Lichtsluis

Onderwerp: Licht, Optica (licht en lenzen) (havo), Signaalverwerking

havo/vwo, Signaalverwerking, Optica, examenniveau, 20 minuten

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.