Cómo construir un circuito XOR interesante con el kit de electrónica de mi hijo

Cuando llegué a casa hoy, mi hijo me decía con orgullo cómo habían logrado hacer AND, OR, y NO la lógica de su kit electrónico de circuitos instantáneos y me preguntaba cómo podían hacer exclusivos o.

¿Alguien tiene alguna sugerencia para un circuito simple (y altamente educativo / entretenido) que haga esto?

El kit solo tiene interruptores de presión simples (es decir, no interruptores SPDT) y la variedad habitual de componentes electrónicos básicos. Tiene transistores PNP y NPN, pero preferiría algo más simple (hasta ahora no han usado transistores). Los diodos estarían bien, ya que son más fáciles de entender y más familiares.

Una idea que tuve fue algo como esto:

pero no es ideal, ya que usa dos paquetes de baterías y termina conduciendo la lámpara a través de un divisor potencial que debe coincidir con los voltajes de batería actuales. ¿Alguna mejor sugerencia?

EDITAR:

Para aclarar, quieren hacer un circuito que tenga dos botones y la lámpara se encenderá si se presiona cualquiera de los dos (pero no ambos).

En particular, no es necesario que el circuito tenga entradas digitales y una salida digital (la forma en que normalmente pensaríamos en lógica digital).

¿Qué tal esto?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Para encender la lámpara, uno de los interruptores debe estar cerrado y el otro abierto. Tenga en cuenta que si ambos interruptores están cerrados, se desperdiciará mucha energía en las resistencias, pero la luz se apagará por completo. Tenga en cuenta además que es posible que tenga que usar una bombilla muy pequeña y que tenga que usar un voltaje más alto o reducir las resistencias para obtener mucha luz, pero uno debe asegurarse de que el voltaje al cuadrado dividido por la resistencia no exceda la potencia nominal de la resistencia (para ejemplo, si usó 12 voltios y 22 ohmios, necesitaría usar resistencias de 5 vatios). Alternativamente, podría reemplazar las resistencias con bombillas y protegerlas para que su luz no sea visible.

Si desea un circuito de transistor, aquí hay la mitad de un circuito que diseñé para el automóvil de mis padres hace unas décadas cuando tenía unos ocho años (no recuerdo los valores reales de resistencia; los transistores eran una especie de paquete TO-3 y no 3906; los componentes dados deben ser adecuados para fines de demostración: el real usaba una lámpara en lugar de un LED y una resistencia). Un amigo adulto de ingeniería eléctrica ayudó con el diseño, pero diseñé el concepto general.

^{simular este circuito}

La entrada del lado izquierdo está conectada a una de las luces intermitentes del automóvil; La entrada del lado derecho está conectada a la luz de freno. La lámpara es la luz izquierda de un remolque. La luz intermitente del lado derecho y la lámpara del remolque están cableadas de manera similar. Tenga en cuenta que positivo está en la parte inferior . El desafío de su hijo es descubrir para qué sirven los diodos en la parte inferior (considere la descripción anterior de a qué estaba conectado el circuito).

Una de las ecuaciones posibles para XOR es (A + B) .not (AB)

Si solo tiene que usarse un botón de contacto, puede implementarse mediante el siguiente esquema, utilizando lógica de diodo.

OBSERVACIÓN : El esquema inicial se dibujó con lámparas como salida, pero siempre que las lámparas sean dispositivos simétricos, los diodos son realmente superfluos. Al mismo tiempo, esta implementación del XOR funcionará mejor con el indicador LED, por lo que lo rediseñé de esta manera:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Si se pueden usar botones con contactos de conmutación, las cosas se vuelven realmente simples. El siguiente esquema utiliza una ecuación un poco diferente: Q = (A + B). (No A + no B)

^{simular este circuito}