Byttekrets

Innen elektrisitet og elektronikk kan lovene til boolsk algebra og binær logikk studeres ved hjelp av svitsjekretser . En svitsjekrets vil bestå av en rekke kontakter som vil representere de logiske inngangsvariablene og en eller flere belastninger som vil representere de logiske utgangsvariablene eller funksjonene.

Kontaktene kan være normalt åpne (NO) eller normalt lukkede (NC). Førstnevnte vil forbli åpne så lenge de ikke påvirkes (for eksempel ved å trykke på en bryter, mette en transistor osv.). NC-kontakter vil fungere akkurat motsatt. Dette betyr at hvis du handler på en NO-kontakt, vil den lukkes og hvis du handler på en NC-kontakt, vil den åpne.

Grunnleggende konsepter

Koblingskretsene er basert på brytere som tillater eller ikke sirkulasjon av en elektrisk strøm, disse bryterne kan være manuelle hvis de aktiveres direkte, for eksempel en lysbryter; elektrisk: releer eller kontaktorer, hvis deres handling er elektromekanisk, eller elektroniske, transistorer eller logiske porter, hvis de er basert på elektronisk teknologi.

For enkelhets skyld vil vi representere en bryter eller kommutator ved dens elektriske kontakter, hvis en bryter forbinder to punkter a og b , vil vi si at den er åpen hvis den ikke tillater elektrisk sirkulasjon mellom disse to punktene: a og b . Vi vil si at den er stengt hvis den tillater elektrisk sirkulasjon mellom disse to punktene.

Vi vil si at en bryter er normalt åpen (NO) hvis den er åpen når den ikke påvirkes, kalles normalposisjonen også hvilestilling, som bryteren normalt vil ha på grunn av virkningen av en fjær som tar den til den posisjonen.

Når en normalt åpen (NO) bryter aktiveres, lukkes bryteren, slik at elektrisk sirkulasjon gjennom den.

Overvinne kraften som utøves av fjæren eller fjæren, og gi opphav til elektrisk kontakt mellom terminalene.

Figuren viser en normalt åpen knapp, i hvile i den øvre delen, med fjæren i ro og dens kontakter adskilt, i den nedre delen ses den samme knappen aktivert, med den komprimerte fjæren og dens elektriske terminaler i kontakt, noe som tillater elektrisk sirkulasjon mellom punktene a og b .

Hvis vi mellom to punkter a og b plasserer en normalt lukket bryter (NC), som er lukket når den ikke blir påvirket, i dette tilfellet gir avspenningen av fjæren eller fjæren opphav til kontakt med de elektriske terminalene til bryteren, tillater elektrisk sirkulasjon gjennom den, bryteren er lukket. Hvis vi handler på at den beseirer fjærens virkning, skiller kontaktene, åpnes bryteren, og tillater ikke elektrisk sirkulasjon. I disse bryterne er resultatet det motsatte av handlingen, hvis vi handler på bryteren åpnes bryteren, og avskjærer strømmen av elektrisk strøm, hvis vi ikke handler på den, lukkes den og tillater elektrisk sirkulasjon.

Som det er sett, kan bryterne aktiveres manuelt, eller mekanisk ved hjelp av endebrytere, trykkbrytere eller andre elementer som ut fra en ytre handling gir opphav til en elektrisk til- eller frakobling.

Men en krets kan virke på en annen krets, ved hjelp av releer eller kontaktorer, slik at vi kan ha en svitsjekrets, hvis resultat er virkningen på en annen krets, i disse tilfellene gir tilstedeværelsen eller ikke av en elektrisk strøm opphav til modifikasjonen av tilstanden til en bryter, som gikk fra hvileposisjonen til den aktiverte posisjonen.

På figuren kan vi se en rekke brytere av denne typen. De påvirkes av en solenoid, som genererer et magnetfelt og forskyver den ferromagnetiske kjernen til ankeret, overvinner fjæren og endrer de elektriske kontaktene. Når den elektriske strømmen ikke virker, hever fjæren bryteren til hvilestilling.

Representasjonskonvensjon

I en svitsjekrets utføres en analyse av kretsens logikk, og ser bort fra driftsdetaljene til de involverte mekanismene, samt dimensjoneringen av enhetene og resten av kretsen for strømintensiteter og potensiell forskjell med den. fungerer, med prioritert oppmerksomhet til kommuteringslogikken, av denne grunn er noen av de elektriske detaljene, typiske for elektriske kretser , ikke nødvendige, og hvis det er nødvendig å bestemme en kretsrepresentasjonskonvensjon som forhindrer feil i tolkningen, tar hensyn til følgende:

Byttekrets, det er et driftsdiagram og ikke en konstruksjonsplan, derfor vil situasjonen til enhetene bli gjort i henhold til den logikken.
I en svitsjekrets er ikke elektriske detaljer, som strømmer eller elektriske spenninger, angitt.
Enheter vises alltid i hvileposisjon, selv om de er koblet direkte til en strømkilde.
Aktiveringen av bryterne er alltid fra topp til bunn, hvileposisjonen er den høyeste og den aktiverte posisjonen er den laveste.

