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Mini Fliperama (ART2512)

Se há uma coisa que os leitores admiradores dos jogos eletrônicos não podem deixar de montar, é um fliperama. Ê claro que as máquinas de fliperama “de verdade” são complexas e exigem muito mais recursos eletromecânicos do que eletrônicos. Entretanto, a eletrônica apresenta uma vantagem que os modelos tradicionais de máquinas não têm: poder-se montá-las com facilidade em tamanho reduzido. Um fliperama de bolso é 0 que propomos aos nossos leitores, numa versão simplificada, mas não menos divertida.

Obs. Este artigo é de 1984 quando não existiam os tablets e celulares que disponibilizam muitos jogos (e muito mais complexos) do que o proposto no artigo. Vale pela didática.

Conforme explicamos na introdução, nosso fliperama é uma versão simplificada (mas não menos divertida) e que por este motivo apresenta menos recursos que os fliperamas de verdade.

É claro que, propondo o projeto de um mini-fliperama acessível, e suficientemente pequeno para ser transportado até no bolso, não podemos usar os mesmos recursos eletromecânicos que encontramos nos aparelhos de verdade.

No entanto, o princípio de funcionamento não é diferente e temos igualmente a possibilidade de nos divertir muito.

O leitor que seja cuidadoso na montagem e também habilidoso pode até fazer uma caixa com painel que lembre os fliperamas de verdade.

Em nossa versão eletrônica, os pinos onde a bolinha deve bater no caso de um fliperama de verdade, são substituídos por LEDs que acendem em sequência, de maneira aleatória.

A contagem dos pontos é simples: como não temos espaço disponível na nossa versão econômica para um contador eletrônico, simplesmente fazemos valer o último LED que ficar aceso, ou seja, valerá a pontuação final no processo de corrida da “bolinha".

Podemos então detalhar melhor o funcionamento de nosso mini-fliperama: o jogador aperta o interruptor geral que dá partida ao jogo e imediatamente a ”boIinha" começa a correr, “batendo” em cada pino, o que será indicado pelo acendimento do LED correspondente.

Quando o jogador solta, depois de alguns segundos, o interruptor geral, a “bolinha" começa perder a força e vai gradativamente parando. As batidas nos pinos, representadas pelas piscadas dos LEDs, começam a ocorrer mais devagar até parar. Nesta parada, temos então apenas um LED aceso e a indicação de quantos pontos o jogador fez.

Numa partida, o mini-fliperama passará de mão em mão, cada participante jogando uma vez e anotando-se numa folha de papel os pontos correspondentes. Vencerá o jogo aquele que em primeiro lugar chegar aos 2 000 pontos.

A montagem deste brinquedo não é difícil, mesmo tendo por base um circuito integrado. A partir do momento em que o leitor possuir os recursos para elaboração de suas próprias placas de circuito impresso, tudo está resolvido.

A alimentação do jogo poderá tanto ser feita com pilhas pequenas comuns num total que dê 6 volts, com uma bateria de 9 V, ou ainda, para uso fixo, com uma fonte de alimentação.

 

FUNCIONAMENTO

A estrutura deste mini-fliperama é extremamente simples, como podemos observar pelo diagrama de blocos da figura 1.

 

Figura 1 – Diagrama de blocos
Figura 1 – Diagrama de blocos

 

Temos no bloco inicial um gerador de pulsos em número aleatório, que leva por base um transistor unijunção. O transistor unijunção funciona como um oscilador de relaxação, ou seja, produz impulsos elétricos pela carga e descarga de um capacitor.

Na figura 2 mostramos a configuração básica que usaremos no mini-fliperama e que contém alguns “aperfeiçoamentos”.

 

Figura 2 – Oscilador unijunção
Figura 2 – Oscilador unijunção

 

O seu funcionamento é o seguinte: quando apertamos o interruptor de pressão S1 que “movimenta a bolinha", imediatamente C1 é carregado, enquanto que, mais lentamente, C2 carrega-se via o resistor R1.

Com a carga de R1, em determinado instante o transistor unijunção liga, produzindo um pulso de tensão que aparece em R3.

A produção deste pulso também faz com que C2 se descarregue.

Com a descarga de C3 o transistor unijunção desliga, dando assim oportunidade para que um novo ciclo se inicie. De fato, uma nova carga de C2 através de R1 acontece, e um novo pulso é produzido.

Os valores de C2 e de R1 são calculados de modo que os pulsos ocorram rapidamente, numa velocidade que lembre o ricochetear da bolinha nos pinos, se bem que isso apresente um problema: um jogador atento poderia soltar o botão no momento exato em que a batida da bolinha fosse a de maior pontuação.

