Aufgabe HT 1 - Sequenzielle Schaltungen · Abitur NRW Technik LK · Haupttermin 2022

Digitaltechnische Steuerung eines Aufzugs

In einem Bürogebäude soll ein Aufzug digitaltechnisch gesteuert werden. Das Gebäude umfasst das Untergeschoss (U), das Erdgeschoss (E) sowie 6 weitere Etagen (1 – 6).

Die momentane Position wird von drei binären Sensoren (P2, P1, P0) erfasst. Mit einem Tastenfeld in der Kabine wird der Fahrtwunsch eingegeben, der im System ebenfalls durch drei binäre Signale W2, W1 und W0 dargestellt wird. Jeweils drei Signale werden als Dualzahl gedeutet; das Untergeschoss entspricht somit P2 = 0, P1 = 0, P0 = 0, das dritte Obergeschoss P2 = 1, P1 = 0, P0 = 0.

Für Ihre Lösung dürfen Sie Logik-Gatter sowie beliebige Flipflops verwenden.

M 1: 7-Segment-Anzeige

M 2: Vorlage Funktionstabelle

Etage · P2 · P1 · P0 · a · b · c · d · e · f · g

U · 0 · 0 · 0

E · 0 · 0 · 1

1 · 0 · 1 · 0

2 · 0 · 1 · 1

3 · 1 · 0 · 0

4 · 1 · 0 · 1

5 · 1 · 1 · 0

6 · 1 · 1 · 1

M 3: Anforderungen Motorsteuerung

Es sind zwei digitale Signale AUF und AB zu erzeugen, die die Kabine nach oben (AUF = 1, AB = 0) bzw. nach unten (AUF = 0, AB = 1) bewegen. Gilt AUF = AB, bleibt die Kabine stehen. AUF und AB ergeben sich aus der Verknüpfung der Signale P2, P1, P0, W2, W1 und W0.

Teilaufgabe c) Wartungseinrichtung [14 Punkte]

Damit die Wartungsintervalle eingehalten werden, soll mitgezählt werden, wie oft das Untergeschoss angefahren wurde. Entwickeln Sie dazu einen Asynchronzähler, der diese Fahrten zählt und beim Zählerstand 100 ein digitales Ausgangssignal WA setzt. Ein von Hand einzugebendes Signal R soll sowohl den Zählerstand als auch das Wartungssignal zurücksetzen. Erläutern Sie die Funktionsweise Ihrer Schaltung.

c.1)

Schaltplan der Wartungseinrichtung:

c.2)

Erläutern Sie, wie Ihre Schaltung funktioniert (u. a. Bitbreite, Taktung, Erkennung von 100, Reset-Logik).

Teilaufgabe e) Motorsteuerung [15 Punkte]

Material M 3 beschreibt, welche Anforderungen die Motoransteuerung erfüllen muss. Entwickeln Sie eine digitaltechnische Schaltung, welche diese Anforderungen aus Material M 3 realisiert. Erläutern Sie Ihre Lösung.

e.1)

Schaltplan der Schaltung zur Motorsteuerung (Signale AUF und AB):

e.2)

Erläutern Sie Ihre Lösung zur Motorsteuerung.