Te piden una alarma que suene si abren la puerta o la ventana, pero solo cuando el sistema esté armado. Convertir esa frase en un circuito es justo lo que significa saber cómo diseñar un circuito lógico, y se hace con un método de cinco pasos, no con intuición.
Si ya conoces las compuertas AND, OR y NOT y quieres usarlas para resolver una necesidad real, esta guía te lleva de la frase al diagrama: entradas y salida, tabla de verdad, expresión, dibujo con símbolos estándar y verificación antes de montar.
Cómo diseñar un circuito lógico: los cinco pasos del método
Un circuito lógico es una combinación de compuertas que produce una salida a partir de varias entradas según una regla. Diseñarlo es el camino inverso a leerlo: se parte de una necesidad escrita en palabras y se llega a un diagrama que se puede montar. El método tiene cinco pasos, y cada uno se comprueba contra el anterior:
- Define las entradas, la salida y qué significa 1 y 0 en cada una.
- Arma la tabla de verdad con todas las combinaciones.
- Escribe la expresión con AND, OR y NOT.
- Dibuja el diagrama con símbolos estándar.
- Verifica el diseño en un simulador antes de montarlo.
El método se limita a las tres compuertas AND, OR y NOT. El álgebra de Boole formal y los mapas de Karnaugh sirven para simplificar circuitos más grandes y quedan como siguiente paso, fuera de esta guía. El contexto general de los circuitos lógicos está en la guía sobre los fundamentos de la electrónica digital.
Paso 1: traducir la frase a entradas, salida y niveles
Toda necesidad llega como una frase. El primer trabajo es separarla en entradas, que son las condiciones que se miden, y una salida, que es lo que debe ocurrir. A cada entrada se le asigna una letra y se decide qué significa 1: en un sensor de puerta, por ejemplo, 1 puede significar «puerta abierta».
Las palabras de la frase indican la compuerta. La tabla resume las equivalencias más usadas.
De las palabras de la frase a la compuerta
En una frase, «y» pide una AND, «o» pide una OR y «no» pide una NOT.
La «o» del lenguaje cotidiano es un caso de borde. La OR es inclusiva: entrega nivel alto si una entrada está en alto o si lo están ambas. Cuando la necesidad pide una u otra pero no ambas, el diseño cambia, y esa compuerta, llamada XOR, queda como siguiente paso. Por eso conviene preguntar qué debe ocurrir cuando se cumplen las dos condiciones.
También hay que anotar la polaridad de cada señal. Un sensor que entrega nivel bajo cuando detecta algo es una entrada activa en bajo, y exige una compuerta NOT adicional o redefinir qué significa 1.
Trabajo en instalaciones de seguridad y me piden que la alarma suene si abren la puerta o la ventana, pero solo cuando el sistema está armado. ¿Qué expresión lógica uso y cuántas compuertas necesito?
Con A armado, P puerta abierta y V ventana abierta, la expresión es Y = A · (P + V). Se necesitan dos compuertas: una OR que une puerta y ventana, y una AND que combina ese resultado con el armado.
Pregunta de la práctica
Pasos 2 y 3: de la tabla de verdad a la expresión
Con n entradas, la tabla de verdad tiene 2 elevado a n filas: cuatro con dos entradas y ocho con tres. Cada fila describe una combinación de entradas y la salida que debe producir el circuito. Quien necesite repasar qué es una tabla de verdad y cómo construirla tiene su propia guía.
Para pasar de la tabla a la expresión se buscan tres patrones. Si la salida vale 1 solo cuando todas las entradas valen 1, es una AND. Si vale 0 solo cuando todas valen 0, es una OR. Si una entrada debe estar apagada para habilitar la salida, interviene una NOT. Cuando la tabla no coincide con ninguno de los tres patrones, la condición se divide en partes más pequeñas: cada parte se resuelve con un patrón y las partes se combinan después.
Tres ejemplos de circuitos lógicos resueltos
Los tres ejemplos son ejercicios didácticos con datos ficticios, y su salida es un LED en un circuito de baja tensión.
Ejemplo 1: dos condiciones a la vez
Un indicador «listo» debe encenderse solo si la pieza está colocada (A) y la tapa está cerrada (B). La salida vale 1 únicamente cuando A = 1 y B = 1, así que la expresión es Y = A · B y se resuelve con una compuerta AND. Con interruptores equivale a dos contactos en serie.
