Taller N°2: Simplificación e implementación de circuitos Lógicos

Simplificación e implementación de circuitos lógicos

Simplificación por Mapa de Karnaugh:Para el empleo del mapa de Karnaug se hace uso de:La simplificación de funciones mediante el mapa de Karnaugh o mapas K es un método gráfico por el cual se puede simplificar funciones lógicas booleanas de hasta 4 variables, con este método se puede lograr el diseño más simple de un circuito en donde se obtendrían beneficios como un tiempo menor de respuesta, costos de producción más económicos y tiempos de fabricación más cortos.

• Cuadro de verdades: En este cuadro se escriben las variables que están presentes en el problema y se desarrolla la función lógica buscada, en esta tabla de escriben 0 y 1 dependiendo del funcionamiento del circuito a trabajar, donde se puede decir que 0 es cuando el circuito está abierto y 1 cuando el circuito está cerrado.

• Para obtener la ecuación lógica solo se toman en consideración aquellas que funciones en la señal de la salida (F) sea 1, por lo que obtendremos:

• Mapa de Karnaugh: En este cuadro se anotan las variables de la ecuación resultante del cuadro de verdades, con lo que se quiere obtener con este cuadro es lograr simplificar la ecuación del cuadro de verdades lo máximo posible para su implementación en un circuito físico, sin el gasto desmedido de recursos.

• Una vez posicionados las variables se busca agrupar las salidas 1 en donde se busca realizar grupos de “1”, la finalidad es conseguir el menor número de grupos con la mayor cantidad de “1” dentro, estos grupos pueden tener 1, 2, 4, 8, etc. “1” s (solo potencias de 2). Estos deben estar adyacentes (no diagonal), también está permitido el compartir “1” s entre grupos.

• Video y fotos de proyecto realizado en taller
• Simulación circuito de riego 

• Simulación de circuito de riego con lámpara

• Video de proyecto

• Fotos del proyecto

• Observaciones y Conclusiones
• Observaciones:
• La implementación del circuito al entrenador, la manipulación de los CI, se ha tenido que realizar con sumo cuidado ya que los pines de conexión se pueden dañar con facilidad.
• Si se quiere lograr que la lámpara encienda cuando el tanque esta vacío tanto de noche como de día, esto resultaría en una conexión directa a desde el sensor del depósito a la lámpara ya que no se estaría tomando en consideración el hecho si es de día o noche.
• Al agregar la lámpara con la condición que se encienda si es de hecho y el tanque esta vacío, implica que es una salida independiente al sistema de riego automático por lo que no existe necesidad de implementar ambas ecuaciones un una sola.
• Se puede hacer uso de dos puertas lógicas 7408 interconectadas para logar el mismo funcionamiento de una puerta lógica 4073.
• Conclusiones:
• Se puede hacer uso de las mismas señales de entrada para múltiples tareas o señales de salida que sean independiente a la función principal, pero que siempre respeten las condiciones de cada señal de entrada, como la vista al agrega la lámpara.
• Este es un sistema “tonto” porque hace uso de sensores los cuales actúan sin ningún criterio, si se quiere hacer que el sistema de riego automático funcione con condiciones más específicas se puede hacer uso de circuitos lógicos más complejos, sensores más especializados o de módulos de control y con el uso de programación se puede hacer que el circuito se accione bajo condiciones más precisas, como por ejemplo hacer que se encienda la bomba en determinadas horas del día o que mantenga de forma constante y especifica la humedad de la tierra.
• Se puede llamar que un circuito es eficiente solo cuando este el simplificado a su máxima expresión, para hacer uso de la mínima cantidad de componentes para su funcionamiento.
• Se puede hacer uso de las operaciones booleanas para simplificar las ecuaciones lógicas obtenidas del cuadro de verdad, pero la manera más simple y rápida es mediante el mapa de Karnaugh, pero este está limitado a un número específico de variables, por lo que lo hace indicado para circuitos con un numero bajo de variables.
• ¿Que he aprendido de esta experiencia?
• Aprendimos que sistemas tan básicos como el de un sistema de riego automático, puede ser realizado mediante la implementación de una ecuación booleana básica, la cual reducida a su maxima expresión puede dar paso a un sistema simple e eficiente para una tarea concreta y si a este sistema se le agregan más funciones, que venían siendo lo mismo que agregar más variables a la ecuación, se obtiene un sistema de más complejidad capaz de realizar múltiples tareas o tareas más complejas.
• Simulación de proyecto realizado en taller:  https://www.tinkercad.com/things/9rewRI99LV0
• Descarga de informe completo (Recomendado):  https://mega.nz/#!ZFsGXSxK!M5dVouldqkXvwbsXh5uu6MVLWTxFeFSviiOaYySg8t0