Wie man mit dem Elektronik-Kit meines Kindes eine interessante XOR-Schaltung baut

Als ich heute nach Hause kam, erzählte mir mein Kind stolz, wie sie es geschafft hatten, UND, ODER und NICHT Logik aus seinem elektronischen Kit für Schnappschaltungen zu machen, und fragte mich, wie sie exklusiv oder machen könnten.

Hat jemand Vorschläge für eine einfache (und äußerst lehrreiche / unterhaltsame) Schaltung, die dies tun würde?

Das Kit enthält nur einfache Druckschalter (dh keine SPDT-Schalter) und die übliche Vielfalt grundlegender elektronischer Komponenten. Es hat PNP- und NPN-Transistoren, aber ich würde etwas Einfacheres bevorzugen (sie haben bisher keine Transistoren verwendet). Dioden wären in Ordnung, da sie leichter zu verstehen und vertrauter sind.

Eine Idee, die ich hatte, war ungefähr so:

Es ist jedoch nicht ideal, da es zwei Batteriepacks verwendet und die Lampe durch einen Potentialteiler treibt, der an die aktuellen Batteriespannungen angepasst werden muss. Irgendwelche besseren Vorschläge?

BEARBEITEN:

Zur Verdeutlichung möchten sie eine Schaltung mit zwei Drucktasten herstellen, und die Lampe leuchtet auf, wenn einer der beiden (aber nicht beide) Schalter gedrückt wird.

Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Schaltung digitale Eingänge und einen digitalen Ausgang hat (wie wir es normalerweise von digitaler Logik halten würden).

Wie wäre es damit?

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Um die Lampe anzuzünden, muss einer der Schalter geschlossen und der andere offen sein. Beachten Sie, dass bei geschlossenen Schaltern viel Strom in den Widerständen verschwendet wird, das Licht jedoch vollständig ausgeschaltet ist. Beachten Sie ferner, dass möglicherweise eine sehr kleine Glühbirne verwendet werden muss und möglicherweise eine höhere Spannung verwendet oder die Widerstände reduziert werden müssen, um viel Licht zu erhalten. Sie sollten jedoch sicherstellen, dass das durch den Widerstand geteilte Spannungsquadrat die Nennleistung des Widerstands nicht überschreitet (z Wenn Sie beispielsweise 12 Volt und 22 Ohm verwenden, müssen Sie 5-Watt-Widerstände verwenden. Alternativ können Sie die Widerstände durch Glühbirnen ersetzen und sie schützen, damit ihr Licht nicht sichtbar ist.

Wenn Sie eine Transistorschaltung wollen, hier ist die Hälfte einer Schaltung, die ich vor einigen Jahrzehnten für das Auto meiner Eltern entworfen habe, als ich ungefähr acht Jahre alt war (ich erinnere mich nicht an die tatsächlichen Widerstandswerte; die Transistoren waren eine Art TO-3-Paket und nicht 3906; die angegebenen Komponenten sollten zu Demonstrationszwecken geeignet sein - die reale verwendete eine Lampe anstelle einer LED und eines Widerstands). Ein erwachsener Freund der Elektrotechnik half bei der Gestaltung, aber ich entwarf das Gesamtkonzept.

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Der Eingang auf der linken Seite ist mit einem der Blinker am Fahrzeug verbunden. Der rechte Eingang ist mit dem Bremslicht verbunden. Die Lampe ist das linke Licht eines Anhängers. Der rechte Blinker und die Anhängerleuchte sind ähnlich verdrahtet. Beachten Sie, dass sich das Positive unten befindet . Die Herausforderung Ihres Sohnes besteht darin, herauszufinden, wozu die Dioden auf der Unterseite dienen (beachten Sie die obige Beschreibung des Anschlusses der Schaltung).

Eine der möglichen Gleichungen für XOR ist (A + B) .not (AB)

Wenn nur eine Kontakttaste verwendet werden muss, kann dies durch das folgende Schema unter Verwendung der Diodenlogik implementiert werden.

BEMERKUNG : Das ursprüngliche Schema wurde mit einer Lampe als Ausgang gezeichnet, aber solange die Lampen symmetrische Geräte sind, sind die Dioden tatsächlich überflüssig. Gleichzeitig funktioniert diese Implementierung des XOR besser mit der LED-Anzeige, daher habe ich sie folgendermaßen neu gezeichnet:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Wenn Tasten mit Schaltkontakten verwendet werden können, wird das wirklich einfach. Das folgende Schema verwendet eine etwas andere Gleichung: Q = (A + B) (nicht A + nicht B)

^{simulieren Sie diese Schaltung}