Komponenter for en bryterkrets.




	Figur 1

Følgende avtaler må tas i betraktning (se figur 1):

En NEI-kontakt representerer en variabel variabel
En NC-kontakt representerer en negert logisk variabel (A').
En lukket sløyfe regnes som en logisk en (1).
En åpen krets regnes som en logisk null (0).
Hvis en kontakt ikke reageres, anses variabelen den representerer å være 0.
Hvis en kontakt blir påvirket, anses variabelen den representerer å være 1.
Hvis lasten ikke er opphisset, anses funksjonen som 0 (for eksempel er en lampe av).
Hvis lasten er opphisset, anses funksjonen som 1 (lampe på).

Flerbryter




Figur 2

En multippel bryter, er den som med bare en kommando flytter flere kontakter samtidig, denne typen brytere, ikke så enkel, brukes til å bytte flere kretser samtidig, valgfritt atskilt.

Denne typen brytere kan ha direkte og inverse kontakter, i figuren er de to første direkte og den tredje inverse, som igjen kan være av forskjellige seksjoner, avhengig av strømintensiteten som sirkulerer gjennom hver av dem.

Reléet

Et relé eller kontaktor er en elektrisk styrt automatisk bryter, på denne måten gir et elektrisk signal opphav til nye kontakter som igjen mater eller slutter å mate andre kretser.

På figuren kan du se den skjematiske representasjonen av et relé. Kontaktene vises i hvile, i den posisjonen de ville ha når spolen ikke er drevet; når den mottar spenning, beveger ankeret seg, og endrer posisjonen til kontaktene.

Seriekrets


			Figur 3

På denne måten representerer figur 3 den logiske OG -funksjonen , det vil si L=a·b· ... ·n. I henhold til sannhetstabellen for nevnte funksjon, lukkes kretsen bare hvis hver av de mellomliggende bryterne er lukket.

Parallell krets





		Figur 4

På samme måte representerer figur 4 den logiske ELLER -funksjonen , det vil si L= a+b+ ... +n; og i henhold til sannhetstabellen er kretsen lukket hvis minst en av bryterne er lukket.

Bytt



		Figur 5

Bryteren består av en direktebryter og en reversbryter, se figur 5, som virker sammen, slik at med en enkelt handling blir en krets isolert og en annen koblet til, og bytter de to kretsene.

På figuren kan man se at koblingen til venstre er koblet til den nederste til høyre når a ikke er aktivert.

Hvis denne er aktivert, går utgangen gjennom den øvre koblingen til høyre.



				Figur 6

To brytere koblet i henhold til figur 6, resulterer i en krets, som er vekselvis åpen eller lukket, bare ved å modifisere en av de to bryterne, hvis begge er i samme posisjon er kretsen koblet til, hvis en av dem er modifisert begge, den kobles fra, noe som vil kobles til igjen når du handler på en av dem, uansett hvilken. Denne kretsen brukes ofte til trappebelysning eller topunktsdrift. Det kalles også treveis eller treveis.

Crossover-bryter


$en\,$		$c\,$

$b\,$		$d\,$
	Figur 7

$en\,$		$c\,$
$b\,$		$d\,$

	Figur 8

En kryssbryter bytter de to inngangslinjene (a, b) med de to utgangslinjene (c, d), i figur 7 og 8 kan du se to ekvivalente diagrammer av denne typen brytere.

I den ene posisjonen er a koblet til c og b til d og i den andre er de permutert ved å koble a til d og c til b.

I disse to figurene kan man tydelig se at ulike fordelinger av enhetene og ulike ledninger kan gi samme resultater.

Elektromekanisk oscillator

Konstruksjonen av en oscillator , med utelukkende elektromekaniske midler, gjøres enkelt ved å koble spolen til et relé til en av dets normalt tilkoblede kontakter (NC), når reléet er eksitert, kobles kontakten (NC) fra, koble fra spolen, som resulterer i at (NC)kontakten kommer i kontakt igjen.

Dette er mekanismen som den klassiske elektriske ringeklokken er basert på.

