Com esta versão eletrônica do jogo da trilha, você e seus amigos poderão passar momentos divertidos e emocionantes disputando partidas em que sairá vencedor aquele que tiver mais sorte. O aparelho é único e à prova de fraudes, mas o jogo pode ser disputado de diversas maneiras, o que o torna mais atraente ainda. Usando somente componentes de baixo custo, é fácil de montar, podendo ser instalado numa pequena caixa e transportado até mesmo no seu bolso.
Obs. Apesar do artigo ser de 1982, ele ainda pode ser montado com facilidade.
No jogo tradicional de trilha, jogado com conjuntos de peças brancas e pretas, a finalidade do jogador é formar um alinhamento com três de suas peças de modo a obter a “trilha".
É preciso muita habilidade para isso, pois além dos movimentos das peças serem limitados, o jogador adversário também movimenta suas pedras e com isso pode dificultar suas ações no sentido de obter a trilha.
Na nossa versão eletrônica não entra propriamente a habilidade, pois o jogo foi transformado para funcionar exclusivamente de modo aleatório, o que nos leva a uma versão com regras diferentes.
Temos três LEDs (lâmpadas) alinhados e um botão de acionamento. Quando o botão é apertado os LEDs começam a piscar de modo aleatório até o momento em que param completamente.
Neste momento pode estar aceso somente um deles, dois deles os três ou nenhum. Se o jogador conseguir os três LEDs acesos ele terá vencido a rodada.
Na figura 1 temos as combinações possíveis para o acendimento dos LEDs e a combinação vencedora.
As regras de aposta e jogo é que tornam as disputas atraentes.
O jogo usa poucos componentes, sendo a base um único circuito integrado de baixo custo, dois transistores e três LEDs. A alimentação do aparelho vem de 3 pilhas pequenas.
A montagem do conjunto numa caixa de reduzidas dimensões não oferecerá dificuldades aos que tiverem certa prática no trato com circuitos integrados e sua instalação em placas de circuito impresso.
COMO FUNCIONA
Como a finalidade do jogo é obter combinações aleatórias de LEDs acesos,é muito importante que o circuito seja projetado de modo a não haver possibilidade de influência do jogador nos resultados obtidos.
Isso é conseguido através de um circuito que produz um número completamente imprevisível de impulsos, os quais determinam a combinação de LEDs acesos em que o jogador não pode influir.
Assim, temos o seguinte diagrama de blocos para nosso jogo de trilha: o primeiro bloco representa o circuito de disparo que consta de um oscilador que produz um número imprevisível de impulsos; o circuito contador que conta esses pulsos distribuindo-os em combinações; e o circuito de acionamento dos LEDs que nos dá a indicação visual do resultado obtido (figura 2).
Analisemos o funcionamento de cada um destes circuitos:
Para produzir um trem de pulsos de maneira completamente aleatória utilizamos um oscilador de relaxação com transistor unijunção, cujo diagrama básico é mostrado na figura 3.
Este circuito funciona da seguinte maneira: quando o capacitor se carrega através do resistor, a tensão no emissor do transistor unijunção sobe até o instante em que o valor necessário a comutação é alcançado.
Neste momento o transistor que se encontrava "desligado" passa a conduzir intensamente a corrente oferecendo então percurso para a descarga do capacitor.
Neste momento um pulso agudo é gerado na resistência de carga, e um novo ciclo se inicia tão logo o transistor volte ao seu estado de não condução.
Os valores do capacitor e do resistor determinam a velocidade dos ciclos e, portanto, a frequência do oscilador.
Veja então que ao ser alimentado o circuito passa a produzir pulsos até o momento em que seja desligado. Este tipo de comportamento não é o ideal para o nosso jogo.
Assim, acrescentamos ao mesmo um segundo recurso que consiste no disparo prolongado feito por meio de um segundo capacitor e um segundo resistor, conforme mostra a figura 4.
O que acontece no caso é o seguinte: quando o interruptor de pressão é acionado o capacitor adicional carrega-se totalmente com a tensão da fonte de alimentação.
Tão logo isso ocorra, sua carga começa lentamente a sair através do resistor para o circuito do oscilador unijunção que então entra em funcionamento produzindo um certo número de impulsos totalmente imprevisível.
O circuito ficará oscilando então até o momento em que a carga do capacitor cair abaixo de certo valor, quando então teremos no circuito seguinte uma situação que corresponde a uma das combinações possíveis de LEDs acesos.
A vantagem na utilização deste circuito de disparo está no fato de que ele continua rodando mesmo depois que o jogador soltar o botão de disparo, parando numa posição imprevisível, o que elimina completamente a possibilidade do jogador influir no resultado.
Uma vez que tenhamos a produção de um certo número de pulsos aleatórios, estes são aplicados na etapa seguinte do circuito que consiste num contador até 7 formado por um integrado 7490, conforme mostra a figura 5.
O circuito integrado 7490 consiste num contador até 10 (com um divisor por 2 e um divisor por 5) obtendo-se com isso em binário as combinações desejadas.
