Λύσεις — Άσκηση 9 · Στάθμη Δεξαμενών (σελ. 44-47) – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ – ΤΕΤΡΑΔΙΟ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Άσκηση 9 · Στάθμη Δεξαμενών (σελ. 44-47)

Απαντήσεις για έλεγχο στάθμης δεξαμενών.

Εργασία 2 · Ελάχιστο κύκλωμα με πύλες NOR (δεξαμενή)

Ερώτηση: Με τη βοήθεια της ελάχιστης λογικής εξίσωσης της περίπτωσης της δεξαμενής, να δικαιολογηθεί, ότι το ελάχιστο λογικό κύκλωμα με πύλες NOR, είναι αυτό που υπάρχει πάνω από την αντίστοιχη κάτοψη της συνδεσμολογίας. Στη συνέχεια, να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του ολοκληρωμένου κυκλώματος 4001 και να γίνει πειραματική επαλήθευση του αντίστοιχου λογικού πίνακα. Πραγματοποιήστε όλους τους δυνατούς συνδυασμούς τροφοδοσίας των εισόδων Ι1, Ι2 με τάση +12V χρησιμοποιώντας κατάλληλους αγωγούς σύνδεσης.

Απάντηση:

• Από τον πίνακα (με τις αδύνατες καταστάσεις ως X) ο χάρτης Karnaugh δίνει: \( Q_Δ=\overline{I_1}+\overline{I_2}\cdot Q_Δ \).
• Με De Morgan: \( \overline{I_2}\cdot Q_Δ=\overline{I_2+\overline{Q_Δ}} \) και \( Q_Δ=\overline{\overline{\overline{I_1}+\overline{I_2+\overline{Q_Δ}}}} \).
• Αντιστοιχία με το σχέδιο: πύλη 1 \( \mathrm{NOR}(I_1,I_1)=\overline{I_1} \)· πύλη 3 δίνει \( \overline{Q_Δ} \) από τις εξόδους των πυλών 1 και 2· πύλη 2 \( \mathrm{NOR}(I_2,\overline{Q_Δ})=\overline{I_2}Q_Δ \) (ανάδραση από την έξοδο της πύλης 3)· πύλη 4 \( \mathrm{NOR}(\overline{Q_Δ},\overline{Q_Δ})=Q_Δ \).
• Χρειάζονται δηλαδή 4 πύλες NOR, όσες έχει ένα 4001. Στο πείραμα: \( I_1=I_2=0 \) (άδεια) το LED ανάβει· \( I_1=1, I_2=0 \) κρατά την προηγούμενη κατάσταση (γεμίζει ή αδειάζει)· \( I_1=I_2=1 \) (γεμάτη) το LED σβήνει.

Σύνοψη: (ενδεικτική) QΔ = Ī1 + Ī2·QΔ, υλοποιούμενο με 4 πύλες NOR του 4001 (δύο ως αντιστροφείς και δύο με ανάδραση).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Η κατάσταση Ι1=0, Ι2=1 είναι αδύνατη (νερό στο max χωρίς νερό στο min).
• Η ανάδραση της εξόδου δίνει στο κύκλωμα μνήμη, όπως η αυτοσυγκράτηση.