PAU Andalucía Suplente Junio’25 – Ejercicio 3 – Opción B

a. En una habitación se utiliza un sistema automatizado para controlar las luces, F, en función de las tres entradas siguientes:

  • Sensor de movimiento M (hay personas en la habitación =”1”, no hay personas =”0”).
  • Sensor de luz ambiente L (luz insuficiente =”1”, luz adecuada =”0”).
  • Interruptor manual S (encendido manual =”1”, encendido automático =”0”)

Las luces, F, se encenderán en algunos de los siguientes casos: i) se detecta movimiento y la luz ambiente es insuficiente; ii) el interruptor manual está activado independientemente del resto de condiciones. Se pide:

a.1. Obtener la tabla de la verdad para F y su función en forma canónica. (0.75 puntos)

a.2. Simplificar por el método de Karnaugh e implementar la función con puertas NAND. (1 punto)

b. Obtener la función de transferencia C/E del siguiente sistema de control. (0.75 puntos)


La tabla de la verdad que cumple las condiciones del enunciado es:

MLSF
0000
0011
0100
0111
1000
1011
1101
1111

La función en forma canónica (1ª canónica o minterms) es la siguiente:

    \[ F = \overline M \thinspace \overline L \thinspace S + \overline M \thinspace L \thinspace S +  M \thinspace \overline L \thinspace S +  M \thinspace L \thinspace \overline S +  M \thinspace  L \thinspace S  \]

a.2. Dibujamos el mapa de Karnaugh para tres variables.

Obtenemos la función:

    \[ F = S + ML \]

Para implementarla con puertas NAND negamos dos veces para que no varíe la función y aplicamos la Leyes de Morgan:

    \[ F = \overline {\overline {S+ML}} = \overline{\overline{S} \cdot \overline{ML}} \]

Ya podemos realizar la implementación con puertas NAND:

b. Para obtener la función de transferencia, escribimos las ecuaciones de las señales en cada uno de los puntos del sistema de control en los que la señal cambia de valor.

    \[Y = G_1 \cdot E \]

    \[X = H_1 \cdot C \]

    \[ Z = Y - X \]

    \[C = G_2 \cdot Z \]

Operamos con las ecuaciones de las señales:

    \[C = G_2 \cdot Z \Rightarrow C = G_2 \cdot (Y - X) \]

    \[ C = G_2 \cdot (G_1 \cdot E - H_1 \cdot C) \]

    \[ C = G_1 \cdot G_2 \cdot E - G_2 \cdot H_1 \cdot C \]

Agrupando tenemos que:

    \[ C \cdot (1 + G_2 \cdot H_1) = G_1 \cdot G_2 \cdot E \]

Finalmente:

    \[ \frac{C}{E} = \frac{G_1 \cdot G_2}{1+G_2 \cdot H_1}  \]

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