Logikschaltungen verknüpfen die beiden oder auch mehr als 2 Eingänge logisch und geben je nach Resultat am Ausgangs ein High/wahr/1 oder Low/falsch/0 aus. Bei meiner Myonen-Koindzidenzschaltung verwendete ich zum Beispiel nach den 2 eigenständigen Geigerzählern ein AND-Gatter, welches nur dann einen Puls ausgibt, wenn beide Geigerzähler zeitgleich einen Puls detektiert haben. In all den anderen Fällen soll der Ausgang Low sein.
Mittels Taster lassen sich folgende Logikschaltungen sehr einfach und lehrreich umsetzen:
AND-Gatter
Der Ausgang soll also nur dann 1 sein, wenn beide Eingänge/Schalter 1 sind. Dies setzt man mit einer gewöhnlichen Serienschaltung der beiden Taster um.
OR-Gatter
Der Ausgang soll dann 1 sein, wenn zumindest einer der beiden Eingänge 1 sind. Dafür bietet sich eine Parallelschaltung der beiden Schalter an.
NOT-Gatter
Bei der NOT-Schaltung bzw. Negation liefert eine 1 eine 0 am Ausgang und eine 0 eine 1. Dazu postiert man den Taster parallel zur LED. Der Widerstand ist hier aus zweierlei Gründen unabkömmlich. Erstens als Vorwiderstand der LED und zweitens würde die Schaltung ohne Widerstand bei Betätigen des Tasters einen Kurzschluss erzeugen!
NOR-Gatter
Die NOR-Schaltung ist die Negation der OR-Schaltung und sie liefert lediglich bei 0 an beiden EIngängen eine 1 am Ausgang. Dazu verschaltet man beide Taster parallel zur LED. Wird zumindest einer der beiden Taster betätigt, so beträgt dadurch die Spannung an der LED 0V und sie leuchtet nicht!
NAND-Gatter
Dies ist die Negation der AND-Schaltung, liefert also nur dann eine 0 am Ausgang, wenn beide Eingänge 1 sind. Die beiden Taster müssen also in Serie und parallel zur LED verlötet werden.
Die fünf Logikschaltungen finden bequem zusammen Platz auf einer Europlatine (150 x 100 mm). Die Kosten pro Platine belaufen sich auf lediglich ca. 3 Euro. Damit eignet sich dieses Projekt ideal für das Physiklabor, wenn gerade Logikschaltungen/Boolesche Algebra im Unterricht durchgenommen werden/wird.
Die komplette Logikplatine ohne Spannungsversorgung…
… und mit angeschlossener 9V Batterie:
Man erkennt gut, dass die Ausgänge des NOT-, NOR- und NAND-Gatters ohne Taster-Betätigung bereits auf HIGH stehen und die jeweilige LED leuchtet.