Kombinasjonssystem

I automatteori er et kombinasjonssystem et logisk system basert på boolsk algebra , både innen elektronisk og elektromekanisk teknologi . Vi kan se en implementering i kommutatorer, av kombinasjonssystemer, sortert etter antall variabler involvert.

Antall kombinasjoner

Med utgangspunkt i et antall n variabler, som hver kan ta verdien sann: 1 , eller usann: 0 , ved kombinatorikk, kan vi vite at det totale antallet kombinasjoner: C , som kan oppstå er:

C=2^{n}

antall kombinasjoner som kan oppstå med n variabel, som hver kan ta en av to logiske verdier er to hevet til n , det vil si antall kombinasjoner: C , har eksponentiell vekst i forhold til antallet variabel n :

{\begin{array}{r|r}n&C\\\hline 0&1\\1&2\\2&4\\3&8\\4&16\\\5&32\\\ldots &\ldots \\n&2^{n}\ slutt{array}}

Hvis vi vurderer at et kombinasjonssystem av n binære variabler kan presentere et sant resultat: 1 , eller usant: 0 , for hver av de mulige inngangskombinasjonene har vi at en rekke funksjoner kan bygges: F med n inngangsvariabler, hvor:

F=2^{C}=2^{2^{n}}

Som resulterer i følgende tabell:

{\begin{array}{r|r}n&F\\\hline 0&2\\1&4\\2&16\\3&256\\4&65_{.}536\\5&4_{.}294,967,296\\\ldots & \ldots \\n&2^{2^{n}}\end{array}}

For å komponere en sannhetstabell vil vi sette de n variablene i en horisontal linje, under disse variablene utvikler vi de forskjellige kombinasjonene som kan dannes med 1 og 0 , som gir opphav til de forskjellige C , antall kombinasjoner. Normalt er bare funksjonen som sannhetstabellen er laget for representert, og i alle fall delfunksjoner som hjelper i beregningen, i figuren kan du se alle mulige funksjoner F , som kan oppstå for det gitte antallet variabler .

Dermed kan vi se at for to binære variabler: a og b , n = 2, som kan ta verdiene 1 og 0 , kan fire kombinasjoner utvikles: C = 4, med disse verdiene kan seksten forskjellige resultater defineres , F = 16, som hver vil være en funksjon av to binære variabler. For et annet antall variabler vil de tilsvarende resultatene oppnås, gitt den eksponentielle veksten av F , når n tar verdier større enn fire eller fem, er representasjonen i en tabell kompleks, og hvis du vil representere de mulige kombinasjonene F , det er allerede komplekst for n = 3.

Sannhetstabell med nullvariabler

n= 0 C= 1 F= 2

{\begin{array}{c|cccccccccccccccc}\cdot &f_{1}&f_{2}\\\hline \cdot &1&0\\\end{array}}

Sak: 1.

x=f_{1}()

Denne funksjonen kalles en tautologi og returnerer det sanne resultatet (1) i alle tilfeller.

Denne funksjonen er representert:

f_{1}()\;=\;1

Disse funksjonene er likeverdige:

\top \quad \longleftrightarrow \quad f_{1}()

Sak: 2.

x=f_{2}()

Denne funksjonen kalles en selvmotsigelse og returnerer false(0) i alle tilfeller.

Denne funksjonen er representert:

f_{2}()\;=\;0

Disse funksjonene er likeverdige:

\bot \quad \longleftrightarrow \quad f_{2}()

Sannhetstabell for én variabel

n= 1 C= 2 F= 4

{\begin{array}{c|cccccccccccccccc}a&f_{1}&f_{2}&f_{3}&f_{4}\\\hline 1&1&1&0&0\\0&1&0&1&0\\\end{array}}

Sak: 1.

x=f_{1}(a)

Denne funksjonen kalles en tautologi og returnerer det sanne resultatet (1) i alle tilfeller.

Denne funksjonen er representert:

f_{1}(a)\;=\;1

Disse funksjonene er likeverdige:

\top \quad \longleftrightarrow \quad f_{1}()\quad \longleftrightarrow \quad f_{1}(a)

Sak: 2.

x=f_{2}(a)

Denne funksjonen kalles: logisk påstand, den tildeler funksjonen den samme logiske verdien som variabelen har.

Denne funksjonen er representert:

f_{2}(a)\;=\;a

Sak: 3.

x=f_{3}(a)

Denne funksjonen kalles: logisk negasjon, den tildeler funksjonen den logiske verdien som er motsatt av variabelen.