Para evitar este problema é que temos o capacitor C1, cuja função é dar uma certa “inércia" à bolinha, impedindo-a de parar imediatamente quando o interruptor S1 é desligado.

Isso significa que, quando soltamos S1, a carga de C1 faz com que alguns ciclos de carga e descarga de C2 ocorram com a produção de um certo número de pulsos, em velocidade decrescente, imitando também a “perda” de impulso da bolinha.

Passando deste bloco para o seguinte, vejamos como podemos fazer com que cada impulso corresponda ao acendimento de um pino (LED).

Conseguimos isso com a utilização de um contador de década do tipo 4017, um circuito integrado de 16 pinos que pode ser representado conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3 – O 4017
Figura 3 – O 4017

 

A entrada dos pulsos é feita pelo pino 14. O contador neste caso tem a saída do 8º pulso no pino 6 ligada ao terminal de recontagem (reset) que é no pino15, o que significa que obtemos um contador até 7, dando assim um fliperama de 7 pinos.

O leitor encontrará no site artigos ensinando a programar o 4017 para contagem até 10 e mesmo mais com mais de um 4017.

As saídas em sequência do contador são ligadas aos 7 LEDs de pontuação, conforme mostra a mesma figura.

A alimentação do contador é feita no pino 16, enquanto que os pinos 8 e 13 são aterrados.

Completa o circuito a fonte de alimentação de 6 ou 9 V, e o interruptor geral que serve para desligar e ligar o aparelho.

Visto isso, podemos passar à sua realização prática.

 

OS COMPONENTES

Como usamos poucos componentes, e de baixo custo, o leitor não terá grandes problemas em conseguir tudo para sua montagem.

A caixa que sugerimos é a mostrada na figura 4, que se adapta na placa de circuito impresso de modo que os LEDs adquiram a disposição de fliperama.

 

Figura 4 – Sugestão de caixa
Figura 4 – Sugestão de caixa

 

Analisemos agora os componentes eletrônicos.

Começamos pela placa de circuito impresso, que deve ser confeccionada pelo próprio leitor nas dimensões indicadas mais adiante.

Esta placa já servirá para sustentar em posição de funcionamento os LEDs, que se encaixam nos furos da caixa.

O circuito integrado é o 4017, relativamente comum em nosso mercado e que possui 16 terminais. Não deve ser usado equivalente. Os leitores mais precavidos podem empregar um suporte para este circuito integrado.

O único transistor é do tipo unijunção 2N2646. Este transistor também é bastante comum no nosso mercado, pelo que não será preciso citar nenhum equivalente, mas em princípio qualquer unijunção serve.

Os LEDs são vermelhos de baixo custo, mas nada impede que os de maior pontuação (100 e 200) sejam de outra cor como, por exemplo, amarelo e verde.

O interruptor S1 é de pressão, tipo botão de campainha, que será fixado no painel do jogo, enquanto que S2 é um interruptor simples que ficará na lateral da caixa, de modo a não atrapalhar o jogo.

O capacitor C1 é eletrolítico para qualquer tensão acima de 9 V, e seu valor não é crítico. Sugerimos 100 µF no esquema, mas valores entre 47 µF e 220 µF funcionam.

Este capacitor determina a ”inércia" da bolinha. Já C2 e C3 podem ser cerâmicos ou de poliéster metalizado.

Os resistores são todos de 1/8 W e, além disso, o leitor precisará de um suporte para as pilhas ou conector de bateria, conforme a tensão escolhida para alimentação.

 

MONTAGEM

As ferramentas exigidas para uma montagem destas são as comuns em todas as bancadas: soldador de pequena potência e ponta bem fina, solda de boa qualidade, alicate de ponta, alicate de corte, chaves de fendas e principalmente, laboratório para confecção de placas de circuito impresso.

O circuito completo do fliperama aparece na figura 5, com todos os componentes representados pelos seus símbolos, com os valores certos.

 

Figura 5 – Diagrama do aparelho
Figura 5 – Diagrama do aparelho

 

Na figura 6 temos o desenho da placa de circuito impresso em tamanho natural, tanto do lado cobreado como do lado dos componentes. Use o desenho do lado cobreado para fazer a sua.

