Como construir um circuito XOR interessante com o kit de eletrônica do meu filho

Quando cheguei em casa hoje, meu filho estava orgulhosamente me dizendo como eles conseguiram criar lógica AND, OR e NOT a partir de seu kit eletrônico de circuitos de pressão e estava me perguntando como eles poderiam se tornar exclusivos ou.

Alguém tem alguma sugestão para um circuito simples (e educadamente divertido / divertido) que faria isso?

O kit possui apenas interruptores simples (ou seja, sem interruptores SPDT) e a variedade usual de componentes eletrônicos básicos. Ele tem transistores PNP e NPN, mas eu preferiria algo mais simples (eles não usaram transistores até agora). Diodos seria bom, pois são mais fáceis de entender e mais familiares.

Uma ideia que tive foi algo assim:

mas não é o ideal, pois usa duas baterias e acaba conduzindo a lâmpada através de um divisor de potencial que precisa corresponder às tensões atuais da bateria. Alguma sugestão melhor?

EDITAR:

Para esclarecer, eles querem fazer um circuito que possua dois botões de pressão e a lâmpada acenderá se um dos botões (mas não ambos) for pressionado.

Em particular, não há exigência de que o circuito tenha entradas digitais e uma saída digital (da maneira que normalmente pensaríamos sobre a lógica digital).

Que tal agora?

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Para acender a lâmpada, um dos interruptores deve estar fechado e o outro aberto. Observe que, se os dois interruptores estiverem fechados, muita energia será desperdiçada nos resistores, mas a luz estará totalmente apagada. Observe ainda que pode ser necessário usar uma lâmpada muito pequena e usar uma tensão mais alta ou reduzir os resistores para obter muita luz, mas deve-se garantir que a tensão ao quadrado dividida pela resistência não exceda a potência nominal do resistor (por Por exemplo, se você usou 12 volts e 22 ohms, seria necessário usar resistores de 5 watts). Como alternativa, você pode substituir os resistores por lâmpadas e protegê-los para que a luz deles não fique visível.

Se você quer um circuito de transistor, aqui está a metade de um circuito que eu projetei para o carro dos meus pais algumas décadas atrás, quando eu tinha oito anos (não me lembro dos valores reais do resistor; os transistores eram algum tipo de pacote TO-3 e não 3906; os componentes fornecidos devem ser adequados para fins de demonstração - o real usou uma lâmpada em vez de um LED e um resistor). Um amigo adulto de engenharia elétrica ajudou no projeto, mas eu projetei o conceito geral.

^{simule este circuito}

A entrada do lado esquerdo é conectada a um dos piscas do pisca-pisca no carro; a entrada do lado direito está ligada à luz do freio. A lâmpada é a luz esquerda de um trailer. O pisca-pisca do lado direito e a lâmpada do reboque são conectados da mesma forma. Observe que positivo está no fundo . O desafio do seu filho é descobrir para que servem os diodos na parte inferior (considere a descrição acima do que o circuito estava conectado).

Uma das equações possíveis para XOR é (A + B) .not (AB)

Se apenas um botão de contato tiver que ser usado, ele poderá ser implementado pelo seguinte esquema, usando a lógica do diodo.

OBSERVAÇÃO : O esquema inicial foi desenhado com uma lâmpada como saída, mas desde que as lâmpadas sejam dispositivos simétricos, os diodos são realmente supérfluos. Ao mesmo tempo, essa implementação do XOR funcionará melhor com o indicador LED, então eu a redesenho da seguinte maneira:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Se botões com contatos de comutação podem ser usados, as coisas se tornam realmente simples. O esquema a seguir usa uma equação um pouco diferente: Q = (A + B). (Não A + não B)

^{simule este circuito}