Harjoitustyön 2 aiheiden kuvaukset

Transkriptio

1 Sivu 1 (5) 1 Raitiovaunun oven avaamis- ja sulkemispiiri Raitiovaunun oven vieressä on matkustajan avauspainike. Kun vaunu on paikallaan, matkustajan avauspainikkeen painaminen antaa signaalin, joka avaa oven. Ovessa on turvareuna, jonka antama signaali avaa oven kaikissa tilanteissa. Kuljettajalla on kytkin, jolla hän voi estää oven aukeamisen, vaikka matkustajan avauspainiketta painetaankin. Kuljettajalla on myös oma kuljettajan avauspainike, jonka painallus avaa oven, mikäli kuljettajan kytkin ei estä sitä. Ovi sulkeutuu, kun kuljettaja painaa sulkemispainiketta. Se ei kuitenkaan saa sulkeutua, mikäli matkustajan avauspainike on painettuna, turvareuna antaa signaalin tai mikäli kuljettajan avauspainike on painettuna. Suunnittele piiri, joka antaa ovelle avaussignaalin ja sulkemissignaalin. 2 Kolmikerroksisen talon porraskäytävän valo-ohjain Kolmikerroksisen talon porraskäytävässä on lampulla varustettu kytkin kussakin kerroksessa. Kun mitä hyvänsä kytkimistä käännetään, porraskäytävän katossa olevat lamput vaihtavat tilaansa. Eli jos lamput palavat, ne kytkimen kääntämisen jälkeen sammuvat ja päinvastoin. Talon ohjauskeskuksesta tulevalla pakko-ohjaussignaalilla pakotetaan porraskäytävän lamput palamaan riippumatta porraskäytäväkytkinten asennoista. Kaikkien kytkinten lamput palavat, kun porraskäytävän lamput eivät pala ja kääntäen. Suunnittele kolmikerroksisen talon porraskäytävän valo-ohjain. 3 Rasvaprosentin valodiodinäytön ohjauspiiri Yksinkertainen kehon rasvaprosentin valodiodinäyttö näyttää vain, onko rasvaprosentti liian pieni, sopiva vai liian suuri. Valodiodinäytössä on kolmivärivalodiodi, jossa on kaksi tulosignaalia. Toinen niistä sytyttää kolmivärivalodiodissa olevan vihreän valodiodin ja toinen punaisen. Jos molemmat signaalit ovat yhtä aikaa aktiivisia, molemmat valodiodit palavat yhtä aikaa. Ihmissilmä näkee tämän keltaisena valona. Näytön ohjauspiiriin tuodaan tieto rasvaprosentista kolmibittisenä koodina alla olevan taulukon mukaisesti. Koodi Toiminta 000 Mittari ei ole käytössä, näyttö on pimeä 001 Rasvaprosentti on liian pieni, keltainen näyttö 010 Rasvaprosentti on sopiva, vihreä näyttö 100 Rasvaprosentti on liian suuri, punainen näyttö Mikäli rasvaprosentti on aivan rajalla, koodista voivat kaksi vierekkäistä bittiä olla yhtä aikaa ykkösiä. Tällöin näytön pitää näyttää huonompaa arvoa. Muut koodit eivät ole käytössä. Jos tällainen koodi kuitenkin tulee ohjauspiiriin, näytön tulee olla pimeä. Näytön toiminnan testaamista varten ohjauspiiriin tulee lisäksi testisignaali. Kun se on aktiivinen, näytön pitää koodista riippumatta näyttää keltaista valoa. Suunnittele rasvaprosentin valodiodinäytön ohjauspiiri.

