Dado Digital CMOS (ART5429)

Eis uma montagem didática para os leitores que fazem cursos técnicos de eletrônica e precisam de um projeto prático de eletrônica digital. O que descrevemos é um circuito de sorteio que apresenta num display valores de 0 a 9 numa espécie de sorteador ou dado digital.

O circuito pode ser alimentado por bateria de 9 V ou mesmo por 4 pilhas comuns e é bastante interessante pelos efeitos de parada lenta no sorteio que apresenta.

Uma boa montagem digital nem sempre é fácil de ser encontrada pelos estudantes que precisam de projetos digitais para apresentarem em suas escolas. O circuito que apresentamos é relativamente simples, mas reúne diversas funções importantes que são estudadas nos cursos regulares.

O efeito de parada lenta é algo que merece ser ressaltado: quando apertamos o botão de sorteio (S2) os números começam a correr rapidamente num display. Quando soltamos S2 para obter o resultado a parada não é imediata.

Os números vão correr ainda por algum tempo, mas cada vez mais devagar, como se a roleta ou dado que o circuito representa estivesse parando.

Este efeito é muito importante, pois torna praticamente impossível que o sorteador tenha qualquer controle sobre os resultados finais. Trata-se portanto de um sorteador à prova de fraudes.

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos um diagrama de blocos que representa este circuito.

Figura 1 – Diagrama de blocos do dado | Clique na imagem para ampliar |

O primeiro bloco consiste num oscilador que tem por função gerar um número aleatório de pulsos e, portanto, o valor sorteado que vai ser apresentado num display. Este circuito conta com um 555 astável cuja frequência é determinada por R2, R3 e pelo capacitor C2.

Quando S2 se encontra aberto, o oscilador se encontra desabilitado e nenhum pulso é gerado. No entanto, quando S2 é pressionado o circuito é polarizado e a rede de resistores (R2 e R3) mais o capacitor (C3) sendo polarizados fazem com que o circuito entre em funcionamento na faixa de áudio.

Quando soltamos S2 para determinar o sorteio, o capacitor C1 que se carregou quando este interruptor foi fechado vai se descarregar por algum tempo através da rede R2, r3 e C2 de modo a manter o circuito em oscilação por algum tempo.

À medida que este capacitor for descarregando a frequência do oscilador vai diminuindo até que as oscilações não mais poderão ser mantidas e o circuito para. Os pulsos gerados pelo oscilador são enviados a um divisor de frequência formado por um 4017.

A finalidade deste circuito é produzir pulsos mais intervalados de modo que possamos observar a contagem pelo display de uma forma mais realista. Os pulsos divididos pelo 4017 são aplicados a um circuito integrado 4033 que reúne duas funções importantes: trata-se de um contador até 10 e de um decodificador que aciona um display de 7 segmentos de catodo comum.

Desta forma, os pulsos enviados pelo 4017 vão acionar sequenciamente o 4033 de modo que valores de 0 a 9 são apresentados no display.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo de nosso dado ou sorteador digital.

Figura 2 – Diagrama completo do dado | Clique na imagem para ampliar |

A disposição dos componentes desta montagem numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa para a montagem | Clique na imagem para ampliar |

Para os circuitos integrados o leitor pode usar soquetes e o display pode ser de qualquer tamanho ou tipo desde que seja de catodo comum.

Os leitores mais habilidosos podem até montar seus displays usando LEDs comuns. Outra possibilidade de montagem, para o caso de demonstrações ou com finalidades didáticas, consiste no uso de uma matriz de contatos.

Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores e capacitores têm seus tipos indicados na lista de material. A alimentação pode ser feita por pilhas, bateria ou fonte e S1 é um interruptor do tipo normalmente aberto.

PROVA E USO

Para provar basta apertar por um instante S2 (depois de ligar S1) e observar o processo de sorteio. Para aumentar ou diminuir o tempo que o display corre depois de se soltar S2 basta alterar o valor de C1. para alterar a velocidade de corrimento basta alterar C2. Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.