Batata Quente Eletrônica (ART3003)

Escrito por Newton C Braga

Um joguinho divertido para animar festas, reuniões, ou mesmo distrair grupos de excursionistas em viagens prolongadas. Muito simples e dinâmico, este jogo exige não só muita atenção dos participantes, como também muita agilidade e esperteza.

Você conhece o jogo da batata-quente? Não? Então preste atenção, pois certamente depois de conhecê-lo você será o primeiro a difundi-lo entre seus amigos.

O jogo é muito simples: faça uma pelota ou bola com um lenço ou toalha para ter a ”batata" do jogo.

Depois, reúna os amigos, fazendo uma roda. Ao seu sinal de partida, a batata-quente deve ser passada de mão em mão, o mais rapidamente possível, ao mesmo tempo em que você diz: “a batata está quente, a batata está quente", isso cada vez mais rápido, até que em certo instante você para, dizendo: “queimou".

Neste momento, a pessoa que tiver a batata na mão não pode mais passa-Ia e é desclassificada da brincadeira, começando tudo de novo!

Depois de certo número de rodadas, que depende da quantidade de participantes, teremos o vencedor, que é aquele que não é pilhado com a batata quente na mão, quando ela “queimar".

A brincadeira é muito interessante pelo fato de que falar “batata-quente" de modo repetitivo, e acelerando sempre, é engraçado e até provoca “desespero" daqueles que se acham em vésperas de receber a “bolota" quando a parada é iminente. Um bom animador torna a brincadeira muito interessante e divertida em quaisquer condições.

No entanto, falar depois de algumas rodadas, repetitivamente, “a batata está quente" torna-se cansativo e é ai' justamente que entra em ação a eletrônica.

Conforme o leitor viu, o jogo não depende da eletrônica, mas pode tornar-se igualmente interessante se for dirigido por um animador eletrônico.

É este animador que pretendemos levar ao leitor, que poderá então também participar da brincadeira, sem precisar se cansar, falando que a batata está quente.

Nosso aparelho consiste num timer que, por tempo imprevisível, emite bips em intervalos regulares, que gradativamente vão se tornando acelerados até ocorrer a parada que indica o “queimou", visando pilhar o competidor que vai ser desclassificado.

Os bips correspondem então ao a batata está quente e o sinal final ao queimou. Um controle adicional permite fazer com que os tempos de emissão dos bips sejam alterados de modo imprevisível.

 

O CIRCUITO

Para melhor entender o funcionamento eletrônico do nosso jogo, faremos sua análise através de um diagrama de blocos, separando as diversas funções dos circuitos empregados. Este diagrama de blocos é mostrado na figura 1.

 


 

 

O principal bloco é evidentemente o temporizador, que determina o tempo de funcionamento de cada rodada, ou seja, quanto deve passar entre o inicio das emissões dos bips, que correspondem ao a batata está quente, até a parada, que corresponde ao ”queimou".

Este temporizador leva por base um transistor unijunção como oscilador de relaxação, na configuração mostrada na figura 2.

 


 

 

Neste circuito, o transistor unijunção funciona como uma chave que liga quando a tensão em seu emissor atinge um certo valor, normalmente em torno de 2/3 da tensão de alimentação.

O disparo no nosso caso é retardado por um circuito de tempo, que leva um capacitor, um resistor e um potenciômetro. Quando ligamos a alimentação do circuito, o capacitor começa a se carregar pelo potenciômetro e resistor até que entre suas armaduras seja atingida a tensão de disparo do unijunção. Neste momento um pulso é produzido e o capacitor se descarrega para começar um novo ciclo.

Se o potenciômetro estiver na sua posição de mínima resistência, a carga é rápida, sendo atingida depois de pouco tempo a tensão de disparo; se o potenciômetro estiver na posição de máxima resistência, a carga é mais lenta e teremos maior tempo até o disparo. Este componente será o responsável pelo tempo de cada rodada, devendo ser ajustado aleatoriamente em cada uma.

O bloco de tempo controla dois circuitos separados, que são o emissor de bips e o disparador final. Analisemos cada um deles.

Os bips são produzidos por dois blocos separados, formados por um multivibrador astável e um oscilador de áudio com transistores complementares.