2 Sivu 2 (5) 4 Turvarannekkeen hälytyspiiri Turvarannekkeessa on painonappi ja hälytyslamppu sekä hälytysviestien lähetin. Siinä on liikeanturi, jonka antama signaali aktivoituu, kun turvaranneke on ollut liikkumatta 10 minuuttia, ja ranneanturi, josta saatava signaali kertoo, onko ranneke ranteessa vai ei. Lisäksi rannekkeessa on paristojännitteen valvontapiiri, josta saatava signaali kertoo, onko paristossa riittävä jännite vai ei. Rannekkeessa oleva hälytyslamppu syttyy, kun hälytyspainiketta painetaan tai pariston jännite ei ole riittävä. Hälytyslamppu syttyy myös, mikäli ranneke on ranteessa ja liikeanturin antama signaali aktivoituu. Hälytysviestejä on kaksi erilaista: hätähälytys ja paristohälytys. Hätähälytysviesti lähetetään, kun hälytyspainiketta painetaan tai ranneke on ranteessa ja liikeanturin antama signaali aktivoituu. Paristohälytysviesti lähetetään, kun pariston jännite ei ole riittävä. Sitä ei kuitenkaan lähetetä, jos hätähälytysviesti lähetetään. Suunnittele piiri, josta saatava signaali sytyttää hälytyslampun ja antaa hätähälytyssignaalin ja paristohälytyssignaalin. 5 Valvontalaitteen näytön osavalintapiiri Yksinkertaisessa valvontalaitteessa on kolminumeroinen näyttö, jossa näytetään vuorotellen valvottavan henkilön sykettä ja verenpainetta. Näyttöön siirretään näytettävä tieto rinnakkaismuodossa numeroittain binaarilukuna. Valintapiiri koostuu kahdestatoista osavalintapiiristä, joista kukin käsittelee yhden bitin näytettävästä tiedosta. Kuhunkin osavalintapiireistä tulee neljä signaalia. Yksi niistä on näytettävän sykkeen yksi bitti ja toinen vastaavasti näytettävän verenpaineen yksi bitti. Kolmas signaali on ohjaussignaali, jonka arvo määrää, näytetäänkö syke vai verenpaine. Neljäs signaali on näytön pimennyssignaali. Tämän arvo 1 pakottaa osavalintapiirin lähtösignaalin arvoon 1. Testaustarkoituksiin tarvitaan lisäksi lähtösignaali, jonka arvo on 1, kun kaikki neljä tulosignaalia saavat joko arvon 0 tai arvon 1. Suunnittele valvontalaitteen näytön osavalintapiiri. 6 Nelikerroksisen talon porraskäytävän valo-ohjain Nelikerroksisen talon porraskäytävässä on lampulla varustettu kytkin kussakin kerroksessa. Kun mitä hyvänsä kytkimistä käännetään, porraskäytävän katossa olevat lamput vaihtavat tilaansa. Eli jos lamput palavat, ne kytkimen kääntämisen jälkeen sammuvat ja päinvastoin. Kaikkien kytkinten lamput palavat, kun porraskäytävän lamput eivät pala ja kääntäen. Suunnittele nelikerroksisen talon porraskäytävän valo-ohjain. 7 Autotallin oven avaamis- ja sulkemispiiri Autotallin ovea ohjataan avaus- ja sulkemissignaaleilla, jotka käynnistävät autotallin oven erillisen avaus- ja sulkumoottorin. Avaussignaali annetaan, kun oven vieressä olevaa avauspainiketta painetaan tai ovessa olevaan vastaanottimeen tulee kauko-ohjaimesta annettu avauskomento. Avaussignaalia ei saa kuitenkaan antaa, mikäli ovi on sulkeutumassa. Tämä tieto saadaan sulkumoottorissa olevasta anturista. Sulkemissignaali annetaan, kun oven vieressä olevaa sulkupainiketta painetaan tai ovessa olevaan vastaanottimeen tulee kauko-ohjaimesta annettu sulkukomento. Sulkemissignaalia ei saa kuitenkaan antaa, mikäli ovi on avautumassa. Tämä tieto saadaan avausmoottorissa olevasta anturista.

