Uma das aplicações mais interessantes com microcontroladores é a criação de jogos eletrônicos. Muitos leitores que estão em busca de um bom projeto para seu TCC, ou simplesmente desejam fazer algo diferente com um microcontrolador, certamente pensam em fazer algum tipo de jogo. Ao longo dos anos publicamos centenas de jogos eletrônicos utilizando tecnologias de todos os tempos. Pois bem, a maioria dos jogos que publicamos pode ser elaborada hoje em dia com microcontroladores em versões modernas e com mais recursos. Neste artigos trataremos desse assunto.
Jogos digitais foram durante muito tempo os projetos mais escolhidos de nossos leitores, usando desde a tecnologia simples de transistores e circuitos integrados simples acionando LEDs ou outros dispositivos, até a tecnologia TTL e CMOS de forma mais completa com displays e outros recursos.
Temos centenas de projetos em nossos sites a abordados em nossos livros, para os mais diversos gostos.
Analisando estes projetos, verificamos que muitos deles podem ser melhorados ou mesmo elaborados de maneira mais simples com o uso de microcontroladores como o Arduino, PIC, MSP430 e outros que hoje são baratos e acessíveis.
Na verdade, muitos desses projetos podem servir de base para projetos mais elaborados, com os circuitos básicos sendo utilizados como shields tanto de entrada como de saída.
Em um de nossos volumes da série Banco de Circuitos abordamos justamente diversos desses projetos. No momento que escrevemos este artigo, o livro ainda não saiu, mas daremos diversas sugestões de projetos de jogos que podem ser melhorados e, se o leitor navegar em nossa sito, poderá encontrar muito mais.
Na verdade, temos também outros volume da série bancos de circuitos tratando de shields e muitos artigos sobre o assunto em nossa seção de microcontroladores.
Mas, a ideia é simples: tomando a ideia básica de um jogo, por exemplo, um sorteador eletrônico (circuito que sorteia um número e que pode ser usado num jogo de bingo) observamos que temos funções como um oscilador que gera um número aleatório de pulsos e um contador que alimenta um conjunto de displays, 2 no caso de números de 00 a 99.
Pois bem, podemos fazer uma versão microcontrolada normal se programarmos o microcontrolador para gerar um número aleatório de pulsos e contá-los apresentando o resultado em displays que muitas das versões já possuem incorporadas.
No entanto, podemos ir além de criar coisas a mais aproveitando os recursos que um microcontrolador tem.
Por exemplo, uma das funções que um circuito simples digital TTL ou CMOS não tem, é a capacidade de memorizar os números sorteados, de modo que não seja sorteada duas vezes o mesmo número. Com um microcontrolador, este recurso pode ser agregado.
Outro recursos é a possibilidade de transmitir o número gerado por uma rede Wi-Fi para telefones celulares que baixem um aplicativo, o que é algo já mais complexo e que pode ser muito interessante.
Tudo dependerá do domínio que o projetista tenha da tecnologia dos microcontroladores ao realizar seu projeto.
Damos a seguir algumas sugestões de projetos baseadas em artigos que publicamos na nossa seção Banco de Circuito e em livros da mesma série.
Sugestões de Projetos
É claro que o grau de aperfeiçoamento de cada projeto ou mesmo a mudança das funções básicas dependerá da imaginação e conhecimento de cada um. Apenas damos as sugestões.
Teste de Reflexo
Este circuito foi encontrado numa publicação de 1888. No entanto, como ele faz uso de componentes comuns, pode ainda ser montado com facilidade em nossos dias. Nesta versão são 4 os competidores e as lâmpadas indicadoras são incandescentes alimentadas pela rede de energia.
Os SCRs devem ter pequenos dissipadores de calor e deve ser usada uma fonte DC separada para os CMOS. Esta fonte de 6 a 9 V pode ser formada por pilhas.
Uma ideia é modificar o circuito indicador, trocando os SCRs pelas entradas de um microcontrolador e obter a indicação da chave acionada em um display e adicionando mais recursos.
Dentre os recursos que podem ser adicionados é uma temporização para habilitar a resposta acionando um indicador verde e uma temporização adicional para tocar um aviso sonoro quando o tempo determinado para a resposta se esgotar.
Com um microcontrolador também é possível multiplexar as entradas e com isso aumentar o número de participante com a indicação do número correspondente num display.
Black Jack
Este circuito saiu numa revista Hobby Electronics de março de 1980. A revista não mais existe, mas o circuito é atual pelos componentes que usa. Pressionando-se e soltando-se SW1, o display apresenta um número entre 000 e 999 obtido aleatoriamente a partir do número de pulsos gerado pelo 4047.
É possível trocar o 4047 por um oscilador com o 555, com os mesmos resultados. Os displays são de catodo comum e o circuito deve funcionar com tensões entre 6 e 12 V. O consumo não recomenda ouso de baterias, pois os displays consomem bastante energia.
A ideia é modificar o circuito de modo que ele possa ser microcontrolado. O microcontrolador tanto pode ser usado para excitar o display como para criar resultados que não sejam aleatórios ou que sigam regras diferentes das convencionais.
Outra ideia é programar combinações de números que sejam premiadas e o valor do prêmio pode ser apresentado em LEDs ou num segundo conjunto de displays.