No caso como as combinações para os LEDs são apenas 8, o circuito é ligado de modo a contar até este número, conforme mostra a figura 6.
Assim, das quatro saídas possíveis para o circuito integrado usamos apenas 3 que correspondem .as seguintes combinações, conforme o número de pulsos de entrada:
A saída do circuito integrado pode alimentar diretamente os três LEDs usados como indicadores.
A intensidade da corrente circulante pelos LEDs é determinada pelos resistores ligados em série com os mesmos.
Se bem que os LEDs em si suportem uma corrente maior do que a solicitada neste projeto, o integrado tem suas limitações, daí não recomendarmos alterações nestes componentes para se obter maior luminosidade e nem a troca por lâmpadas ou outros dispositivos indicadores de maior corrente.
A fonte de alimentação usada para o aparelhinho pode ser formada por 3 pilhas de 1,5 V pequenas, e seu consumo dependerá do tempo em que os LEDs forem mantidos acesos, já que são estes os componentes que drenam maior corrente.
MONTAGEM
A trilha eletrônica pode ser facilmente instalada numa caixa de dimensões reduzidas, de plástico ou metal, conforme já sugerimos no início do texto.
Nesta caixa teremos apenas dois controles externos que são o interruptor geral e o botão de disparo, e os LEDs, frontalmente.
A montagem deverá ser feita em placa de circuito impresso para que o jogo fique suficientemente pequeno para caber na caixa recomendada. O leitor deverá ter portanto os recursos para a elaboração desta placa.
O circuito completo da trilha eletrônica é mostrado na figura 7.
A placa de circuito impresso sugerida, do lado cobreado e do Iado dos componentes, é mostrada na figura 8.
Os componentes usados neste circuito são comuns, mas exigem certos cuidados tanto na escolha como no manuseio. São os seguintes os cuidados que recomendamos:
a) Na montagem do circuito integrado na placa observe bem a sua posição tomando como referência o ponto marcado ou a parte com meia lua. Na soldagem deste circuito integrado, tome cuidado para que a solda não se espalhe curtocircuitando terminais adjacentes. A soldagem deve ser feita rapidamente para que o calor excessivo não danifique este componente. O tipo recomendado de integrado é o 7490 que pode aparecer com diversos prefixos que dependem do fabricante. Assim podem ser usados os SN7490, 7490, etc.
b) O transistor 2N2646 é do tipo unijunção, devendo ser observada a sua posição na montagem, a qual é dada pelo ressalto como referência. Na soldagem deste componente deve também ser evitado o excesso de calor que pode danificá-lo. Equivalentes para o 2N2646 podem ser usados desde que observada a disposição de seus terminais que em alguns casos é diferente.
c) O transistor Q2 pode ser praticamente de qualquer tipo NPN de silício para uso geral, já que sua função é pouco crítica: ampliar os pulsos do unijunção para que eles possam excitar o circuito integrado. O tipo mais fácil de se encontrar e que melhor se adapta a esta finalidade é o BC238, mas equivalentes como o BC548, BC547 ou BC237 também servem. Na soldagem deste transistor observe bem sua posição, pois se houver inversões o mesmo não funcionará.
d) Os LEDs devem ser montados em posição tal que possam ficar com o seu invólucro saindo da caixa. Para esta finalidade o leitor deve observar que os seus terminais não sejam cortados muito curtos e que na soldagem fiquem todos na mesma altura. Os LEDs são componentes polarizados, isto é, têm lado certo para serem ligados sendo identificados por um achatamento no invólucro, ou então por um dos terminais que é mais comprido. Se houver inversão o LED não acenderá.
e) Os resistores usados nesta montagem podem ser todos de 1/8 ou 1/4 W, devendo seus valores serem verificados pelos anéis coloridos. Cuidado para não fazer nenhuma troca, pois senão o aparelho poderá não funcionar. Evite o excesso de calor na soldagem destes componentes.
f) O capacitor C1 é do tipo eletrolítico de valor entre 47 uF e 220 uF. Capacitores de tensões acima de 6 V podem ser usados sem problemas. Veja o montador que, quanto maior for este capacitor mais tempo ficarão piscando os LEDs antes de se obter sua parada. O montador pode, portanto, experimentar o capacitor que quiser para esta função.
g) O capacitor C2 determina a frequência das piscadas, ou seja, a velocidade do trem de pulsos. Seu valor na prática pode situar-se entre 100 nF e 470 nF. O valor de 470 nF foi o que melhor resultados visuais forneceu em vista das piscadas poderem no final do ciclo serem acompanhadas com mais suspense pelos jogadores. Trata-se de um capacitor de poliéster que se pode instalar na placa de qualquer modo, já que não possui polaridade.
h) O interruptor S é do tipo botão de campainha miniatura, ou seja, um interruptor de pressão, o qual será instalado em local facilmente acessível na caixa.
i) O interruptor S1 é do tipo deslizante servindo para ligar e desligar o jogo. Este interruptor deve ser colocado preferivelmente na parte lateral de caixa.
j) O último item a ser observado na montagem é em relação à fonte de alimentação que é formada por 3 pilhas ligadas em série fornecendo, portanto, uma tensão de 4,5 V. Use para a ligação destas pilhas um suporte observando na sua conexão ao resto do circuito a polaridade de seus fios.
k) A caixa usada não oferece maiores problemas: use uma saboneteira ou então outro tipo qualquer de caixa que possa alojar a placa de circuito impresso e o suporte de pilhas. Fixe a placa e o suporte de modo que os mesmos soltos não venham a causar problemas de funcionamento devido a curto-circuito ou desprendimento de fios e componentes.