3 Sivu 3 (5) Hätätilanteen varalta autohallin päässä on hätäaukaisin. Tämän painaminen aiheuttaa oven avaussignaalin ja estää oven sulkusignaalin kaikissa tilanteissa. Suunnittele autotallin oven avaamis- ja sulkemispiiri. 8 Pöytälieden levyn tehonohjauspiiri Pöytälieden levyä ohjataan kääntökytkimellä, jossa on asennot 0-3. Kääntökytkimestä lähtee kolme johdinta. Johtimista saadaan seuraavan taulukon mukaiset signaalit. Asento Johdin 1 Johdin 2 Johdin Levyssä on kolme lämmitysvastusta, joista sähkövirtaan on kytkettynä kääntökytkimen asennon mukainen määrä. Kun kääntökytkin on kahden asennon välissä, voi kahdesta johtimesta tulla yhtä aikaa arvo 1. Tällöin lämmitysvastuksista tulee olla kytkettyinä sähkövirtaan pienemmän asennon mukainen määrä. Lisäksi liedessä on lamppu, joka palaa, kun yksi tai useampi lieden vastus lämmittää. Suunnittele pöytälieden levyn tehonohjauspiiri. 9 Lämmityskattilan pumppujen, lämmittimen ja anturivikalampun ohjauspiiri Teollisuuslaitoksessa on nesteen lämmityskattila. Kattilaan liittyy kaksi pumppua ja sen sisällä on lämmitin. Tulopumpulla pumpataan kylmää nestettä kattilaan ja poistopumpulla kuumaa nestettä siitä pois. Lämmittimellä lämmitetään kattilassa olevaa nestettä. Kattilassa on neljä anturia. Kolme niistä mittaa säiliön nestemäärää ja yksi nesteen lämpötilaa. Nestemääräantureista yksi ilmoittaa, että säiliö on tyhjä, toinen, että se on vähintään puolillaan ja kolmas, että se on täynnä. Pumput voivat käydä joko täydellä teholla tai puoliteholla. Tulopumppu käy täydellä teholla, kun kattila on alle puolillaan ja neste on kylmää. Se käy puoliteholla, kun kattilan nestemäärä ylittää puolet, mutta ei ole täynnä, ja neste on kylmää. Poistopumppu käy täydellä teholla, kun kattila on yli puolillaan ja neste on kuumaa. Se käy puoliteholla, kun kattilan nestemäärä alittaa puolet, mutta ei ole tyhjä, ja neste on kuumaa. Kumpaakin pumppua ohjataan kaksibittisellä koodilla. Koodin arvo 00 tarkoittaa, että pumppu ei käy, arvo 01, että se käy puoliteholla ja arvo 10, että se käy täydellä teholla. Koodin arvo 11 ei ole käytössä. Lämmitin lämmittää, kun kattila on yli puolillaan ja neste on kylmää. Mikäli nestemääräanturien antamat arvot ovat ristiriitaiset, kumpikaan pumppu ei saa käydä eikä lämmitin lämmittää. Tällöin teollisuuslaitoksen valvomossa olevan anturivikalampun tulee palaa. Suunnittele lämmityskattilan pumppujen, lämmittimen ja anturivikalampun ohjauspiiri. 10 Jalankulkuvalojen ohjauspiiri Jalankulkuvalopylväässä on autoille punainen, keltainen ja vihreä valo ja jalankulkijoille punainen ja vihreä valo. Pylvästä ohjataan kolmibittisellä koodilla seuraavasti (A = autot, J = jalankulkijat):

