Um portão lógico pode ser pensado como um dispositivo simples que retornará um número de saídas, determinados pelo padrão de entradas e regras que o portão lógico segue. Por exemplo, se ambas as entradas em um portão AND estão no estado 'verdadeiro'/'ligado'/'alimentado'/'1', então o portão retornará 'verdadeiro'/'ligado'/'alimentado'/'1'.
Existem muitos tipos diferentes de portões lógicos, cada um dos quais pode ser implementado com muitos projetos diferentes. Cada projeto tem várias vantagens e desvantagens, como tamanho, complexidade, velocidade, custos indiretos de manutenção ou custo. As várias seções fornecerão muitos designs diferentes para cada tipo de portão.
Conceitos[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado | Pergunta respondida |
|---|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado | |
| NOT A | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | "A" está desligado? |
| A OR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | Alguma entrada está ligada? |
| A NOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | Ambas as entradas estão desligadas? |
| A AND B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | Ambas as entradas estão ligadas? |
| A NAND B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | Alguma entrada está desligada? |
| A XOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | As entradas são diferentes? |
| A XNOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | As entradas são iguais? |
| A IMPLIES B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado | Se A está ligado, B também está ligado? |
A saída de cada circuito lógico reflete o estado de suas entradas o tempo todo (embora possivelmente com algum atraso incorrido pelo circuito).
- Trocando entradas
- Para a maioria desses portões, A e B podem ser trocados sem alterar a saída.
- Trocar as entradas do portão IMPLIES irá afeta sua saída, e a porta NOT possui apenas uma entrada.
- Empilhamento de entradas
- Os portões AND, OR e XOR podem ser usados em matrizes para executar sua operação em mais de duas entradas, combinando duas entradas de cada vez e, em seguida, combinando os resultados entre si e/ou outras entradas. Para esses portões, a ordem na qual as entradas são combinadas não importa.
- Quando um portão XOR é combinado dessa maneira, sua saída é ativada quando um número ímpar de entradas está ligado.
- Escolhendo um portão lógico
- Quando não souber qual porta lógica usar, tente criar uma tabela como a da direita, mas com apenas uma linha de saídas. Liste as entradas conhecidas que entram e as combinações possíveis de potência e, para cada combinação, escreva qual deve ser a saída para a estrutura funcionar. Em seguida, compare isso com a tabela à direita e veja qual porta corresponde às saídas desejadas.
- Se a saída precisar mudar quando a entrada estiver estável ou precisar ser lembrada após o término da entrada, o jogador também poderá precisar de circuitos de pulsos ou circuitos de memória.
Potão lógico[]
Um portão lógico é um circuito lógico básico.
Os portões lógicos utilizam nomenclatura em inglês por questões de convenções internacionais.
Portão NOT[]
| A | Ligado | Ligado |
|---|---|---|
| NOT A | Desligado | Desligado |
O portão NOT pode ser traduzido como NÃO, uma negação.
Um portão NOT (¬A), também conhecido como inversor, é uma porta usada quando uma saída oposta é desejada da entrada fornecida. Por exemplo, quando o interruptor, ou entrada, estiver definido como "ligado", a saída será alternada para "desligado" e quando o interruptor for alternado para "desligado", a saída será alternada para "ligado".
- Inversor da tocha
- 1 de largura, plano (somente horizontal), silencioso, inclinável
- atraso no circuito: 1 tique
- O inversor da tocha é o portão NOT mais comumente usado, devido ao seu tamanho pequeno, versatilidade e facilidade de construção.
- Uma desvantagem do inversor da tocha é que ele "queimará" se for executado em um ciclo de clock mais rápido que um clock de 3 (3 marcações ligadas, 3 marcações desligadas). Um inversor de tocha queimado será ligado novamente após um tempo aleatório, o que pode produzir pulsos indesejados em um circuito.
- Inversor de subtração
- plano, silencioso
- atraso no circuito: 1 tique
- O inversor de subtração oferece pouca vantagem sobre o inversor da tocha, exceto que ele pode funcionar em um ciclo de 2 clock sem queimar. Clocks mais rápidos não funcionam — o comparador simplesmente não reagirá a eles.
- Variações: A alavanca elétrica pode ser substituída por outro componente de energia sempre ligado (por exemplo, tocha de redstone, bloco de redstone), ou com um contêiner cheio, se um componente de energia for inconveniente nesse local.
- O repetidor é necessário para garantir que o sinal de entrada seja forte o suficiente para superar a fonte traseira do comparador, mas pode ser removido de várias maneiras. Se o nível de potência de entrada for conhecido (porque o design do circuito é fixo, para que possa ser calculado), o repetidor pode ser removido substituindo a alavanca elétrica por um contêiner que produzirá o mesmo nível de potência. Como alternativa, o repetidor pode ser removido se a saída continuar com um comprimento de fio de redstone, o que reduzirá o sinal subtraído o suficiente para que o sinal seja invertido eventualmente.
