Logic Gates: Circuit Simulator — Lerne Logikgatter, indem du echte Schaltungen verdrahtest und sie mit Wahrheitstabellen überprüfst

Der entscheidende Test ist, ob du eine Schaltung tatsächlich verdrahten musst, statt nur darüber zu lesen. Logic Gates: Circuit Simulator bringt jede Lektion auf ein 3D-Steckbrett: Ziehe ein Gatter, verdrahte seine Eingänge, drücke auf „Run“, und eine Wahrheitstabelle zeigt Zeile für Zeile, ob es funktioniert. Der Kurs umfasst 34 Lektionen in vier Welten – von den sieben grundlegenden Gattern bis zu Adders, Multiplexers und sequentieller Logik – kostenlos auf Android.

Ja. Logic Gates: Circuit Simulator ist der Titel bei Google Play, und die eigenen Bildschirme und Lektionen der App nennen sie Logic Gates Lab. Es handelt sich um eine einzige App mit denselben 34 Lektionen, 12 Verdrahtungslaboren, 8 Bauprojekten und dem Daily Circuit-Rätsel.

Eine Wahrheitstabelle listet jede mögliche Kombination der Eingänge eines Gatters oder einer Schaltung jeweils in einer eigenen Zeile auf. In der letzten Spalte steht der Ausgang, den diese Kombination erzeugt. Da die Eingänge endlich sind – zwei Eingänge ergeben vier Zeilen, drei Eingänge ergeben acht – beschreibt eine Wahrheitstabelle das Verhalten einer Schaltung vollständig und lässt keinen Raum für Interpretationen. Logic Gates Lab zeigt die erwartete Wahrheitstabelle neben dem tatsächlichen Ausgang deiner verdrahteten Schaltung; eine abweichende Zeile leuchtet rot auf.

NAND ist ein AND-Gatter, auf das ein NOT folgt. Es wird als universell bezeichnet, weil sich jedes andere Logikgatter – einschließlich AND, OR, NOT und XOR – durch die richtige Verschaltung von NAND-Gattern bauen lässt. Das ist beim Design echter Chips wichtig, weil die wiederholte Herstellung nur eines Gattertyps einfacher ist als die Herstellung mehrerer verschiedener Typen. Die Welt „Gate Fundamentals“ von Logic Gates Lab behandelt NAND ausdrücklich als diesen universellen Baustein.

Ein Half Adder addiert genau zwei Bits und gibt eine Summe (über XOR) sowie einen Übertrag (über AND) aus. Er kann jedoch keinen Übertrag von einer vorherigen Addition aufnehmen. Ein Full Adder hat drei Eingänge – die beiden Bits plus diesen Eingangsübertrag. Dadurch lassen sich Full Adders miteinander verketten, um Zahlen mit mehr als einem Bit zu addieren, wie beim 2-bit Adder, auf den die Projekte von Logic Gates Lab hinarbeiten.

Eine Karnaugh map ist eine Rasteranordnung der Ausgänge einer Wahrheitstabelle, bei der sich benachbarte Zellen jeweils genau in einem Eingangsbit unterscheiden. Dadurch werden Gruppen identischer Ausgänge auf einen Blick sichtbar. So lässt sich ein boolescher Ausdruck durch bloßes Betrachten vereinfachen, statt Schritt für Schritt boolesche Algebra und die Gesetze von De Morgan anzuwenden. Logic Gates Lab führt Karnaugh maps in Welt 2 zusammen mit den übrigen Grundlagen der booleschen Algebra ein.

Der Ausgang einer kombinatorischen Schaltung hängt nur von ihren aktuellen Eingängen ab – ein Adder oder ein Multiplexer funktioniert auf diese Weise. Eine sequentielle Schaltung verfügt über einen Speicher: Ein SR-Latch oder ein D-Flip-Flop hält einen Wert über einen Taktzyklus hinweg, sodass sein Ausgang sowohl von vergangenen als auch von aktuellen Eingängen abhängt. Register und Ripple-Counter, die aus verketteten Flip-Flops aufgebaut sind, ermöglichen es einer Schaltung, ihren Zustand zu speichern, statt nur unmittelbar zu reagieren. Welt 4 von Logic Gates Lab behandelt diese Ebene der sequentiellen Logik.

Ja. Alle neun Lektionen von Welt 1 – jedes grundlegende Gatter sowie die Gesetze von De Morgan – sind kostenlos, ebenso wie alle sechs praktischen Labore dieser Welt, eine unbegrenzte Sandbox mit 3 gespeicherten Schaltungen, das Half Adder-Projekt und das Daily Circuit-Rätsel an jedem einzelnen Tag. Pro schaltet die Welten 2 bis 4, die verbleibenden 7 Bauprojekte bis zur 1-bit ALU, unbegrenzte Exam-Mode-Durchläufe, den AI-Schaltungstutor und unbegrenzt viele gespeicherte Sandbox-Schaltungen frei.

Nein. Logic Gates: Circuit Simulator ist auf Android-Smartphones und -Tablets über Google Play verfügbar. Diese Seite verlinkt ausschließlich auf diesen Eintrag.

Es ist jeden Tag ein neues, datumsbasiertes Verdrahtungsrätsel: Verdrahte eine Schaltung, die innerhalb eines begrenzten Gatterbudgets zu einer vorgegebenen Wahrheitstabelle passt. Es ist dauerhaft kostenlos, funktioniert vollständig offline, verfolgt eine Serie deiner besten Durchläufe und bietet eine optionale lokale Erinnerung, die du in den Einstellungen aktivieren kannst.

Jede Zieltabelle – in jeder Lektion, jedem Projekt und jeder Prüfungsfrage – wird aus demselben kleinen Satz boolescher Funktionen berechnet, den der Simulator zur Prüfung deiner Verdrahtung verwendet. Die Berechnung läuft vollständig auf deinem Gerät, ohne Verbindung zu einem Server. Dadurch kann eine angegebene Antwort niemals von dem abweichen, was die Engine tatsächlich prüft, und die Bewertung funktioniert auch ohne jede Verbindung.