Denne funksjonen er representert:

f_{3}(a)\;=\;\neg a\;=\;{\bar {a}}

Sak: 4.

x=f_{4}(a)

Denne funksjonen kalles en selvmotsigelse og returnerer false(0) i alle tilfeller.

Denne funksjonen er representert:

f_{4}(a)\;=\;0

Disse funksjonene er likeverdige:

\bot \quad \longleftrightarrow \quad f_{2}()\quad \longleftrightarrow \quad f_{4}(a)

Sannhetstabell over to variabler

n= 2 C=4 F= 16

{\begin{array}{cc|cccccccccccccccc}a&b&f_{1}&f_{2}&f_{3}&f_{4}&f_{5}&f_{6}&f_{7}&f_{8}&f_{9} &f_{10}&f_{11}&f_{12}&f_{13}&f_{14}&f_{15}&f_{16}\\\hline 1&1&1&1&1&1&1&1&1&1&0&0&0&0&0&0&0&0\\1&0&1&1&1&1&0&0&0&0&1&1&1&1&0&0&0&0\\0&1&1&1&0&0&1&1&0&0&1&1&0&0&1&1&0&0\\0&0&1&0&1&0&1&0&1&0&1&0&1&0&1&0&1&0\\\end{array}}

Sak: 1.

x=f_{1}(a,b)

Denne funksjonen er en tautologi og returnerer true(1) i alle tilfeller.

Denne funksjonen er representert:

f_{1}(a,b)\;=\;1

Disse funksjonene er likeverdige:

\top \quad \longleftrightarrow \quad f_{1}()\quad \longleftrightarrow \quad f_{1}(a)\quad \longleftrightarrow \quad f_{1}(a,b)

Sak: 2.

x=f_{2}(a,b)

Denne funksjonen kalles: Logisk disjunksjon, og den returnerer false(0) bare når de to variablene a: a, b; er falske(0).

Denne funksjonen er representert:

f_{1}(a,b)\;=\;a\lor b\;=\;a\oplus b\;=\;a+b

Sak: 3.

x=f_{3}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{3}(a,b)\;=\;a\venstrepil b

Sak: 4.

x=f_{4}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{4}(a,b)\;=\;a

Disse funksjonene er likeverdige:

f_{2}(a)\quad \longleftrightarrow \quad f_{4}(a,b)

Sak: 5.

x=f_{5}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{5}(a,b)\;=\;a\høyrepil b

Sak: 6.

x=f_{6}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{6}(a,b)\;=\;b

Disse funksjonene er likeverdige:

f_{2}(b)\quad \longleftrightarrow \quad f_{6}(a,b)

Sak: 7.

x=f_{7}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{7}(a,b)\;=\;a\leftrightarrow b

Sak: 8.

x=f_{8}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{8}(a,b)\;=\;a\land b\;=\;a\odot b\;=\;a\cdot b\;=\;a\,b

Sak: 9.

x=f_{9}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{9}(a,b)\;=\;a\uparrow b

Sak: 10.

x=f_{10}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{10}(a,b)\;=\;a\nlvenstrehøyrepil b

Sak: 11.

x=f_{11}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{10}(a,b)\;=\;\neg b\;=\;{\bar {b}}

Disse funksjonene er likeverdige:

f_{3}(b)\quad \longleftrightarrow \quad f_{11}(a,b)

Sak: 12.

x=f_{12}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{10}(a,b)\;=\;a\nhøyrepil b\;=\;ab

Sak: 13.

x=f_{13}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{13}(a,b)\;=\;\neg a\;=\;{\bar {a}}

Disse funksjonene er likeverdige:

f_{3}(a)\quad \longleftrightarrow \quad f_{13}(a,b)

Sak: 14.

x=f_{14}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{10}(a,b)\;=\;a\nlvenstrepil b\;=\;ba

Sak: 15.

x=f_{15}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{10}(a,b)\;=\;a\downarrow b

Sak: 16.

x=f_{16}(a,b)

Denne funksjonen er representert:

f_{16}(a,b)\;=\;0

Disse funksjonene er likeverdige:

\bot \quad \longleftrightarrow \quad f_{2}()\quad \longleftrightarrow \quad f_{4}(a)\quad \longleftrightarrow \quad f_{16}(a,b)

Byttekrets

Grunnleggende konsepter

Representasjonskonvensjon

Komponenter for en bryterkrets.

Flerbryter

Reléet

Seriekrets

Parallell krets

Bytt

Crossover-bryter

Elektromekanisk oscillator

Kombinasjonssystem

Antall kombinasjoner

Sannhetstabell med nullvariabler

Sannhetstabell for én variabel

Sannhetstabell over to variabler

Se også

Eksterne lenker

Referanser