Ejemplo 2: una condición entre dos
Un ventilador debe arrancar si la temperatura es alta (T) o si alguien pulsa el modo manual (M). La salida vale 0 solo cuando T = 0 y M = 0, así que la expresión es Y = T + M y se resuelve con una compuerta OR. Con interruptores equivale a dos contactos en paralelo.
Ejemplo 3: inhibición con NOT
Una máquina de práctica se habilita si se pulsó el inicio (I) y no hay falla (F). La falla debe bloquear la salida, así que entra por una compuerta NOT: Y = I · NOT F. La tabla confirma el diseño.
| I | F | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
La salida de estos ejemplos es un LED. Los circuitos de seguridad de máquinas reales siguen normas específicas y requieren personal habilitado.
Combinación de compuertas lógicas: cuando una sola no alcanza
Una necesidad real suele mezclar condiciones. Un riego de práctica debe abrirse si el suelo está seco (S) y, además, si el temporizador está activo (T) o alguien pulsa el modo manual (M). La frase tiene dos partes: una condición «o» entre T y M, y una condición «y» con S. La expresión es Y = S · (T + M).
El paréntesis indica el orden: primero se resuelve la OR de T y M, y su resultado entra a una AND junto con S. Con tres entradas la tabla tiene ocho filas.
Tabla de verdad de Y = S · (T + M)
La salida vale 1 solo cuando S está en 1 y, además, T o M están en 1.
La expresión pide dos compuertas: una OR y una AND. Revisar la tabla fila por fila confirma que el diseño responde a la frase original antes de dibujar nada.
Pasos 4 y 5: dibujar el diagrama y verificar antes de montar
Para dibujar un circuito lógico, coloca las entradas a la izquierda y la salida a la derecha, y dibuja una compuerta por cada operación de la expresión, de dentro hacia fuera. En el ejemplo del riego, la OR de T y M va primero y su salida llega a la AND. Los símbolos de compuertas lógicas siguen las normas IEEE o IEC, y conviene usar una sola notación en todo el diagrama.
Cómo se dibuja la expresión Y = S · (T + M)
- Entradas T y Mllegan por la izquierda a una compuerta OR
- OR de T y Mentrega T + M
- AND con Srecibe T + M y la entrada S
- Salida Yentrega S · (T + M)
Se dibuja de dentro hacia fuera: primero la OR de T y M, y su salida entra a la AND junto con S.
Antes de comprar componentes, comprueba el diseño en un simulador de circuitos lógicos: activa cada combinación de entradas y compara la salida con la tabla de verdad. Si coincide en todas las filas, el diseño está listo para el montaje.
Para montarlo, el riego necesita una compuerta de un integrado OR y una de un integrado AND, con las entradas de las compuertas sin usar conectadas a un nivel definido. La guía sobre cómo armar un circuito con compuertas lógicas detalla cada conexión. La tercera actividad práctica del curso de electrónica digital de Certhana Academy pide justamente un circuito completo, con su tabla y su esquema.
Preguntas frecuentes
¿Cuántas filas tiene la tabla de verdad de un circuito lógico?
Tiene 2 elevado al número de entradas: cuatro filas con dos entradas, ocho con tres y dieciséis con cuatro. Cada fila es una combinación posible de ceros y unos, y la tabla debe incluirlas todas para poder comprobar el diseño completo.
¿Necesito álgebra de Boole para diseñar un circuito lógico?
Para condiciones sencillas con AND, OR y NOT no. Basta traducir la frase, armar la tabla y reconocer los patrones. El álgebra de Boole y los mapas de Karnaugh ayudan a simplificar circuitos grandes, y no forman parte del programa del curso.
¿Cómo sé que mi diseño es correcto antes de montarlo?
Se comprueba en un simulador activando cada combinación de entradas y comparando la salida con la tabla de verdad. Si las dos coinciden en todas las filas, el diseño cumple la frase original, y el montaje físico solo añade detalles como la alimentación.
¿El curso enseña a diseñar circuitos lógicos?
Sí. El curso de electrónica digital de Certhana Academy es gratuito y su tercera actividad práctica pide un circuito completo, desde la condición hasta el esquema y la prueba, en protoboard o en simulador.
Conclusión
Diseñar un circuito lógico es traducir con orden: la frase se convierte en entradas y salida, la tabla describe cada caso, la expresión elige las compuertas y el diagrama las conecta. Cada paso se verifica contra el anterior, y el simulador confirma el resultado antes de gastar un solo componente. Con tres compuertas ya se resuelven necesidades de alarma, ventilación, riego o habilitación.