- Inversor instantâneo
- instantâneo
- atraso no circuito: 0 tiques
- O inversor instantâneo é um componente básico de circuitos instantâneos maiores.
- A versão "solo" tem o maior volume, mas é mais curta e se encaixa facilmente com circuitos mais planos. A versão "alta" (não é realmente a mais alta) é a menor em volume e recursos, mas possui entrada e saída em locais inconvenientes (embora não necessariamente para construções "no céu"). A versão "longa" é maior, mas possui entrada e saída em um nível conveniente do solo.
- Com a versão "alta", pode ser tentador obter a saída do bloco inferior abaixo das lajes, mas essa saída é instantânea apenas na borda ascendente da entrada.
- Comportamento (ou seja, como funciona): Um inversor instantâneo possui dois pistões grudentos — um para mover um bloco para cortar a saída e outro para mover um bloco de fonte de energia de redstone.
- Quando a entrada está desligada, o bloco de redstone alimenta a saída. Quando a entrada é ativada, o bloco de redstone é imediatamente movido, cortando a energia da saída (invertendo instantaneamente a entrada). Ao mesmo tempo, o repetidor de redstone é energizado, mas antes que ele possa alimentar a saída, o outro bloco é colocado no lugar para cortar a saída.
- Enquanto a entrada está ligada, o repetidor de redstone está tentando alimentar a saída, mas a saída é cortada pelo bloco se movendo. Assim que a saída é desligada, o bloco começa a se retrair, permitindo imediatamente que a energia passe (invertendo instantaneamente a entrada). O repetidor continuará apenas alimentando a saída por 2 tiques antes de desligar, mas nesse momento o bloco de redstone volta à sua posição original para continua alimentando a saída.
- Variações: Ao instalar um inversor instantâneo em uma construção maior, que pode exigir a movimentação das entradas ou saídas, existem três componentes que precisam ser alimentados simultaneamente: os dois pistões grudentos e o repetidor de redstone. Obter a linha de entrada para todos os três pode ser complicado. A versão "alta" resolve esse problema colocando os três componentes ao lado de um único bloco de entrada, enquanto as outras versões precisam dividir a linha de entrada para alcançar todos os componentes.
- Além disso, o bloco de redstone e seu pistão grudento podem ser movimentados, desde que sejam alimentados sem demora pela entrada e alimentem o fio de saída após o repetidor e antes do corte do pó somente em seu estado retraído (não deve alimentar nada no circuito quando estendido). Os três circuitos mostrados abaixo ilustram maneiras de alimentar a linha de saída de cima, de baixo e de lado.
Galeria esquemática: Portão NOT
Portão OR[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A OR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão OR pode ser traduzido como OU.
Um portão OR (A ∨ B) é um portão que usa duas ou mais entradas e sempre que alguma entrada estiver "ligada", a saída também estará "ligada". O único momento em que a saída está "desligada" é quando todas as entradas estão "desligadas". Observe que, como a operação OR é associativa e comutativa, as portas OR podem ser combinadas livremente: O jogador pode comparar um grande número de entradas usando pequenas portas OR para coletar grupos de entradas e comparar seus resultados com mais portas OR. O resultado não dependerá do arranjo dos insumos ou de quais foram combinados primeiro.
A versão mais simples do portão OR é o design A: apenas um fio que conecta todas as entradas e saídas. No entanto, isso faz com que as entradas fiquem "comprometidas", de forma que elas possam ser usadas apenas neste portão OR. O exemplo da introdução, usando um bloco sólido em vez de fio, não sofre o mesmo risco.
Se os jogadores precisarem usar as entradas em outro lugar, elas deverão ser "isoladas", passando-os por um bloco acima, ou por um dispositivo como uma tocha ou repetidor. Tochas produzem a versão B. Note que este é de fato um portão NOR (NOU) com um inversor na saída.
A versão C isola as entradas com repetidores. Pode ser expandido horizontalmente até 15 entradas. Além das entradas isoladas, é um tique mais rápido que a B. Repetidores adicionais podem ser usados para adicionar novos grupos de entradas ou para fortalecer o sinal de saída. Esse design é mais caro, pois cada repetidor custa 3 pós de redstone para criar (junto com pedra lisa).
A versão D é uma versão de 1 de largura projetada para uso vertical, como em paredes. O repetidor serve para isolar as saídas das entradas. Esta versão pode receber apenas duas entradas, embora, é claro, as entradas possam ser empilhadas com vários portões.
A versão E utiliza as propriedades de blocos transparentes à luz: pedra luminosa, e escadas ou lajes invertidas. Eles enviam sinais para cima, mas não para baixo. É expansível, como o design C.
