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Cuidados ao utilizar softwares de simplificação de circuitos

Sempre incentivo o uso de softwares para automação de projetos de circuitos nas aulas, afinal, um engenheiro os utiliza no dia a dia nas empresas. Porém, há sempre duas ressalvas, a de que é necessário saber o que o software está fazendo, ou como ele faz o que o faz, e também de que não se deve confiar cegamente no software. Ou seja, o software serve para facilitar o serviço e não substituir o projetista.


Apliquei a questão a seguir em uma prova e para facilitar a montagem do gabarito utilizei o software Karnaugh Minimizer. Acabei encontrando um ótimo exemplo do que acabo de comentar.

Problema

Você está trabalhando no projeto de um termômetro clínico digital, com mostrador (display) de leds. O sensor de temperatura utilizado possui uma saída binária de 4 vias e, se os valores excederem a faixa de trabalho, ele mantém o valor limite inferior ou superior, de acordo com a temperatura.

A tabela seguinte mostra para cada temperatura medida, qual o valor da saída do sensor (em hexadecimal), a cor do led a ser acionado na barra de leds (é acionado somente um led por vez) e a “legenda” escrita no mostrador.


Decidiu-se que deveria haver um alarme sonoro sempre que a temperatura fosse normal, ou seja, um led verde estivesse aceso. Para maior segurança, determinou-se que as entradas desse circuito de alarme partissem diretamente da saída do sensor de temperatura. Projete o circuito combinacional para que esse alarme sonoro seja acionado (equação e circuito).


Solução via software

Solução feita no software Karnaugh Minimizer (tabela, mapas, equação simplificada e circuito):



Considerações

A solução obtida é uma prova de que o engenheiro não deve confiar cegamente no resultado obtido via software, mas submetê-los a uma análise mais criteriosa.

A solução não está errada, mas no caso há 2 soluções ainda mais simples.

  1. Partindo do resultado obtido via software, manipular a expressão de modo a utilizar 2 porta XOR unidas por uma OR de 2 entrada:

    Fn = a'c + ab' + ac' + a'b = (ab' + a'b) + (a'c + ac') = (a xor b) + (a xor c)

  2. Simplificar manualmente, já que o mapa de Karnaugh correspondente pode ser resolvido com apenas 3 agrupamentos de 4 variáveis:
Fn = a'b + ac' + b'c

Experimente desenhar os circuitos e vejam como são mais simples e usam menos componentes.