วิธีสร้างวงจร XOR ที่น่าสนใจด้วยชุดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของลูกฉัน

เมื่อฉันกลับถึงบ้านในวันนี้ลูกของฉันภูมิใจที่จะบอกฉันว่าพวกเขาสามารถสร้างและ, หรือ, และไม่ใช่ตรรกะจากชุดวงจรอิเล็กทรอนิกส์สแน็ปอินของเขาและถามฉันว่าพวกเขาสามารถทำพิเศษหรือ

มีใครแนะนำสำหรับวงจรที่เรียบง่าย (และการศึกษา / ความบันเทิง) ที่จะทำเช่นนี้?

ชุดนี้มีสวิตช์กดแบบง่าย (เช่นไม่มีสวิตช์ SPDT) และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่หลากหลาย มันมีทรานซิสเตอร์ PNP และ NPN แต่ฉันต้องการสิ่งที่เรียบง่ายกว่า (พวกเขาไม่ได้ใช้ทรานซิสเตอร์มาก่อน) ไดโอดจะไม่เป็นไรเพราะง่ายต่อการเข้าใจและคุ้นเคยมากกว่า

หนึ่งความคิดที่ฉันมีคืออะไรเช่นนี้:

แต่ไม่เหมาะอย่างยิ่งเนื่องจากใช้สองก้อนแบตเตอรี่และจบลงด้วยการขับหลอดผ่านตัวแบ่งที่อาจเกิดขึ้นซึ่งจะต้องจับคู่กับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในปัจจุบัน มีคำแนะนำที่ดีกว่านี้ไหม?

แก้ไข:

เพื่อให้ชัดเจนพวกเขาต้องการสร้างวงจรที่มีปุ่มกดสองปุ่มและหลอดไฟจะสว่างหากกดสวิตช์ (แต่ไม่ใช่ทั้งคู่)

โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่มีความต้องการที่วงจรมีอินพุตดิจิตอลและเอาต์พุตดิจิตอล (วิธีที่เรามักจะคิดเกี่ยวกับตรรกะดิจิตอล)

แล้วเรื่องนี้ล่ะ

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ในการจุดไฟหลอดไฟจะต้องปิดสวิตช์หนึ่งสวิตช์และเปิดสวิตช์อื่น ๆ โปรดทราบว่าหากปิดสวิตช์ทั้งสองกำลังไฟจำนวนมากจะสูญเปล่าในตัวต้านทาน แต่ไฟจะดับอย่างสมบูรณ์ โปรดทราบว่าอาจต้องใช้หลอดไฟขนาดเล็กมากและอาจต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหรือลดตัวต้านทานเพื่อให้ได้แสงมาก แต่ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่หารด้วยความต้านทานไม่เกินพิกัดพลังงานของตัวต้านทาน (สำหรับ ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้ 12 โวลต์และ 22 โอห์มคุณจะต้องใช้ตัวต้านทาน 5 วัตต์) หรือคุณสามารถแทนที่ตัวต้านทานด้วยหลอดไฟและซ่อนไว้เพื่อไม่ให้มองเห็นแสงได้

ถ้าคุณต้องการวงจรทรานซิสเตอร์นี่เป็นครึ่งหนึ่งของวงจรที่ผมออกแบบมาสำหรับรถของพ่อแม่เมื่อหลายสิบปีก่อนเมื่อผมอายุประมาณแปดปี (ผมจำค่าตัวต้านทานที่แท้จริงไม่ได้จริง ๆ ทรานซิสเตอร์เป็นแพ็กเกจ TO-3 บางชนิดและไม่ 3906's; ส่วนประกอบที่ให้มาควรจะเหมาะสำหรับการสาธิต - ของจริงใช้หลอดไฟแทนที่จะเป็น LED และตัวต้านทาน) เพื่อนวิศวกรรมไฟฟ้าช่วยในการออกแบบ แต่ฉันออกแบบแนวคิดโดยรวม

^{จำลองวงจรนี้}

อินพุตด้านซ้ายเชื่อมต่อกับหนึ่งในไฟเลี้ยวที่กะพริบบนรถ อินพุตด้านขวาเชื่อมต่อกับไฟเบรก หลอดไฟเป็นไฟด้านซ้ายของรถพ่วง ไฟกะพริบด้านข้างและไฟท้ายรถพ่วงนั้นมีสายในลักษณะเดียวกัน โปรดทราบว่าในเชิงบวกคือที่อยู่ด้านล่าง ความท้าทายของลูกชายของคุณคือการหาว่าไดโอดด้านล่างมีไว้เพื่ออะไร (พิจารณาคำอธิบายข้างต้นว่าวงจรเชื่อมต่อกับอะไร)

หนึ่งในสมการที่เป็นไปได้สำหรับ XOR คือ (A + B) .not (AB)

หากต้องใช้ปุ่มสัมผัสเพียงปุ่มเดียวก็สามารถใช้งานได้ตามแผนผังต่อไปนี้โดยใช้ไดโอดลอจิก

หมายเหตุ : แผนผังเริ่มต้นถูกวาดด้วยหลอดไฟเป็นเอาต์พุต แต่ตราบใดที่หลอดไฟเป็นอุปกรณ์แบบสมมาตรไดโอดจะไม่จำเป็นจริง ๆ ในเวลาเดียวกันการนำ XOR ไปใช้งานจะทำงานได้ดีขึ้นด้วยไฟแสดงสถานะ LED ดังนั้นฉันจึงวาดใหม่ด้วยวิธีนี้:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

หากสามารถใช้ปุ่มที่มีการสลับรายชื่อได้สิ่งต่างๆก็จะกลายเป็นเรื่องง่าย แผนผังต่อไปนี้ใช้สมการแตกต่างกันเล็กน้อย: Q = (A + B) (ไม่ใช่ A + ไม่ใช่ B)

^{จำลองวงจรนี้}