektronische dobbelsteen is 1111 Hz. 1.
Bereken hoe lang het lampje steeds brandt bij een pulsgenerator met een frequentie van 1111 Hz. Laat zien hoe je aan je antwoord komt.
Pulsenteller De 16-poot chip en vier weerstanden van 560 Ω vormen tezamen de pulsenteller. Zoals de naam al zegt, telt de pulsenteller het aantal pulsen dat het doorkrijgt. De pulsenteller in de elektronische dobbelsteen is zo ingesteld dat hij van 1 tot en met 6 telt. 2. Stel dat de pulsenteller in de elektronische dobbelsteen een seconde in verbinding staat met de pulsgenerator.
Bereken hoe vaak de pulsenteller in deze seconde tot 6 heeft geteld.
Binaire getallen De pulsenteller in de elektronische dobbelsteen is een binaire teller. Dat betekent dat hij in enen en nullen telt. Er is een relatie tussen verschillende combinaties van enen en nullen en de decimale cijfers die wij normaal gesproken voor tellen gebruiken (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, en 9). Een decimaal getal is opgebouwd uit machten van 10. Zo is bijvoorbeeld het getal 406 gelijk aan 6 x 100 + 0 x 101 + 4 x 102 . Reken maar uit. Je ziet dat de cijfers uit het getal 406 van rechts naar links met machten van 10 zijn vermenigvuldigd.
Keuzemodule 3b 21 / 26
Techniek
Klas 2
Een getal in het binaire stelsel is opgebouwd uit machten van 2. Zo is bijvoorbeeld het getal 110 gelijk aan 0 x 20 + 1 x 21 + 1 x 22. Als je dit uitrekent, krijg je 6. 3. Bereken het decimale getal bij de volgende vier binaire getallen: 01010 10001 01111 11111 De pulsenteller in de elektronische dobbelsteen kan van 1 tot en met 6 tellen. 4. Je weet al dat 6 = 110.
Schrijf nu de decimale getallen 1 tot en met 5 om in binaire getallen die bestaan uit drie cijfers.
De pulsenteller in de elektronische dobbelsteen heeft drie uitgangen (pootjes), die via de vier weerstanden verbonden zijn met de zeven LED’s. De pulsenteller telt via deze drie uitgangen steeds binair van 1 tot en met 6. Als een uitgang op “1” staat, branden de aangesloten LED’s en als een uitgang op “0” staat, zijn ze uit. In het schema hieronder zie je hoe de drie uitgangen verbonden zijn met de zeven LED’s. De uitgangen zijn onderaan het schema aangegeven. Je ziet dat er inderdaad vijf lampjes gaan branden bij het getal 5 (101). H5
H1
H2
H6
H4
H7
R3
R4
R5
1 5.
0
H3
R6
1
In het schema op je antwoordblad zie je hoe de lampjes gerangschikt zijn op de printplaat.
Kleur in het schema op het antwoordblad de lampjes in die gaan branden bij het decimale getal 3. Leg uit hoe je hier aan komt.
Keuzemodule 3b 22 / 26
Techniek
Klas 2
Combinatie van de pulsgenerator en de pulsenteller Je gaat dadelijk de elektronische dobbelsteen zo bouwen dat de pulsgenerator en de pulsenteller met elkaar in verbinding staan als je op de aanraakschakelaar drukt (het zilverkleurige gedeelte op de printplaat). Omdat de pulsgenerator zo’n hoge frequentie heeft, zal de pulsenteller heel snel gaan tellen. Er zal dus heel snel achter elkaar steeds een andere combinatie van LED’s oplichten. Daardoor lijkt het of alle zeven LED’s constant branden. Op het moment dat je je vinger van de aanraakschakelaar afhaalt, stopt de pulsenteller met tellen. (je kunt niet van tevoren bepalen bij welk getal hij stopt, het gaat gewoon te snel). De LED’s blijven staan in een combinatie. Je hebt een worp met de elektronische dobbelsteen gedaan!
Keuzemodule 3b 23 / 26
Techniek
Klas 2
A AN NT TW WO OO OR RD DB BLLA AD D H OB BB BEELLS ST TEEEEN DO NW HO OEE D RKKT T IIII WEER TR RO DEE EELLEEKKT ON NIIS SCCH HEE D Beantwoord de vragen op dit antwoordblad. Veel succes! Pulsgenerator 1.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
Pulsenteller 2.
……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
Binaire getallen 3.
01010 = ………………………………………………………………………………………………………………………. 10001 = ………………………………………………………………………………………………………………………. 01111 = ………………………………………………………………………………………………………………………. 11111 = ……………………………………………………………………………………………………………………….
Keuzemodule 3b 24 / 26
Techniek 4.
Klas 2
1 = ………………………………………… 2 = ………………………………………… 3 = ………………………………………… 4 = ………………………………………… 5 = …………………………………………
Lampjes 5.
H5
H4
H3 H7
H6
H2
H1
Bij het decimale getal 3 gaan de hierboven ingekleurde lampjes branden omdat ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………
Keuzemodule 3b 25 / 26
Techniek
Klas 2
S SO OLLD DEER REEN N Wat is solderen en waarvoor wordt het gebruikt?
Solderen is het verbinden van twee metalen door middel van een ander metaal. Bij solderen smelten de beide aan elkaar te verbinden delen niet. Solderen is eigenlijk een soort lijmen met gesmolten metaal als lijm. Solderen wordt onder andere gebruikt om metaaldraden met elektronische onderdelen te verbinden en om componenten op een printplaat vast te maken. Om te kunnen solderen heb je een soldeerbout en soldeer nodig.
Hoe soldeer ik een component aan de printplaat in 10 stappen?
1. Zet de soldeerbout aan. Pas op : soldeerijzers worden heet (~ 350° C)! 2. Als het mogelijk is, zet je de printplaat vast. 3. Controleer of de printplaat en de component goed schoon zijn. Ook de soldeerbout moet schoon zijn, dat doe je als volgt: 4. Als de soldeerbout warm is, smelt je een klein hoeveelheid soldeer aan de punt. 5. Veeg de punt met een nat sponsje schoon. Als de bout schoon is kun je gaan solderen. De volgorde is: bout erop – soldeertin erbij – soldeertin smelten - bout eraf. Hoe je dit precies moet doen staat onder punt 6, 7, en 8. 6.
Maak de soldeerplaats op de printplaat en op de component tegelijkertijd warm met de stift van je soldeerbout. Let op : beide elementen moeten even warm zijn Let op : soldeer snel, laat de onderdelen niet te heet worden! 7. Houd de punt van de bout stevig tegen de soldeerplaats aan terwijl je een dun laagje soldeer laat smelten op de soldeerplaats. Gebruik weinig soldeertin want de pootjes van de componenten moeten vaak dicht op elkaar. Let op : breng de soldeer aan op de soldeerplaats, niet op de bout! Let op : twee verschillende soldeertinverbindingen mogen elkaar niet aanraken (anders krijg je kortsluiting)! 8. Haal de soldeerbout weg en laat de verbinding een aantal seconden afkoelen. Let op : beweeg de verbinding niet totdat het soldeer koud is geworden! 9. Controleer of je verbinding stevig genoeg is. 10. Als je klaar bent met solderen, was je je handen met water en zeep.
Keuzemodule 4 26 / 26