Galeria esquemática: Portão OR
Portão NOR[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A NOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão NOR pode ser traduzido como NOU, a negação do portão OR.
Um portão NOR (A ↓ B) é o oposto do portão OR. Sempre que pelo menos um interruptor for alternado para "ligado", a saída será alternada para "desligado". A única vez que a saída é "ligada" é quando todas as entradas são alternadas para "desligadas". Esse portão também usa duas ou mais entradas.
Todas as portas lógicas podem ser feitas de algumas combinações de portão NOR.
No Minecraft, NOR é um portão lógico básico, implementado por uma tocha com duas ou mais entradas. (Uma tocha com 1 entrada é o portão NOT, e sem entradas é um portão TRUE, ou seja, uma fonte de energia.)
Uma tocha pode acomodar facilmente 3 entradas mutuamente isoladas, como no design A. O design B vai para comprimentos maiores, para se espremer em uma quarta entrada. Se mais entradas forem necessárias, é mais simples usar portas OR para combiná-las e, em seguida, usar um inversor (NOT) no final. Também é possível combinar portões OR e NOR, usando a inversão de portões OR como entradas para portões NOR.
Galeria esquemática: Portão NOR
Portão AND[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A AND B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão AND pode ser traduzido como E, uma soma.
Um portão AND (A ∧ B) é usado com dois ou mais interruptores ou outras entradas. A saída é alternada para "ligado" somente quando todas as entradas estão "ligadas". Caso contrário, a saída permanecerá "desligada". Na realidade, a imagem fornecida é uma porta NOR com entradas invertidas. Tomando a lógica de A e B, as duas primeiras tochas (superior e inferior da imagem) invertem em ¬A ∨ ¬B, então a terceira tocha (ao centro-direita) aplica um NOT a essa declaração. Assim, torna-se ¬(¬A ∨ ¬B), que pode ser interpretado como A ∧ B pela lei de De Morgan.
Um portão AND de 3 entradas é mostrado, mas, como potões OR, potões AND podem ser livremente agrupados, combinando grupos de entradas e depois combinando os resultados.
Um uso típico para um portão AND seria criar um mecanismo de bloqueio para uma porta, exigindo o botão de ativação e a trava (tipicamente uma alavanca) estar ligada.
Muitos portões AND agem de maneira semelhante a um "buffer de três estados", no qual a entrada B atua como um interruptor, conectando ou desconectando a entrada A do restante do circuito. Tais projetos têm uma entrada que alimenta um circuito, que é aberta ou fechada por um pistão grudento acionado pela outra entrada. A diferença de buffers tri-state da vida real é que não se pode dirigir uma corrente baixa no Minecraft.
Galeria esquemática: Portão AND
Portão NAND[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A NAND B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão NAND pode ser traduzido como NE, a negação de AND.
Um portão NAND (A ↑ B) desliga a saída somente quando ambas as entradas estão ligadas, o inverso de um portão AND. Todos os portões lógicos podem ser feitos a partir de portões NAND. Como no NOR, um grande número de entradas provavelmente é melhor manipulado, empilhando portas AND e, em seguida, invertendo o resultado. Pela lei de De Morgan, ¬(A ∨ B) é idêntico a ¬A ∧ ¬B.
Todos os portões lógicos podem ser feitos de algumas combinações do portão NAND.
Galeria esquemática: Portão NAND
Portão XOR[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A XOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão XOR pode ser traduzido como XOU.
Um portão XOR (A ⊻ B) é um portão que usa duas entradas e a saída é alternada para "ligado" quando um interruptor está "ligado" e o outro está "desligado". XOR é pronunciado "zor" ou "exor", um encurtamento de "exclusive or" ("ou exclusivo"), porque cada entrada é mutuamente exclusiva com a saída. É útil para controlar um mecanismo de vários locais. Devido a essas propriedades, os portões XOR são comumente encontradas em circuitos de redstone complexos. Em alguns casos, é possível obter uma saída de portão OR e uma saída de portão AND em diferentes canais. O circuito acima é composto de portões AND, OR e NOT. Todo o circuito é ¬((A ∧ B) ∨ ¬A) ∨ ¬((A ∧ B) ∨ ¬B), que pode ser ainda mais simplificado (¬A ∧ B) ∨ (A ∧ ¬B).
Um recurso útil é que um portão XOR (ou XNOR) sempre mudará sua saída quando uma de suas entradas for alterada; portanto, é útil para controlar um mecanismo a partir vários locais. Quando controles (como alavancas) são combinados em um portão XOR, alternar qualquer controle alterna a saída do portão XOR (como uma lâmpada controlada por dois interruptores de luz — os jogadores podem virar um ou outro para ligar ou desligar a luz, ou um dos quais sempre pode abrir ou fechar uma porta ou ligar ou desligar outro dispositivo.