O multivibrador astável tem seu circuito básico mostrado na figura 3, e conforme o leitor pode ver, ele é controlado por um transistor ligado ao bloco de tempo.

 


 

 

No multivibrador, cada transistor conduz a corrente por certo tempo, que depende dos valores dos resistores R2 e R3 e dos capacitores.

No nosso caso, o tempo é da ordem de 2 a 3 segundos, que é a separação entre os bips que correspondem ao “a batata está quente".

Mas, o transistor de controle na parte superior do esquema, altera este tempo, pois ele influi diretamente na frequência do multivibrador.

Assim, quando o capacitor do circuito de tempo está com sua carga mínima no início da rodada, o transistor conduz um mínimo de corrente para o multivibrador, que então opera numa velocidade menor. Os bips são então mais lentos, indicando que ”a batata está quente", mas não muito, ainda...

Á medida que o capacitor se carrega, o transistor de controle conduz mais a corrente, aumentando a tensão no multivibrador, que então acelera, produzindo bips mais rápidos, quando então a batata começa a queimar.

Os bips vão acelerando até o ponto de disparo, quando esse circuito é inibido.

Mas, não é o multivibrador que produz propriamente os bips. Estes são produzidos por um oscilador de áudio.

São usados dois transistores complementares, um PNP e outro NPN, para formar uma etapa amplificadora, a qual é realimentada por um capacitor que determina a frequência do som que será produzido.

Esta frequência também é determinada pelo resistor R5 do circuito, que será escolhido para dar um bip agradável, de acordo com a finalidade do jogo.

O som é reproduzido por um alto-falante comum de 8 Ω, ligado na saída (coletor) do transistor PNP.

O bloco seguinte a ser analisado é do disparador final, que para os bips e indica que a rodada acabou, com a batata queimando as mãos de alguém.

O elemento básico deste bloco, mostrado na figura 4, é um SCR, que também funciona como uma chave.

 


 

 

Esta chave liga e assim permanece quando o pulso vindo do timer com unijunção é aplicado à sua comporta (gate-G).

Quando o SCR liga, diversas coisas acontecem.

A primeira ação do SCR é sobre uma lâmpada indicadora, que acende neste instante, indicando o final da rodada..

A segunda ação do SCR é sobre o transistor que controla os bips, aterrando sua base de modo que ele deixa de conduzir. Um sinal característico do oscilador é dado neste instante, após o que ele simplesmente poderá emitir alguns sons adicionais bem característicos.

Para rearmar o circuito, tudo que é preciso fazer é desligar o SCR, o que é conseguido com um interruptor de pressão ligado entre seu anodo e catodo.

 

OS COMPONENTES

Todos os componentes que usamos na montagem deste jogo são comuns, havendo inclusive a possibilidade de se fazer o aproveitamento de peças de rádios ou outros aparelhos abandonados.

A caixa para instalação é sugerida na figura 5.

 


 

 

Esta caixa é de madeira e tem furos para a instalação do interruptor geral (S2), o interruptor de pressão (S1 ), o potenciômetro (P1), a lâmpada (L1) e para a saída do som do alto-falante.

A caixa deve ter pelo menos uns 11 cm de largura, já que o alto-falante sugerido é de 10 cm x 8 Ω, que permite obter maior volume para o som dos bips.

A alimentação do circuito será feita por pilhas comuns, para o que será exigido o emprego de suporte apropriado, fixado no fundo da caixa.

Os componentes eletrônicos são os seguintes:

O transistor unijunção é o mais comum, 2N2646, que não oferece dificuldade de obtenção e, em. princípio, equivalentes podem ser experimentados.

O SCR é o MCR106-1 para 50 V ou tensões maiores, mas seus equivalentes diretos podem ser usados, como o C106, lR106 ou mesmo TlC106.

São usados três transistores NPN, que podem ser os BC548 ou seus equivalentes, como os BC547, BC238 ou BC237. Para o PNP é usado o BC558 ou seus equivalentes, como o BC557 ou BC307.

O único diodo é do tipo 1N4001 ou seus equivalentes, como o 1N914, 1N4148,1N4002 ou 1N4004.

