Acerte o Par (ART2929)

Acerte-o-par é um quebra-cabeças eletrônico diferente. Conforme a combinação de pares escolhida o jogador ganha certo número de pontos que pode variar entre 1 e 11. O problema consiste em encontrar a combinação que dê maior número de pontos em uma rodada ou em um número pré-determinado de rodadas.

Obs. O artigo originalmente foi publicado no livro Brincadeiras e Experiências com Eletrônica, vol 11 de 1982. No entanto, além de simples ele é atual e uma excelente ideia para se fazer uma versão microcontrolada com o Arduino ou outro microcontrolador.

 

O número muito grande de combinações possíveis torna quase impossível o leitor acertar o par de maior número de pontos logo nas primeiras tentativas.

Jogos e quebra-cabeças eletrônicos podem ser simples ou muito complicados. Tudo depende do gosto do montador. O quebra-cabeça que descrevemos neste artigo, além de interessante, é muito simples, pelo que o recomendamos especialmente aos iniciantes em eletrônica.

O quebra-cabeça que também pode ser usado como jogo, funciona da seguinte maneira:

Em um tabuleiro temos duas regiões em que existem pequenos pregos com uma marcação aleatória. No centro do tabuleiro existem 4 pequenos LEDs (lâmpadas de estado sólido) que indicam os pontos das combinações.

A cada região do tabuleiro estão associadas duas garras jacaré que são ligadas a um circuito gerador interno, formado por um conjunto de pilhas.

A finalidade do jogo em sua versão básica é encontrar a combinação ou par de pregos que, sendo ligados ao gerador, faça acender o maior número de LEDs, correspondendo à marcação do maior número de pontos. (figura 1)

 

Figura 1
Figura 1

 

O leitor pode brincar sozinho, procurando acertar na combinação de maior número de pontos, ou então ”jogar" com seus amigos, estabelecendo regras para isso.

Um modo para se jogar em grupo seria o seguinte: cada jogador, na sua vez, procura a combinação que acha ter maior número de pontos.

Apertando o interruptor de pressão os LEDs acendem, quando então os pontos são anotados. Depois de uma “rodada" vence o que fizer maior número de pontos, levando então o que foi apostado.

A montagem deste aparelho é muito simples e barata, já que poucos componentes eletrônicos são usados. Os componentes "não eletrônicos" são encontrados em qualquer casa, aproveitados facilmente de material inutilizado. O principiante não terá dificuldades com a sua realização, mesmo que disponha de poucos recursos.

 

COMO FUNCIONA

Dois componentes eletrônicos importantes são usados neste circuito.

O primeiro é o LED (diodo emissor de luz), que basicamente consiste num cristal de arseneto de gálio, que ao ser percorrido por uma corrente elétrica, emite luz. A cor da luz emitida depende da natureza do cristal usado, ou seja, se ele possui ou não impurezas. Para os tipos mais comuns esta luz é vermelha.

Os LEDs, cujo aspecto e símbolo são mostrados na figura 2, são usados como dispositivos indicadores, ou seja, ”lâmpadas", mas como são formados por um cristal sólido em lugar de terem vácuo no interior, como as lâmpadas comuns, são ditos lâmpadas de estado sólido.

 

Figura 2
Figura 2

 

Uma característica importante dos LEDs comuns é que eles só acendem quando a corrente circula num determinado sentido e quando se aplica uma tensão mínima de 1,8 V (para os vermelhos).

Assim, conforme mostra a figura 3, o LED só acende se o polo positivo da bateria for ligado ao anodo e o negativo ao catodo.

 

Figura 3
Figura 3

 

Outra característica importante dos LEDs é a necessidade de um pequeno resistor em série, que os protege contra o excesso de corrente que as baterias podem causar, pois normalmente fornecem tensões maiores que 1,8 V.

O outro dispositivo eletrônico é o diodo semicondutor, cuja construção e símbolo lembram o LED, com a única diferença que este, ao ser percorrido por uma corrente, não emite luz. De fato, os diodos de silício, cujo símbolo e aspecto são mostrados na figura 4, são usados como uma espécie de “válvula de retenção", deixando que a corrente circule num sentido, mas impedindo-a de circular no sentido oposto.

 

Figura 4
Figura 4

 

Combinando LEDs e diodos, podemos-fazer com que determinado conjunto de LEDs acenda conforme a combinação de pontos de ligação no circuito.

