In questo schema alla nostra destra sono visualizzati i punti per realizzare un esperienza simile alla nostra. Esso può servire a facilitare un lavoro che altrimenti sarebbe più complicato e confuso.
Realizzare un circuito composto esclusivamente di porte NAND, che abbia la funzione di un simulatore di porte logiche.
Con questa esperienza vogliamo realizzare un circuito capace di simulare le porte logiche da noi conosciute. Si tratta di una progetto da realizzare con solo porte NAND dove si potrà visualizzare, tramite diodi LED, il funzionamento. Quindi il problema principale riguarda la progettazione del circuito che dovrà essere molto precisa e studiata nei minimi dettagli. Aggiungiamo inoltre che usare solo porte AND negate crea il bisogno di studiare a fondo le porte logiche come ad utilizzare l’algebra di Boole e le mappe di Karnaugh.
Le porte logiche che studiamo sono dei componenti dell’elettronica digitale che servono a sommare, a negare, a moltiplicare, due ingressi (bit). Tali porte logiche sono generalmente dei circuiti integrati che si possono comprare nei negozi. La nostra idea è quella di realizzare questi circuiti con l’uso esclusivo di sole porte NAND. Si creerà dunque un circuito che comprende le funzioni delle seguenti porte logiche: NAND, AND, OR, NOR, EXOR e EXNOR. Il circuito finale andrà poi inserito in un circuito precedentemente creato che ha la funzione di verificarne il funzionamento.
Strumenti e materiale utilizzati:
Per la nostra esperienza abbiamo fatto ricorso a degli strumenti specifici.
Nella tabella sono riportati strumenti e materiali utilizzati per la realizzazione del circuito.
Computer
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Programma EWBD
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Pcb Eitor |
MSPAINT di Windows |
Fresatrice
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Strumenti di misura
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Alimentatore
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1° Fase: Tramite il programma EWB abbiamo simulato il progetto cercando di utilizzare il minor numero possibile di porte NAND. Questa fase è la più delicata da eseguire poiché un minimo errore comporta il mancato funzionamento del circuito. Noi abbiamo perso numerose ore dietro il progetto per ottenere il minor numero possibile di porte logiche, e possiamo ritenerci soddisfatti del risultato finale
2° Fase: Tramite il programma PIA abbiamo realizzato il disegno del circuito stampato nei minimi dettagli utilizzando il minor numero di ponti.
3° Fase: Tramite il programma PROLEI abbiamo importato i dati realizzati col PIA e ottimizzato al meglio il progetto prima di inviare i dati al programma successivo.
4° Fase: Tramite il programma PRODNC abbiamo inciso, con la fresatrice, su una basetta di rame il nostro circuito. Bisogna avere molta precisione per orientare la macchina sulla piastra e per non rompere la punta. Quest’ultima deve inoltre essere regolata a seconda del tipo di pista da stampare.
5° Fase: Limare il circuito, montare i suoi componenti ed in seguito saldare il tutto, facendo molta attenzione ai circuiti integrati e soprattutto a non far saltare le piste.
6° Fase: Impostare la relazione raccontando tutti i dettagli dell’esperienza.
7° Fase: Adattare la relazione per una pagina WEB.
Realizzando un simulatore di porte logiche, con sole porte NAND, abbiamo potuto provare l'esperienza di progettare un circuito e scoprire così le difficoltà che deve affrontare un tecnico. Studiando le nozioni dell'elettronica digitale siamo riusciti a progettare la circuitazione relativa alla parte logica. Realizzando un circuito che può essere inserito in una morsettiera abbiamo scoperto la praticità delle schede come la sostituzione veloce in caso di guasto. In conclusione la nostra prova è pienamente riuscita.