Tiro no Escuro
Neste circuito de 1987 o jogador tem de apertar por um breve instante uma das chaves tentando acertar qual LED estará aceso no momento. O oscilador aleatório com o 555 mantém cada saída do 4017 ativada por algumas dezenas de segundos. A alimentação pode ser feita por 4 pilhas ou bateria de 9 V.
A ideia é fazer uma versão microcontrolada onde a configuração básica pode ser mantida. Podemos, por exemplo, gerar sinais de velocidade variada aleatoriamente por um microcontrolador e agregar efeitos de som, quando o tiro acerta o alvo.
Outra possibilidade é multiplexar o acionamento de LEDs numa matriz e gerar um alvo que corra num plano e não numa linha.
Placar para Pebolim
Este circuito foi encontrado numa documentação de 1981. Como se pode perceber trata-se de um bem elaborado placar automático para jogos de Pebolim, em que a passagem da bola pelo canal da gaveta após cada gol faz a mudança do número do display.
Evidentemente, para uma aplicação normal, deve-se montar duas unidades como esta, instalando-se seus sensores, um na passagem de cada gol. O autor sugere que atrás de cada gol exista um tubo por onde passe a bola ao cair, e neste tubo seria instalado o sensor, um LDR que seria iluminado por uma pequena lâmpada.
A passagem da bola, interrompendo o feixe de luz faria o acionamento do circuito com a mudança de placar. É claro que os leitores imaginosos terão outras alternativas para a instalação do placar e inclusive poderão usá-lo em outros jogos ou ainda na contagem de objetos, lembrando que o uso de um único display limita sua capacidade aos valores de 0 a 9.
O funcionamento do placar explicado pelo próprio autor é o seguinte: quando a luz do sensor (LDR) é interrompida, aparece uma ddp na bobina do relê que aciona o circuito eliminador de ruídos. Este circuito é formado por duas portas NE e pelo relê de dois contactos reversíveis, sendo sua função evitar que com apenas um pulso no sensor sejam produzidos mais de um pulso no contador.
A chave CH1 (Clear) é do tipo normalmente fechada, já que, quando ela for aberta teremos a volta a zero da contagem. Veja que neste circuito pelo uso de integrados TTL temos uma alimentação de 5 V. Para o circuito do sensor, entretanto, a tensão de alimentação é de 9 V.
A ideia aqui é transformar o circuito para que ele seja microcontrolado, agregando-se mais dígitos e até programando-se efeitos como a temporização e aviso de fim de partida, maior número de dígitos, etc.
Roleta e Dado
Este circuito de uma documentação antiga, mas com componentes modernos ainda comuns hoje, reúne dois jogos em um. Numa posição há o sorteio de 1 de 6 LEDs (Dado) e na outra 1 de 10 (roleta). O circuito é alimentado por pilhas ou bateria.
A ideia é transformar o jogo numa versão microcontrolada. Os LEDs podem ser substituídos por um display e o oscilador pode ter efeitos especiais e até mesmo ser programado para que o circuito funcione de modo “viciado”, com o controle dos resultados.
Tiro ao LED
Apresentamos mais um jogo cujos circuitos podem ser adaptados para uma versão microcontrolada. Os circuitos de acionamento e alguns outros poderão então ser aproveitados como shields, e a alimentação feita com 5 V.
A ideia deste circuito é apertar o botão de tal forma que o corrimento do LED da fila horizontal acerte o LED que se desloca na fila vertical. O circuito é de uma documentação de 1988 e tem um efeito bastante interessante podendo ser montado numa versão maior para parques e quermesses.
O circuito é de uma documentação de 1988 e faz uso de componentes comuns CMOS. Dada a quantidade de LEDs acionados e o consumo alto elevado recomenda-se o uso de fonte de 5 a 9 V.
Bingo Eletrônico
Jogos eletrônicos de sorte ou habilidade podem ser facilmente modificados para operar com base em microcontroladores. Este é mais um deles em que partes podem ser usadas como shields e o controle principal, agregando inteligência pode ser feito com um microcontrolador.
Este circuito digital CMOS de 2001 sorteia números de 00 a 99 podendo ser expandido. No entanto, ele não tem o recurso de saber quando um número já foi sorteado. Numa versão microcontrolada isso é possível.
Até mesmo outros recursos como a transmissão wi-fi dos resultados para celulares com um aplicativo é possível.
O circuito usa displays de catodo comum e a alimentação é feita por bateria de 6 V. O uso de microcontroladores com displays facilita o projeto.
Alvo Para Tiro Infravermelho
Este é mais um circuito de jogo que na versão original foi elaborado com componentes discretos, mas que pode ser microcontrolador com a indicação de acertos por displays e outros recursos interessantes. Aproveitamos a etapa de entrada com o sensor para aplicar seu sinal a um microcontrolador.
A arma para este alvo é dada no circuito que se segue. O circuito pode ser alimentado por tensões de 5 a 12 V e com 5 V pode ser adaptado para ser um shield para Arduino onde além da contagem podem ser programadas mais funções. O display é de 7 segmentos de catodo comum.
Arma Para o Tiro Infravermelho
Este jogo eletrônico foi encontrado numa documentação de 1996, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje, tanto a arma como o alvo dado no circuito anterior, pois os componentes usados são comuns. A arma é alimentada por pilhas ou uma pequena bateria.
