• Construir compuertas lógicas utilizando componentes electrónicos virtuales en Tinkercad para comprender su funcionamiento y su aplicación en circuitos digitales.
• Analizar y comparar el comportamiento de diferentes configuraciones de compuertas lógicas en Tinkercad para comprender cómo afectan a la salida del circuito digital los cambios en la disposición y conexión de las compuertas.

Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos fundamentales que operan internamente mediante la manipulación de señales de voltaje, generando salidas de manera booleana en respuesta a las entradas binarias proporcionadas. Es importante tener en cuenta que el voltaje asociado con cada estado lógico puede variar según el estándar de implementación, pero típicamente se asocia un valor de voltaje máximo (por ejemplo, 5 voltios) con el estado "1" y un valor de voltaje mínimo (por ejemplo, 0 voltios) con el estado "0".

Estos circuitos, compuestos principalmente por transistores dispuestos en configuraciones específicas, implementan operaciones lógicas básicas como la conjunción (AND), la disyunción (OR) y la negación (NOT).

Además de estas operaciones básicas, las compuertas lógicas también pueden realizar funciones más complejas como la suma, la multiplicación, la inclusión y la exclusión, lo que las convierte en componentes esenciales para el diseño de sistemas digitales. Cada tipo de compuerta tiene una tabla de verdad asociada que describe su comportamiento en función de las entradas binarias proporcionadas. Estas entradas, que pueden tomar los valores de "0" y "1", representan estados lógicos de falso y verdadero respectivamente.

Compuerta AND

Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Álgebra de Boole, lo que significa que su salida será 1 (verdadera) únicamente cuando todas sus entradas estén en estado binario 1.

Se puede imaginar la compuerta AND como una serie de interruptores conectados en serie. Para que la electricidad fluya a través de la serie y se obtenga una salida de 1, todos los interruptores deben estar activados. Si uno de los interruptores está apagado, la corriente se detendrá y la salida permanecerá en 0. Este comportamiento hace que la compuerta AND sea ideal para situaciones en las que se requiere que múltiples condiciones sean verdaderas para que se cumpla una acción o se active un dispositivo.

Compuerta OR

La compuerta lógica OR, representada por una suma en el Álgebra de Boole, tiene la característica de producir una salida 1 (verdadera) si al menos una de sus entradas está en estado binario 1. Esto significa que la salida será 1 si cualquiera de las entradas está activada, independientemente del estado de las otras entradas.

Se puede imaginar la compuerta OR como una serie de interruptores conectados en paralelo. Si alguno de los interruptores está activado, la corriente puede fluir y la salida será 1. Sin embargo, incluso si varios interruptores están activados, la salida seguirá siendo 1. Solo si todos los interruptores están apagados, la salida será 0. Esta propiedad hace que la compuerta OR sea útil en situaciones donde se necesite que al menos una de varias condiciones sea verdadera para activar una acción o un dispositivo.

Compuerta NOT

La compuerta lógica NOT, también conocida como inversor, tiene la función de invertir el estado lógico de su única entrada. Esto significa que si la entrada es 0, la salida será 1, y si la entrada es 1, la salida será 0.

La compuerta NOT es fundamental en la construcción de circuitos lógicos más complejos, ya que permite la conversión entre estados lógicos positivos y negativos. Además, se utiliza para simplificar y optimizar expresiones lógicas.

Compuerta NAND

La compuerta lógica NAND es una combinación de las operaciones lógicas NOT y AND. Su nombre proviene de la combinación de las palabras "NOT AND" en inglés. La característica principal de esta compuerta es que produce una salida 1 (verdadera) solo cuando al menos una de sus entradas está en estado binario 0.

Visualmente, se puede imaginar la compuerta NAND como una compuerta AND seguida por una compuerta NOT. Esto significa que si todas las entradas están en estado 1, la compuerta AND producirá una salida 1. Sin embargo, la compuerta NOT invertirá este resultado, dando como resultado una salida 0. Solo cuando al menos una de las entradas esté en estado 0, la salida de la compuerta NAND será 1.

Compuerta NOR

La compuerta lógica NOR es una combinación de las operaciones lógicas NOT y OR. Su nombre proviene de la combinación de las palabras "NOT OR" en inglés. La característica principal de esta compuerta es que produce una salida 1 (verdadera) solo cuando todas sus entradas están en estado binario 0.

Se puede visualizar la compuerta NOR como una compuerta OR seguida por una compuerta NOT. Esto significa que si al menos una de las entradas está en estado 1, la compuerta OR producirá una salida 1. Sin embargo, la compuerta NOT invertirá este resultado, dando como resultado una salida 0. Solo cuando todas las entradas estén en estado 0, la salida de la compuerta NOR será 1.

Compuerta XOR

La compuerta lógica XOR, abreviatura de "eXclusive OR" en inglés, es una compuerta lógica que produce una salida 1 (verdadera) si exactamente una de sus entradas está en estado binario 1. En otras palabras, la salida será 1 si las entradas son diferentes entre sí.

Puedes visualizar la compuerta XOR como un interruptor que se activa solo si uno y solo uno de los interruptores de entrada está activado. Si ambos interruptores están en el mismo estado (ambos activados o ambos desactivados), la salida será 0. Sin embargo, si uno de los interruptores está activado y el otro está desactivado, la salida será 1.

Compuerta XNOR

La compuerta lógica XNOR, abreviatura de "eXclusive NOR" en inglés, es una variante de la compuerta XOR que produce una salida 1 (verdadera) si ambas entradas están en el mismo estado binario (ambas en estado 1 o ambas en estado 0). En otras palabras, la salida será 1 si las entradas son iguales entre sí.

Puedes visualizar la compuerta XNOR como un interruptor que se activa solo si ambos interruptores de entrada están en el mismo estado (ambos activados o ambos desactivados). Si una entrada está en estado 1 y la otra en estado 0, o viceversa, la salida será 0.

1. Abrir en el navegador de la computadora el simulador Tinkercad utilizando el siguiente enlace: https://www.tinkercad.com.
2. Si el autor ya posee una cuenta, deberá iniciar sesión, sino crear una cuenta asociada a la cuenta de correo electrónico institucional.
3. Una vez dentro de la plataforma de Tinkercad , se deben seguir las indicaciones del docente/instructor.

1. Diagrama de conexión de compuerta AND .

1. Elaborar el diagrama de conexión para la compuerta OR y NOT.

Partiendo de los diagramas de conexiones anteriores, construir los diagramas para encender un led utilizando las operaciones que realizan las compuertas XOR y XNOR.