Assim como os portões AND e OR, os portões XOR podem ser livremente "empilhados", com os portões reunindo grupos de entradas e suas saídas sendo reunidas por sua vez. O resultado do XOR em mais de duas entradas é chamado "paridade" — o resultado é 1 se e somente se um número ímpar de entradas for 1.
O design D é pequeno, mas só é útil se os jogadores quiserem que as alavancas sejam fixadas ao circuito. O bloco sombreado indica o bloco ao qual estão fixadas as alavancas e a tocha acesa, juntamente com o bloco em que está apoiada.
O design F é o mais usado dos modelos somente da tocha, mas os componentes mais novos podem se sair muito melhor. O design H usa pistões e é mais rápido e mais compacto.
Além de tochas e pistões, vários diodos podem ser usados para produzir portões XOR razoavelmente compactos e baratos. O design I pode ter seus repetidores de entrada entrando de um lado ou de baixo, alterando seu tamanho de acordo com os espaços apertados. O design J usa blocos transparentes para uma opção mais barata.
Galeria esquemática: Portão XOR
A introdução do comparador permite várias variações de um novo design, o "portão XOR de subtração", que é plano, rápido e silencioso (também fácil de lembrar). O contra no modo sobrevivência é que fazer comparadores requer o acesso ao Nether para obter quartzo do nether.
Cada entrada tem a mesma distância entre a parte traseira e lateral do comparador mais próximo, portanto, suprime seu próprio sinal, mas viaja mais longe para chegar ao lado do comparador adicional, portanto não suprime seu sinal no comparador adicional. Somente se as duas entradas estiverem ativadas, os dois comparadores serão suprimidos por uma entrada lateral.
No entanto, isso só é verdade se as entradas tiverem o mesmo nível de potência (ou pelo menos não diferente em mais de 1), caso contrário, um sinal pode sobrecarregar a tentativa do outro de suprimir seu sinal. Se este circuito certamente receber entradas do mesmo nível de potência (porque o sistema do qual faz parte foi projetado dessa maneira), então a versão "básica" pode ser usada. Caso contrário, algum método deve ser usado para garantir que as entradas sejam iguais — por exemplo, com repetidores (a versão "repetida") ou com tochas (a versão "invertida").
Galeria esquemática: Portão XOR de subtração
Portão XNOR[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A XNOR B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão XNOR pode ser traduzido como XNOU.
Um portão XNOR (A ↔ B) é o oposto de um portão XOR. Ele geralmente é chamado de "se e somente se", "bi-condicional", ou "equivalência". Ele usa duas entradas. Quando os dois interruptores estão no mesmo estado (ambos os interruptores estão "ligados" ou ambos estão "desligados"), a saída é alternada para "ligado". Caso contrário, se os interruptores diferirem, a saída é alternada para "desligado". Semelhante à porta XOR, quando uma das entradas é alterada, a saída é alterada.
Um portão XNOR pode ser construído invertendo a saída, ou a entrada um, de um portão XOR.
O design A é um design de tocha puro. Se não for necessária uma entrada externa, as tochas voltadas para trás podem ser substituídas por alavancas, produzindo o B. O design F é maior, mas destaca a lógica, enquanto o I é uma variante invertida do portão XOR H. Observe que o inversor de saída também pode ser alinhado com o restante do portão, ou mesmo em um poço conectado a um dos blocos de suporte da redstone de saída.
Galeria esquemática: Portão XNOR
Portão IMPLY[]
| A | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
|---|---|---|---|---|
| B | Ligado | Ligado | Ligado | Ligado |
| A IMPLIES B | Desligado | Desligado | Desligado | Desligado |
O portão IMPLY pode ser traduzido como IMPLICAR.
Um portão IMPLY (A → B) ativa se as duas entradas estiverem ativadas ou se a primeira entrada estiver desativada. Ao contrário dos outros portões, aqui, as entradas não são intercambiáveis; não é comutativo. Isto representa uma implicação material ou uma condicional material, "se A então B", ou "A implica B". A saída está desativada apenas se o antecedente A é verdade, mas o consequente B é falso. É o equivalente lógico de B ∨ ¬A, e o equivalente matemático de A ≤ B.
O design C tem uma velocidade de 2 tiques se a saída for 1, mas 1 tique se a saída for 0. Da mesma forma, os outros designs recebem 1 tique se a saída for 0, mas são imediatos (e não isolados) se a saída for 1. Se o jogador precisar sincronizar (ou isolar) a saída, considere colocar um repetidor de 1 tique na frente da entrada "rápida" (entrada A para C, entrada B para os outros).
Galeria esquemática: Portão IMPLY
Vídeo[]
Veja também[]
- Portões lógicos na Wikipédia (em português)