Assim, podemos tomar como exemplo, um circuito simplificado do nosso quebra-cabeça conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5
Figura 5

 

Os terminais 1, 2 e 3 ficam num setor do tabuleiro, enquanto que os terminais 4, 5 e 6 ficam no outro setor. Com uma ponta de prova só podemos tocar em 1, 2 ou 3 e com a outra em 4, 5 ou 6.

Temos então as seguintes possibilidades de combinações:

Tocando em 1 e 4; 3 e 4 ou 3 e 6, somente o LED1 pode acender (os diodos impedem a circulação da corrente no sentido oposto).

Tocando nos terminais 2 e 5; 1 e 5 ou 2 e 6, somente o LED2 pode acender.

Finalmente, tocando nos terminais 1 e 6, os dois LEDs acendem, dando a combinação máxima no caso: a soma dos pontos.

O mesmo princípio pode ser estendido para 4 LEDs, com a utilização de 13 terminais de cada lado da placa. Evidentemente, neste caso, o número de combinações possíveis será muito maior, o que torna mais difícil acertar a que produza o máximo de pontos.

Para alimentar os LEDs, considerando que cada diodo produz uma pequena queda de tensão, da ordem de 0,7 V, precisamos de pelo menos 6 V, o que pode ser conseguido de 4 pilhas comuns.

Esta bateria de 4 pilhas é então ligada a um interruptor de pressão e duas garras jacaré. As, garras serão presas aos terminais escolhidos (feitos com pequenos pregos) e uma vez feita a escolha aperta-se o interruptor para que seja revelado o número de pontos. (figura 6)

 

Figura 6
Figura 6

 

O consumo dos LEDs é muito baixo neste circuito, o que significa uma grande durabilidade para as pilhas.

 

O MATERIAL

A maior parte do material não é eletrônico. Exige-se então uma certa habilidade do montador no sentido de fazer a sua caixa e dar-lhe a melhor aparência possível.

Nossa sugestão de ”caixa" ou base de montagem é mostrada na figura 7, sendo usada uma tábua fina apoiada em dois sarrafos.

 

Figura 7
Figura 7

 

Nesta tábua serão colocados 26 pregos pequenos nos quais, pela parte de baixo, serão soldados os fios e os diodos, conforme sugere a figura 8.

 

Figura 8
Figura 8

 

 

A disposição dos pregos é aleatória, isto é, eles são distribuídos ao azar, e seu número pode mesmo ser ampliado para tornar mais difícil o jogo.

O painel pode ser coberto com uma cartolina, que será “preparada" com um desenho, conforme mostra a figura 9.

 

Figura 9
Figura 9

 

Com relação aos componentes eletrônicos, estes podem ser conseguidos com bastante facilidade e a preço reduzido.

Os LEDs são do tipo comum, de cor vermelha, que são os mais baratos. O leitor pode usar os tipos sem suporte ou com suporte. Se usar sem suporte eles devem ser colados no painel, e se usar com suporte, teremos melhor aparência para o jogo e maior facilidade na sua fixação.

Os diodos são de silício para uso geral, tendo por tipos básicos os 1N4148 ou 1N914, que são facilmente encontrados no comércio.

Tipos equivalentes que podem ser usados são os de silício para maior corrente, como os 1N4001, 1N4002, etc. O montador deve procurar os tipos de menor custo em sua localidade.

Os 4 resistores são de 1k x 1/8 ou 1/4W, com tolerância de 10% ou 20%.

Para as 4 pilhas será preciso usar um suporte apropriado, que será fixado com a ajuda de uma braçadeira ou ainda colado na base. As garras jacaré são disponíveis em diversos tipos e cores, não oferecendo dificuldades para o montador.

As interligações sob a tábua são feitas com fio flexível de capa plástica comum. Uns 3 ou 4 metros deste fio serão suficientes para a realização de toda a montagem.

O interruptor de pressão é do tipo "botão de campainha". Se usar o tipo pequeno, faça um furo para seu encaixe. Se usar os tipos grandes, estes podem ser parafusados sobre o painel, com furo para os fios.

 

MONTAGEM

Comece a montagem preparando o tabuleiro e depois fixando os pregos e os LEDs, além do suporte de pilhas (por meio de uma braçadeira) e o interruptor S1.

Depois, seguindo o diagrama da figura 10 e a disposição real dos componentes da figura 11, comece a operação de soldagem dos componentes e suas interligações.

