Um problema interessante de lógica que se converte facilmente em um jogo numa aplicação prática de eletrônica digital e ainda pode ser usado em cursos de mecatrônica é o do jogo da travessia ou problema do barqueiro. Esse tem sua versão eletrônica descrita neste artigo que Indica quando o jogador erra. Simples de fazer, demonstrar princípios como, por exemplo, desafio em feiras ou ainda um brinquedo.
O jogo da travessia é bem conhecido de muitos de nossos leitores. Trata-se de um problema em que um barqueiro deve transportar para a outra margem de um rio uma raposa, uma galinha e um saco de milho. No entanto, como o barco e pequeno, só pode ser levado, de cada vez, um dos três.
É claro que se o barqueiro levar a raposa, a galinha come o milho e se levar o milho, a raposa come a galinha. Da mesma forma, levando numa combinação diferente qualquer um dos três, chegará um momento em que na outra margem podemos ter um que coma o outro, e isso não pode ocorrer.
O problema do barqueiro consiste, então, em transportar os três sem deixar numa margem ou na outra a combinação que permita que um coma o outro sem a presença do barqueiro.
Na versão eletrônica, o barqueiro e a raposa, a galinha e o milho são simulados por chaves que devem ser movimentadas duas a duas de um lado para outro, simulando assim a travessia do rio.
Se uma combinação errada for configurada nesta movimentação, um oscilador de áudio entrará em ação, fazendo soar um alarme, e o jogo terminará.
Partindo então da posição em que todas as chaves estão de um lado do rio, o jogador deve passar duas a duas, sendo uma sempre a que representa o barqueiro, para o outro lado em idas e vindas sem deixar o oscilador funcionar.
Características:
- Tensão de alimentação: 3 ou 6 V (2 ou 4 pilhas);
- Corrente consumida sem toque: 0,1 mA;
- Corrente consumida com toque: 20 mA.
Como Funciona
As chaves que representam o barqueiro, a raposa, a galinha e o milho são do tipo, de 2 polos x 2 posições alavanca, e estão ligadas numa configuração lógica que "detecta" quando um come o outro. Quando isso acontece, o que corresponde à função lógica E (AND), o oscilador recebe a alimentação para polarizar a base do primeiro transistor, e entra em ação.
A frequência do oscilador com dois transistores complementares e determinada pelo ajuste de P1 e também pelo valor de C1.
Este circuito, mesmo quando alimentado por 3 V (2 pilhas), tem boa potência, podendo excitar um pequeno alto-falante.
Montagem
Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho. A disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso universal, ou matriz, uma vez que se trata de montagem muito simples, indicada ao iniciante, é exibida na figura 2.
O alto-falante é pequeno (com 5 cm) de 4 ou 8 Ω, e os transistores admitem muitos equivalentes. Os resistores são de 1/8 W ou maiores, e o capacitor C1 tanto pode ser cerâmico como de poliéster.
O capacitor C2 é um eletrolítico para 6 V e o trimpot ou potenciômetro não é crítico. As chaves podem ser deslizantes ou de alavanca para maior facilidade de acionamento.
Uma caixa plástica ou de madeira pode ser utilizada para abrigar todos os componentes.
Nesse painel são indicados os elementos do jogo de modo a facilitar os jogadores.
Uma possibilidade mais simples que pode ser adotada como tema transversal em escolas de nível fundamental ou médio reside em se trocar o oscilador de áudio por uma lâmpada de 3 ou 6 V (de acordo com a alimentação usada). Neste caso, o jogo consiste em se passar todas as chaves para a outra posição (outro lado do rio), movimentando duas a duas, sem deixar que a lâmpada fique acesa.
Prova e uso
Coloque todas as chaves na posição que corresponde a uma das margens do rio e coloque as pilhas para alimentar o circuito.
Passando as chaves duas a duas, sendo sempre uma delas o barqueiro, ao se obter a combinação indesejada, o oscilador deverá apitar. Ajuste então P1 para o tom desejado.
Para jogar, a regra é que o barqueiro deve ser acompanhado na ida e na volta somente por um dos passageiros. Nas operações de ida e vinda com um passageiro, não se deve deixar o oscilador apitar.
Se isso ocorrer, é porque alguém comeu alguém ou algo e, com isso, o jogo terminou.
Cabe ao jogador atravessar todos os passageiros, ou seja, passar todas as chaves para o outro lado, sem deixar o oscilador tocar.
Um desafio interessante para os leitores mais avançados consiste em se elaborar uma versão com microcontrolador, por exemplo, Arduino, usando a lógica deste jogo.
SEMICONDUTORES:
Q1 – BC548 ou equivalente – transistor NPN de uso geral
Q2 – BC558 ou equivalente – transistor PNP de uso geral
RESISTORES
R1 – 10 kΩ – marrom, preto e laranja
R2 – 1 kΩ – marrom, preto e vermelho
P1 – 100 kΩ a 1 MΩ – potenciômetro ou trimpot
CAPACITORES:
C1 – 100 nF – Cerâmico ou poliéster
C2 – 100uF / 6 V – eletrolítico
DIVERSOS
S1 a S4 – Chaves de 2 pólos x 2 posições – deslizantes ou alavanca
FTE – 4 a 8 Ω x 5 cm – alto-falante
B1 – 3 ou 6 V – 2 a 4 pilhas pequenas
Placa de circuito impresso, matriz de contatos ou ponte de terminais, suporte de pilhas, caixa para montagem, botão para o potenciômetro (se usado), fios, solda, etc.
Artigo publicado originalmente em 2006