Terminada a montagem, confira todas as ligações, as soldagens e se tudo estiver em ordem, coloque as pilhas no suporte e ligue o aparelho.
Inicialmente um certo número de LEDs deve acender. Aperte então o interruptor de pressão S. Os LEDs devem piscar rapidamente de início indo cada vez mais devagar até que parem numa determinada combinação de 1, 2 ou os 3 acessos. Se isso acontecer o aparelho estará bom, podendo então ser instalado definitivamente na caixinha.
Se ocorrerem problemas, estes podem ser do seguinte tipo:
a) Ao apertar o interruptor de pressão os LEDs não piscam. Neste caso você deve em primeiro lugar verificar se o oscilador com unijunção está funcionando. Se você tiver um multímetro ligue-o de modo a medir a tensão no capacitor C2 (ponta vermelha no emissor de Q2 e ponta preta no negativo da fonte).
Ao apertar o interruptor, com o circuito oscilando deve haver uma indicação da agulha do instrumento com uma leve vibração. Se isso não ocorrer você deve retirar o unijunção do circuito e prová-lo. Se o circuito estiver oscilando então o problema pode estar no circuito integrado que pode estar defeituoso, ou então na ligação do transistor Q2.
Veja em primeiro lugar se o transistor está soldado corretamente. Se estiver em posição correta, veja se em seu coletor ao se apertar o interruptor de pressão aparecem pulsos de tensão. Faça a medida com o multímetro na escala baixa de tensões. Se os sinais estiverem ausentes aqui, mas presentes no unijunção, troque ó transistor. Se estiverem presentes, verifique o circuito integrado.
b) Se um dos LEDs se negar a acender, você deve em primeiro lugar verificar se sua ligação está certa. Se estiver, com o multímetro ao apertar o interruptor de pressão veja se há saída de pulsos pelo terminal do integrado que é ligado ao LED suspeito.
Se houver pulsos e o LED não acender, verifique se o mesmo não está queimado, se o resistor não está aberto e finalmente se não existem maus contactos.
Damos a seguir duas sugestões para o leitor brincar com seu jogo de trilha eletrônica:
1) TRILHA
Esta é a versão que dá nome ao jogo. A finalidade do jogo no caso é conseguir fazer com que os três LEDs fiquem acesos no final da jogada.
A partida pode ser disputada com fichas. Cada jogador tenta na sua vez obter a combinação vencedora, apertando uma única vez o interruptor de pressão.
Se não conseguir obter os 3 LEDs acesos deve pagar à mesa uma ficha e passar o aparelho ao jogador seguinte que fará sua tentativa.
No momento em que algum jogador conseguir a combinação ele levará todas as fichas que estiverem na mesa.
2) COMBINAÇÃO
Esta versão é jogada da seguinte maneira: atribuem-se às combinações de LEDs acesos valores de pontos da seguinte maneira:
1 LED qualquer aceso - 1 ponto,
2 LEDs adjacentes acesos - 2 pontos,
2 LEDs extremos acesos - 3 pontos,
3 LEDs acesos - 4 pontos.
Numa rodada, cada um dos jogadores da mesa deve tentar obter a combinação de maior valor.
Nota: Citamos um transistor Q2 que não aparece, na realidade, no esquema e no desenho da placa. Este transistor seria recomendado no caso de alguns unijunções que podem apresentar dificuldades na excitação direta do integrado Cl-1. Se, na sua montagem, o circuito tender a falhar, a ligação é a mostrada na figura abaixo. Observamos que, na maioria dos casos, este transistor não será necessário.
Lista de Material
CI - 7490 - circuito integrado TTL
Q1 - 2N2646 - transistor unijunção
Q2 - BC548 - transistor
C1 – 47 uF à 220 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C2 - 470 nF - capacitor de poliéster
R1 – 47 k ohms x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)
R2 - 470 ohms x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R3 - 100 ohms x 1/8 W- resistor (marrom, preto, verme1ho)
R5, R6, R7 - 330 ohms x 1/8 W - resistores (laranja, laranja, marrom)
S - interruptor de pressão
S1 - interruptor simples
LED I, LED 2, LED 3 - LEDs vermelhos comuns
B1 - bateria de 4,5 V - 3 pilhas pequenas
Diversos: placa de circuito impresso, fios, solda, caixa, suporte para pilhas, etc.