O potenciômetro P1, no circuito original, é de 220 k, mas seus valores próximos, como 100 k e mesmo 470 k, podem ser experimentados, com expansão ou contração da faixa de tempos de cada rodada.

S1 é um interruptor de pressão do tipo botão de campainha e S2 um interruptor simples, de qualquer formato.

L1 é uma lâmpada indicadora. O tipo recomendado é o 71210 da Philips, por seu baixo consumo (50 mA), mas equivalentes para 6 V de baixo consumo podem ser usadas.

Obs.: pode ser usado um LED em série com um resistor de 470 Ω.

 

Os capacitores eletrolíticos são todos de 6 V ou mais, com valores que em alguns casos admitem variações. É o caso de C3, que determina o tempo máximo da rodada, que pode ser variado em função do valor de P1.

C4 é um capacitor que determina a tonalidade do bip, podendo ser de cerâmica ou poliéster. Seu valor também não é crítico, podendo ficar entre 27 nF e 100 nF.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W, com qualquer tolerância.

Elementos adicionais que o leitor precisará para a montagem são a placa de circuito impresso ou ponte de terminais, o suporte das pilhas, fios, o botão do potenciômetro, etc.

 

MONTAGEM

O circuito completo da batata quente é mostrado na figura 6.

 


 

 

A versão em ponte de terminais é mostrada na figura 7.

 


 

 

As ligações com fios devem ser as mais curtas possíveis e o montador deve levar em conta que componentes como os interruptores, suporte de pilhas, potenciômetro e alto-falante devem ser fixados na caixa.

A versão em placa de circuito impresso é mostrada na figura 8.

 


 

 

Para que a montagem seja perfeita os leitores devem tomar certos cuidados básicos no trato dos componentes e na sua soldagem. Damos a seguir a sequência de operações para a montagem, com estes cuidados.

a) Solde em primeiro lugar o SCR, observando sua posição conforme os desenhos. Na versão em ponte, a parte metálica do dissipador (que não é usado) fica voltada para baixo.

b) Depois, solde o transistor unijunção Q6, observando cuidadosamente sua posição, dada pelo pequeno ressalto existente no invólucro.

Veja a posição dos ressaltos nos dois desenhos (placa ou ponte), fazendo-a coincidir na sua montagem.

c) Para soldar os transistores o leitor deve levar em conta que existem dois tipos. Assim, solde em primeiro lugar Q5, que é diferente dos demais, ou seja, é PNP, do tipo BC558, obedecendo a posição do lado chato, conforme as figuras. Depois, solde os demais transistores, também seguindo a posição dos lados chatos.

d) Solde agora o diodo Dl, que tem polaridade certa, ou seja, o montador deve seguir a posição da faixa que indica seu catodo.

e) Os componentes a serem colocados na placa ou ponte agora serão os resistores. Veja bem seus valores para não fazer trocas, conferindo as cores das faixas pela

, se tiver dúvidas.

f) Para soldar C4 não há problema, pois este componente não é polarizado.

9) Na soldagem dos capacitores eletrolíticos, C1 a CE, exceto C4, observe em primeiro lugar os valores e depois a posição, já que eles são polarizados, ou seja, deve ser obedecida a posição do polo positivo

h) Se sua versão for em ponte de terminais, faça as interligações, que são numeradas para maior facilidade do montador. Siga a ordem para evitar esquecer alguma. Estas interligações são feitas com pedaços curtos de fios comuns.

i) O primeiro componente externo a ser ligado é o potenciômetro P1, para o que são usados dois pedaços de fio flexível. O comprimento destes fios é determinado pela posição em que fica o potenciômetro na caixa e a posição da placa ou ponte.

Ligue depois os interruptores S1 a S2, usando também pedaços de fios conforme a sua posição.

A lâmpada poderá ser fixada na caixa de diversos modos. Uma solução simples consiste em prendê-la num furo da caixa e soldar os fios de conexão diretamente em seu soquete.

Outra solução consiste no uso de um pequeno soquete que será parafusado na caixa.

