Cómo construir un interesante circuito XOR con el kit de electrónica de mi hijo

Question

Cuando llegué a casa hoy, mi hijo me contaba orgulloso cómo habían conseguido hacer la lógica AND, OR y NOT con su kit electrónico de snap circuits y me preguntaba cómo podían hacer la exclusiva or.

¿Alguien tiene alguna sugerencia de un circuito sencillo (y a la vez educativo/entretenido) que pueda hacer esto?

El kit sólo tiene interruptores pulsadores simples (es decir, no hay interruptores SPDT) y la variedad habitual de componentes electrónicos básicos. Tiene transistores PNP y NPN pero preferiría algo más sencillo (no han utilizado transistores hasta ahora). Los diodos estarían bien ya que son más fáciles de entender y más familiares.

Una idea que tuve fue algo así:

pero no es ideal, ya que utiliza dos paquetes de baterías y acaba conduciendo la lámpara a través de un divisor de potencial que tiene que adaptarse a los voltajes actuales de la batería. ¿Alguna sugerencia mejor?

EDITAR:

Para aclarar, quieren hacer un circuito que tenga dos pulsadores, y la lámpara se encenderá si se pulsa uno de los dos (pero no los dos).

En particular, no es necesario que el circuito tenga entradas digitales y una salida digital (la forma en que normalmente pensamos en la lógica digital).

Answer 1

¿Qué te parece esto?

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Para encender la lámpara, uno de los interruptores debe estar cerrado y el otro abierto. Tenga en cuenta que si ambos interruptores están cerrados, se desperdiciará mucha energía en las resistencias pero la luz estará totalmente apagada. Tenga en cuenta además que es posible que tenga que utilizar una bombilla muy pequeña y que tenga que utilizar un voltaje más alto o reducir las resistencias para obtener mucha luz, pero debe asegurarse de que el voltaje al cuadrado dividido por la resistencia no supere la potencia nominal de la resistencia (por ejemplo, si utilizara 12 voltios y 22 ohmios, tendría que utilizar resistencias de 5 vatios). Otra posibilidad es sustituir las resistencias por bombillas y resguardarlas para que su luz no sea visible.

Si quieres un circuito de transistores, aquí tienes la mitad de un circuito que diseñé para el coche de mis padres hace unas décadas, cuando tenía unos ocho años (no recuerdo los valores reales de las resistencias; los transistores eran una especie de paquete TO-3 y no 3906; los componentes indicados deberían ser adecuados para fines de demostración; el real utilizaba una lámpara en lugar de un LED y una resistencia). Un amigo adulto de ingeniería eléctrica me ayudó con el diseño, pero yo diseñé el concepto general.

simular este circuito

La entrada del lado izquierdo está conectada a uno de los intermitentes del coche; la entrada del lado derecho está conectada a la luz de freno. La lámpara es la luz izquierda de un remolque. La luz intermitente del lado derecho y la luz del remolque están conectadas de forma similar. Tenga en cuenta que el positivo es en la parte inferior . El reto de su hijo es averiguar para qué sirven los diodos de la parte inferior (tenga en cuenta la descripción anterior de lo que el circuito estaba conectado).

Answer 2

Una de las posibles ecuaciones para XOR es (A+B).not(A.B)

Si sólo hay que utilizar botones de contacto, se puede implementar mediante el siguiente esquema, utilizando la lógica de diodos.

REMARK : El esquema inicial se dibujó con una lámpara como salida, pero mientras las lámparas sean dispositivos simétricos, los diodos son realmente superfluos. Al mismo tiempo, esta implementación del XOR funcionará mejor con el indicador LED, así que lo redibujé de esta manera:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Si se pueden utilizar botones con contactos de conmutación, las cosas se vuelven realmente sencillas. El siguiente esquema utiliza una ecuación un poco diferente: Q = (A+B).(no A + no B)

simular este circuito