Diseña un sistema de control de luces direcionales utilizando compuertas lógicas. Este proyecto implementa un selector de direcciones que enciende la luz izquierda, derecha o ambas según la combinación de entradas, ideal para aplicaciones en vehículos o sistemas de señalización.
Objetivos del Proyecto
Funcionalidad del Sistema
Crear un circuito combinacional que controle dos luces direcionales mediante tres entradas:
- Entrada I: Activa la luz izquierda
- Entrada D: Activa la luz derecha
- Entrada P: Activa ambas luces (peligro)
- Salida L.I: Control de la luz izquierda
- Salida L.D: Control de la luz derecha
Tabla de Verdad del Sistema
La siguiente tabla define el comportamiento esperado para todas las combinaciones posibles de entrada:
Análisis y Simplificación Booleana
Ecuación para L.I (Luz Izquierda)
Expandiendo la función basada en la tabla de verdad:
L.I = I'·D'·P + I·D'·P'
Factorización - Paso 1:
L.I = D'(I'·P + I·P')
Simplificación - Paso 2 (XOR):
L.I = D'(I ⊕ P)
Donde ⊕ representa la operación XOR (OR exclusiva)
Ecuación para L.D (Luz Derecha)
Expandiendo la función basada en la tabla de verdad:
L.D = I'·D'·P + I'·D·P'
Factorización - Paso 1:
L.D = I'(D'·P + D·P')
Simplificación - Paso 2 (XOR):
L.D = I'(D ⊕ P)
Ambas ecuaciones utilizan el patrón XOR para máxima simplicidad
Circuito Implementado - Diseño Principal
El circuito optimizado utiliza compuertas XOR, NOT y AND para implementar las ecuaciones simplificadas:
🎯 Características del Diseño Principal
- Compuertas XOR: Detectan conflictos o combinaciones específicas de I y D con P
- Compuertas NOT: Invierten las señales I y D según sea necesario
- Compuertas AND: Generan los productos lógicos finales
- Precisión: Implementa exactamente la tabla de verdad sin estados no deseados
Circuito Alternativo - Diseño Simplificado
Una alternativa más simple utiliza solo compuertas OR. Las luces se encienden siempre que alguna entrada esté activa, excepto cuando todas son 0:
🔄 Ecuaciones del Diseño Alternativo
- L.I = I + P: La luz izquierda se enciende si se presiona I o P
- L.D = D + P: La luz derecha se enciende si se presiona D o P
- Ventaja: Circuito más simple con solo 2 compuertas OR
- Funcionamiento: Cumple perfectamente con el propósito (excepto estado 000)
Comparativa de Diseños
| Aspecto | Diseño Principal | Diseño Alternativo |
|---|---|---|
| Compuertas Usadas | XOR, NOT, AND | OR |
| Número de Compuertas | 5-6 | 2 |
| Complejidad | Media | Baja |
| Precisión | Exacta a tabla de verdad | Aproximada (más permisiva) |
| Costo | Mayor | Menor |
| Aplicación Ideal | Sistemas críticos | Aplicaciones generales |
Análisis de Entradas y Salidas
Estados Operacionales
| I | D | P | Estado | L.I | L.D |
| 0 | 0 | 0 | Reposo | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | Giro Izquierda | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | Giro Derecha | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | Peligro (Ambas) | 1 | 1 |
Componentes Necesarios
Para el Diseño Principal
- 2x Compuertas XOR (7486)
- 1x Compuerta NOT (7404)
- 2x Compuertas AND (7408)
- 3x Botones pulsadores (I, D, P)
- 2x LEDs indicadores (rojo y azul)
- 2x Resistencias 220Ω
- Fuente de 5V
Para el Diseño Alternativo
- 1x Compuerta OR (7432)
- 3x Botones pulsadores (I, D, P)
- 2x LEDs indicadores
- 2x Resistencias 220Ω
- Fuente de 5V
Aplicaciones Prácticas
💡 Usos Reales
- Sistema de iluminación en bicicletas: Control de direccionales
- Vehículos autónomos: Lógica de señalización básica
- Sistemas de advertencia: Indicadores de peligro
- Control de tráfico: Señales direccionales en intersecciones
- Robótica: Indicadores visuales de movimiento
✅ Ventajas del Proyecto
Este proyecto combina dos enfoques: el método formal con tablas de verdad y simplificación booleana (diseño principal) y una solución práctica y económica (diseño alternativo). Es excelente para aprender lógica digital combinacional y cómo evaluar trade-offs entre complejidad, costo y precisión.
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