 

Figura 10
Figura 10

 

 

Figura 11
Figura 11

 

Veja que todos os LEDs são fixados com o lado achatado voltado para a mesma direção. Isso é importante para que todos acendam.

A disposição dada no desenho segue o esquema, mas pode ser modificada com outra distribuição de pregos. Entretanto, as ligações não devem ser mudadas, pois isso pode acarretar diferenças de funcionamento e inclusive o não acendimento de nenhum LED em certas combinações. Se houver modificações, estas devem ser testadas e planejadas para darem certo.

No esquema o leitor deve observar os seguintes pontos importantes:

a) A polaridade dos diodos deve ser observada. Esta polaridade é dada pela posição dos anéis. Veja, por exemplo, que o diodo D2 é ligado entre os pregos 4 e 5, de modo que o anel fique do lado do prego 5. Se houver inversão, já teremos anormalidade no funcionamento.

b) Nas soldagens deve-se tomar o máximo cuidado para que não ocorra mal-contato. Cuide para que a solda ”pegue". Para isso os pregos devem ser novos, livres de qualquer ferrugem.

c) As ligações entre os pregos são feitas com pedaços curtos de fio flex I'vel.

d) Os fios de ligação às garras jacaré devem ter entre 50 cm e 1 rn de comprimento, para facilitar a movimentação do jogador ao fazer a escolha dos terminais. Um nó deve ser dado no ponto de saída dos fios no tabuleiro, para evitar que um puxão mais forte venha provocar sua desconexão do suporte das pilhas.

Terminada a montagem, confira todas as ligações antes de fazer a prova de funcionamento.

 

PROVA E USO

Para provar o jogo, inicialmente coloque 4 pilhas novas no suporte, observando sua posição (polaridade). Em seguida, ligue a garra jacaré 1 (G1) no terminal 10, do lado direito do tabuleiro, e a garra G2 no terminal 1, do lado esquerdo. O LED4 deve acender ao se pressionar o interruptor S1

Depois, ligue a garra 1 no terminal 6, do lado direito e a garra 2 no terminal 6, do outro lado. O LED4 e o LED3 devem acender.

Depois, ligue a garra G1 no terminal 3, do lado direito e a outra garra no terminal 10, do lado esquerdo. Apertando o interruptor devem acender os LEDs 4, 3 e 2.

Finalmente, ligando a garra 1 no terminal 1 e a garra 2 no terminal G3, apertando o interruptor S1 devem acender os 4 LEDs.

Se algum LED deixar de acender, verifique a posição do mesmo e em seguida dos diodos que lhes corresponda.

O leitor deve então experimentar outras combinações.

Para jogar, o procedimento é o seguinte:

Sendo sua vez, inicialmente escolha dois pregos qualquer, um de cada lado do tabuleiro, fazendo a ligação das garras correspondentes.

Em seguida, aperte o interruptor S1.

O número de pontos que você obterá nesta jogada será a soma dos pontos dos LEDs acesos. Por exemplo, se na sua combinação, ao apertar o interruptor S1 acenderem os LEDs correspondentes a 1 e 5 pontos, você terá 6 pontos.

Uma partida pode ser jogada estabelecendo-se um número de pontos determinado, por exemplo 100, e quem conseguir primeiro ganha.

As pilhas poderão ser mantidas no seu suporte mesmo quando o brinquedo estiver fora de uso, pois só há consumo nos instantes em que S1 é pressionado.

Obs.: é importante que o leitor não deixe ninguém ver as ligações por baixo da tábua, pois se alguém “entender" de circuitos eletrônicos, poderá facilmente descobrir as combinações de maior número de pontos.

Do mesmo modo, depois de algum tempo, será conveniente mudar de posição os pregos, para que alguém que tenha se familiarizado com as combinações não seja capaz de conseguir sempre muitos pontos.

 

LED1, LED2, LED3, LED4 - LEDs comuns vermelhos

D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12 - 1N4148 ou 1N914 - diodos de silício para uso geral

R1, R2, R3, R4 – 1 k x 1/8 W - resistores (marrom, preto, vermelho)

B1 - 4 pilhas pequenas – 6 V - bateria

S1 - interruptor de pressão

G1, G2 - garras jacaré comuns

Diversos: tabuleiro de madeira, sarrafos, suporte para 4 pilhas, 26 pregos pequenos, fios, solda, etc.

 

Projeto publicado originalmente em 1982

 

 

 


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