Temos depois a ligação do alto-falante. Este alto-falante, conforme o tipo poderá ser colado na caixa ou ainda parafusado. A ligação será feita com pedaços de fio flexível.

n) Completa-se a parte de soldagem da montagem com a ligação do suporte das pilhas. Este suporte deve ser fixado na caixa posteriormente. Na ligação observe a polaridade dos fios.

 

PROVA E USO

Para provar, desligue inicialmente S2 e coloque as pilhas no suporte obedecendo a sua polaridade.

Depois, coloque o potenciômetro P1 na posição média e acione S2, ligando o aparelho. Imediatamente deve começar a emissão de bips cada vez mais acelerados até que, depois de uns 30 a 40 segundos, a lâmpada acende com a parada dos bips ou mudança de tom do som do alto-falante.

Para rearmar o aparelho aperte S1. Um novo ciclo de funcionamento deve ocorrer.

Mude a posição de P1 para observar as mudanças dos tempos de cada rodada.

Se o aparelho não funcionar do modo esperado, as possibilidades de falhas principais são:

a) Se a lâmpada acender logo que você acionar S2, verifique eventuais problemas com o SCR. Desligue o gate (G) e se a lâmpada ainda ficar acesa, é sinal que este componente tem problemas, devendo ser trocado. Se o SCR usado for o TIC106, pode-se corrigir o problema com a ligação de um resistor de 1k x 1/8W entre o gate (G) e o catodo (C).

b) Não há emissão de som. Verifique em primeiro lugar a continuidade da bobina do alto-falante (sua resistência deve ser baixa). Depois veja as ligações de Q3 e Q5. Com um multímetro veja se há tensão nos pontos indicados no esquema. Meça as tensões em Q1, Q2, Q3 e Q4.

c) Se o aparelho emitir bips continuamente, mas não disparar, veja o funcionamento de 06, que pode não estar disparando.

Para brincar é simples (figura 9):

 


 

 

1. Faça a batata com uma pelota feita com lenço ou toalha pequena.

2. Reúna seus amigos em roda.

3. Ajuste P1 e ligue S2. O ajuste de P1 é feito em qualquer posição que o leitor desejar, tornando assim o tempo aleatório.

4. Comece a passar a ”batata" o mais rápido possível, pois quem estiver com ela quando houver o disparo é desclassificado.

5. Quando o aparelho disparar, com a parada dos bips ou mudança de som, quem estiver com a “batata" sai fora do jogo.

6. Rearme o aparelho, ajustando P1 para outra posição e apertando S1

7. Na nova rodada outro jogador é desclassificado.

8. Ganha o jogo (e o prêmio) quem ficar por último.

 

Q1, Q2, Q3, Q4 - BC548 ou equivalente - transistores NPN

Q5 - BC558 ou equivalente - transistor PNP

Q6 - 2N2646 - transistor unijunção

SCR - MCR106-1 para 50 V ou mais

D1 - 1N4001 ou 1N4148 - diodo de silício

P1 – 100 k,- potenciômetro simples

FTE - alto-falante de 8 Ω

R1, R4 - 4k7 x 1/8 W - resistores (amarelo, violeta, vermelho)

R2, R3 – 150 k x 1/8 W - resistores (marrom, verde., amarelo)

R5 – 56 k x 1/8 W - resistor (verde, azul, laranja)

R6 - 22k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, laranja)

R7 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R8 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)

R9 – 56 R x 1/8 W - resistor (verde, azul, preto)

R10 - 1k2 x 1/8 W - resistor (marrom, vermelho, vermelho)

Cl - 4,7 µF x 6 V - capacitor eletrolítico

C2 - 1 µF x 6 V - capacitor eletrolítico

C3 - 220 µF a 470 µF x 6 V - capacitor eletrolítico (ver texto)

C4 - 47 nF ou 0,05 µF - capacitor cerâmico ou de poliéster

C5 – 220 µF x 6 V - capacitor eletrolítico

S1 - interruptor de pressão (tipo botão de campainha)

S2 - interruptor simples

B1 – 6 V - 4 pilhas pequenas ou médias

Diversos: caixa para montagem, ponte de terminais ou placa de circuito impresso, fios, solda, botão para P1, suporte para 4 pilhas, etc.

 

Artigo publicado originalmente em 1983