Którą funkcję logiczną, wiążącą stany zestyków przycisków S1 i S2, realizuje układ sterowania przedstawiony na rysunku?
A. NOR
B. AND
C. OR
D. NAND
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2020 (arkusz E.19-SG-20.06).
Odpowiedź 'NAND' jest poprawna, ponieważ układ przedstawiony na rysunku funkcjonuje zgodnie z zasadą działania tej funkcji logicznej. W przypadku funkcji NAND, wyjście jest w stanie niskim tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są w stanie wysokim. W naszym układzie, przyciski S1 i S2 są połączone z przekaźnikami K1 i K2 tak, że jeśli oba przyciski są aktywowane (czyli w stanie wysokim), obwód lampy H1 nie zostanie zamknięty. Przykładem zastosowania funkcji NAND są układy zabezpieczeń, gdzie warunkiem aktywacji alarmu jest brak aktywności przycisków, co zapobiega niepożądanym zdarzeniom. Zastosowanie przekaźników w układzie sterowania zwiększa bezpieczeństwo operacji, a funkcja NAND jest często używana w systemach automatyki do realizacji logiki zabezpieczeń. Dzięki zastosowaniu tej funkcji można również zmniejszyć liczbę wymaganych elementów w układzie, co jest zgodne z zasadami projektowania efektywnych i ekonomicznych systemów elektronicznych.
Odpowiedzi takie jak AND, NOR czy OR są błędne, ponieważ nie odzwierciedlają rzeczywistego działania układu przedstawionego na rysunku. W przypadku funkcji AND, wyjście jest w stanie wysokim tylko wtedy, gdy oba wejścia są aktywne. W omawianym systemie, aktywacja jednego z przycisków (S1 lub S2) powoduje, że obwód nie jest zamknięty - co jest sprzeczne z logiką AND. Z kolei funkcja NOR, która zwraca stan wysoki tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie niskim, również nie pasuje do opisu układu, ponieważ w tym przypadku oczekiwalibyśmy, że przynajmniej jeden z przycisków powinien być aktywowany, aby obwód funkcjonował. Z kolei funkcja OR, która aktywuje wyjście, gdy przynajmniej jedno z wejść jest w stanie wysokim, nie znajduje zastosowania w tym przypadku, ponieważ nie możemy mieć aktywnego wyjścia przy aktywnych przyciskach. Typowe błędy myślowe prowadzące do tych nieprawidłowych odpowiedzi obejmują niezrozumienie interakcji między przyciskami a przekaźnikami, co skutkuje błędnym wnioskowaniem na temat logiki działania układu. Zrozumienie podstawowych funkcji logicznych jest kluczowe dla poprawnego projektowania układów elektronicznych oraz ich właściwej interpretacji w kontekście zastosowań praktycznych.