Hier untersuchst du, was die Leseeinheit mit dem Signal der Lichtschranke macht: Freigabe und Zählung.
Schritt 2 von 5. Du ordnest Pegel ein, stellst die Freigabelogik auf, rechnest Zählerstände um und zeichnest das Zählverhalten mit einer Störspitze.
Danach: Lernangebot 8 · Störimpulse und Schmitt-Trigger
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Ein Zähler fragt nicht, woher eine Flanke kommt. Er zählt sie.
Am Ende hast du: eine Logikanalyse der Leseeinheit: Pegel, Freigabe als Tabelle und Gleichung, Zählerstände, Zeitdiagramm mit Fehlzählung.
Karte „Vom Netzstecker bis zum Bild“: Die ganze Gate-Technik auf einer Seite: vom Netzstecker über die Netzteile bis zu Bild, Leseeinheit und Lichtschranke, mit Kennzeichen und Messpunkten. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe.
Erst du, dann die anderen
Die Gate-Agentin sagt: „Die Ampel war die ganze Zeit grün, also hat die Schranke doch richtig gearbeitet.“ Wie würdest du ihr zeigen, dass trotzdem falsch gezählt wurde?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Wahrheitstabelle. Zeigen, dass ein kurzer Wechsel von B die Ampel kaum sichtbar ändert. Sauber, aber abstrakt.
- Zeitdiagramm. Zeigen, wie eine Spitze eine Flanke erzeugt. Anschaulich, braucht Zeichnen.
- Zahlen. 203 gegen 186 dual nebeneinander. Kurz, erklärt aber nicht das Weshalb.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte: Leseeinheit · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Leseeinheit
- Eingänge
- A Bordkarte gültig (Scanner), B Schleuse frei (Lichtschranke, 1 = frei), C Not-Halt betätigt (1 = betätigt)
- Ausgänge
- -H1 Ampel grün, -H2 Ampel rot
- Zähler -K1
- 8 Bit, zählt jede fallende Flanke am Ausgang des Komparators (Strahl wird unterbrochen)
- Logikfamilie
- CMOS, 5 V; Grenzen im Datenblatt-Auszug bei Aufgabe 7.1
- Zählung
- Flug 1: Liste 186, gezählt 203
Alle Werte sind Unterrichtswerte.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Logikanalyse Leseeinheit
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- Pegeltabelle mit Einordnung
- Wahrheitstabelle und Gleichungen der Freigabe
- Zählerstände dual und hexadezimal, Überlauf
- Zeitdiagramm mit Störspitze
Zur Dokumentation
Tabellen und Diagramm sauber beschriftet, Gleichungen mit den Zeichen ∧, ∨, ¬.
Mit der EMV-Analyse aus Lernangebot 8 ist das der zweite Teil des Messberichts für M2.
Aufgabe 7.1
Datasheet excerpt · hex Schmitt-trigger inverter · Unterrichtsmaterial
- Description
- Six inverters with Schmitt-trigger inputs. They transform slowly changing input signals into sharply defined, jitter-free output signals.
- VT+
- positive-going threshold voltage: typ. 2.9 V at VCC = 5 V
- VT−
- negative-going threshold voltage: typ. 1.6 V at VCC = 5 V
- ΔVT
- hysteresis voltage (VT+ − VT−): typ. 1.3 V
- VIH, VIL
- standard inputs of the same family: VIH min. 3.5 V, VIL max. 1.5 V at VCC = 5 V
- tpd
- propagation delay: typ. 12 ns
Auszug, für den Unterricht vereinfacht. Werte typisch, Unterrichtswerte.
Ordne Spannungen als Logikpegel ein:
- Lies aus dem Datenblatt die Grenzen für 0 und 1 bei 5 V.
- Ordne 4,9 V, 0,1 V, 4,0 V, 2,5 V und 1,9 V ein.
- Erkläre, was in einer Schaltung passiert, wenn ein Eingang im undefinierten Bereich liegt.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Logikpegel · Schaltschwelle · CMOS
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 7.2
Stelle die Freigabelogik der Schleuse auf:
- Stelle die Wahrheitstabelle für -H1 und -H2 mit A, B, C auf.
- Schreibe die Funktionsgleichungen für -H1 und -H2.
- Beschreibe in einem Satz, wann die Ampel grün ist.
| C | B | A | -H1 grün | -H2 rot |
|---|---|---|---|---|
| 0 | ||||
| 0 | ||||
| 0 | ||||
| 0 | ||||
| 1 | ||||
| 1 | ||||
| 1 | ||||
| 1 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Wahrheitstabelle · UND · NICHT · Funktionsgleichung
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 7.3
Beurteile, was eine Störspitze an B anrichtet:
- Beschreibe, was mit -H1 und -H2 passiert, wenn B für 20 µs auf 0 geht, während ein Fluggast freigegeben ist.
- Beurteile, ob ein Fluggast das sieht.
- Nenne einen Fall, in dem eine Störspitze an B gefährlich werden könnte.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Verknüpfungssteuerung · Störung
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 7.4
Rechne die Zählerstände um:
- Wandle 203 und 186 in Dualzahlen mit 8 Stellen um.
- Gib beide Zahlen hexadezimal an.
- Berechne den Unterschied dual und dezimal.
- Erkläre, was bei einem Flug mit 300 Fluggästen am 8-Bit-Zähler passiert.
- Beschreibe die Schnittstelle zwischen Zähler -K1 und Mikrocontroller: wie die acht Ausgänge Q0 bis Q7 gelesen werden und wann der Zähler zurückgesetzt wird.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Dualzahl · Hexadezimalzahl · Zähler, Überlauf
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 7.5
Zeichne das Zählverhalten im Zeitdiagramm:
- Zeichne den Eingang des Zählers für drei Fluggäste und eine Störspitze zwischen dem ersten und zweiten.
- Zeichne darunter Q0, Q1 und Q2, wenn der Zähler bei 0 beginnt und jede fallende Flanke zählt.
- Lies den Zählerstand am Ende ab.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Zeitdiagramm · Flanke · Dualzähler
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Ein großes Flugzeug mit 320 Plätzen wird an J 07 abgefertigt. Der Mikrocontroller liest den Zähler nur am Ende des Boardings aus.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe, welcher Wert gemeldet wird.
- Beurteile, ob das jemand merkt.
- Schlage eine Lösung vor.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.