4 Sivu 4 (5) Koodi Toiminta Koodi Toiminta 000 Mikään lamppu ei pala 100 A punainen, J punainen 001 A vihreä, J punainen 101 A keltainen, J ei pala 010 A keltainen, J punainen 110 Koodi ei ole käytössä 011 A punainen, J vihreä 111 Kaikki lamput palavat (testi) Suunnittele jalankulkuvalojen ohjauspiiri. 11 Sähkölieden levyn tehonohjauspiiri (ei erityisen vaikea, mutta melko työläs) Sähkölieden levyä ohjataan kääntökytkimellä, jossa ovat asennot 0-6. Haluttu teho saadaan kääntökytkimestä kolmibittisenä binaarilukuna Levyssä on kuusi lämmitysvastusta R1 - R6. Niistä sähkövirtaan ovat kytkettyinä seuraavan taulukon mukaiset vastukset. Kytkimen asento Binaariluku Kytketyt vastukset Ei mikään R R2 ja R R1, R3 ja R R1, R3, R4 ja R R2, R3, R4, R5 ja R Kaikki Lieden takaosassa on turvakytkin, jolla voidaan estää levyjen lämpeneminen kääntökytkimen asennosta riippumatta. Suunnittele sähkölieden levyn tehonohjauspiiri. 12 Liikennevalopylvään ohjauspiiri (ei erityisen vaikea, mutta melko työläs) Liikennevalopylvään ohjauspiiri ohjaa pohjoisesta etelään ja idästä länteen vievän tien risteyksessä olevan liikennevalopylvään lamppuja. Liikennevalopylväässä on valo-ohjaus kaikkiin neljään ilmansuuntaan. Sitä ohjataan nelibittisellä koodilla seuraavasti (PE = pohjoinen-etelä, IL = itä-länsi): Koodi Toiminta Koodi Toiminta 0000 Mikään lamppu ei pala 1000 PE punainen, IL vihreä 0001 Kaikki keltaiset lamput palavat 1001 PE vihreä, IL punainen 0010 Kaikki punaiset lamput palavat 1010 Koodi ei ole käytössä 0011 PE punainen, IL keltainen 1011 Koodi ei ole käytössä 0100 PE keltainen, IL punainen 1100 Koodi ei ole käytössä 0101 PE keltainen, IL vihreä 1101 Koodi ei ole käytössä 0110 PE vihreä, IL keltainen 1110 Koodi ei ole käytössä 0111 Koodi ei ole käytössä 1111 Kaikki lamput palavat (testi) Suunnittele liikennevalopylvään ohjauspiiri.

5 Sivu 5 (5) 13 Numeronäytön ohjauspiiri (ei erityisen vaikea, mutta työläs) Seitsensegmenttinäyttö on yleisesti käytetty näyttölaite, jolla voidaan näyttää kaikki kymmenjärjestelmän numerot. Näyttö koostuu nimensä mukaisesti seitsemästä segmentistä, jotka on nimetty alla olevan kuvan mukaisesti. Alla on myös esitetty, mitkä segmentit valaisevat mitäkin numeroa näytettäessä. Jokaista segmenttiä ohjataan omalla signaalillaan. f e a g d b c Seitsensegmenttinäytön ohjauspiirin tulosignaali on näytettävä numero binaarilukuna ja lähtösignaalit eri segmenttien ohjaussignaalit a g siten, että segmentti valaisee, kun sen ohjaussignaali saa arvon 1. Suunnittele seitsensegmenttinäytön ohjauspiiri, joka näyttää numerot nollasta yhdeksään. Mikäli piiriin tuodaan binaariluku, jonka arvo on yli yhdeksän, ei ole väliä, mitkä segmentit valaisevat. 14 Heksadesimaalinumeronäytön ohjauspiiri (ei erityisen vaikea, mutta hyvin työläs) Seitsensegmenttinäyttö on yleisesti käytetty näyttölaite, jolla voidaan näyttää kaikki kuusitoistaeli heksadesimaalijärjestelmän numerot. Näyttö koostuu nimensä mukaisesti seitsemästä segmentistä, jotka on nimetty alla olevan kuvan mukaisesti. Alla on myös esitetty, mitkä segmentit valaisevat mitäkin numeroa näytettäessä. Jokaista segmenttiä ohjataan omalla signaalillaan. f e a g d b c Seitsensegmenttinäytön ohjauspiirin tulosignaali on näytettävä numero binaarilukuna ja lähtösignaalit eri segmenttien ohjaussignaalit a g siten, että segmentti valaisee, kun sen ohjaussignaali saa arvon 1. Suunnittele seitsensegmenttinäytön ohjauspiiri, joka näyttää heksadesimaalinumerot nollasta numeroon F.