 

Figura 6 – Placa de circuito impresso
Figura 6 – Placa de circuito impresso

 

Alguns cuidados são necessários para garantir sucesso na montagem, por isso, sugerimos que antes, o leitor leia bem esta sequência e depois a siga:

a) Solde em primeiro lugar o circuito integrado. Encaixe seus pinos na placa, observando a marca que identifica o pino 1, e depois faça a soldagem do lado cobreado. Cuidado nesta operação para que a solda não se espalhe. Se isso acontecer, limpe as pontes de solda com um palito e com o próprio ferro aquecido. Se usar suporte, solde-o antes e depois encaixe o circuito integrado.

b) Solde depois o transistor unijunção. Para isso encaixe-o na placa observando a posição do ressalto que existe em seu invólucro, pois se houver inversão o aparelho não funcionará. A soldagem deve ser feita rapidamente, pois o calor em excesso pode danificar este componente.

c) O leitor pode soldar agora o capacitor C1. Para este componente deve-se ter cuidado com a sua polaridade (marcação de que deve ser de acordo com o desenho. Sugerimos ao leitor que dê preferência aos tipos de terminais axiais que podem ser montados deitados.

Os tipos de terminais paralelos, se usa- dos, não devem ficar na vertical, pois isso iria dificultar a fixação da placa com os LEDs, não alcançando os furos.

d) Para soldar C2 e C3 não há nada de especial, a não ser em relação ao excesso de calor que pode danificá-los. Faça esta operação rapidamente.

e) O leitor soldará agora todos os resistores, apenas tendo o cuidado em observar bem seus valores que são dados pelas faixas coloridas. Encaixe-os na placa, dobrando seus terminais, proceda à soldagem e depois com o alicate, corte os excessos destes terminais.

f) A placa tem um jumper que é uma pequena “ponte" feita com um pedaço de fio, rígido ou flexível, com ou sem capa. Os pontos em que deve ser colocado o jumper são mostrados no desenho da placa.

g) Temos agora uma operação algo crítica, que é a soldagem dos LEDs. Em primeiro lugar o leitor deve fazer uma guia de papelão para fixar a altura deste componente, conforme mostra a figura 7.

 

Figura 7 – Guia de papelão
Figura 7 – Guia de papelão

 

Nesta figura mostramos como deve ficar cada LED, para que a altura de todos seja uniforme, facilitando assim a fixação no painel. Outro ponto muito importante a ser observado na soldagem destes LEDs, além da altura, é a sua polaridade. Cada kzd tem um pequeno achatamento que índica o catodo.

Este achatamento é mostrado no desenho da placa e deve corresponder na sua montagem, pois pelo contrário ele não acenderá.

Completada a montagem dos componentes na placa, passamos aos componentes externos. Estes são ligados através de pedaços de fios.

h) Começamos por ligar o interruptor S1 que já deve estar pronto para ser fixado no painel.

i) Depois fazemos a ligação de dois fios na placa que correspondem ao polo positivo e negativo da alimentação. O fio negativo vai direto ao negativo do suporte das pilhas que já poderá estar fixado na caixa.

Já o fio positivo vai ao interruptor geral e deste temos a ligação do polo positivo do suporte da s pilhas.

Terminadas estas ligações, o aparelho estará pronto para ser testado.

 

PROVA E USO

Confira em primeiro lugar toda a montagem e, se verificar que tudo está em ordem, coloque as pilhas no suporte ou conecte a bateria. Se sua versão usar fonte, ligue-a.

O circuito de uma fonte que permite a ligação deste jogo na rede local de 110 V ou 220 V é mostrado na figura 8.

 

Figura 8 – Sugestão de fonte
Figura 8 – Sugestão de fonte

 

Acionando S2, que é o interruptor geral, um dos LEDs apenas deve acender.

Agora, apertando o interruptor de pressão S1, os LEDs devem piscar rapidamente, correndo” de um para outro como se fosse uma “boIinha" ricocheteando.

Se os LEDs correrem realmente, mas um ou outro não acender, verifique se estes que não acendem estão conectados certos, isto é, veja se não estão com o lado achatado invertido. Se estiverem na posição certa, mas não acenderem é sinal que podem estar queimados.

Será conveniente que o leitor adquira com o material um ou dois LEDs a mais para prevenir este problema, e se eles não forem usados, pelo menos ficarão na sua caixa de material para uma futura montagem.

Se, mesmo com a troca de LEDs, ainda assim não acenderem, é sinal que o problema infelizmente se encontra no integrado, que deve ser substituído.

Se, ao apertar o interruptor de pressão, não houver acendimento em sequência dos LEDs, o problema pode estar com o oscilador unijunção.

A verificação poderá ser feita com um multímetro na escala baixa de tensões, o qual será ligado conforme mostra a figura 9.

 

Figura 9 – Teste do oscilador com o multímetro
Figura 9 – Teste do oscilador com o multímetro

 

Quando o interruptor S1 for apertado, o ponteiro deve oscilar. Para visualizar melhor esta oscilação em paralelo com C2 pode ser momentaneamente ligado um capacitor maior como, por exemplo, 4,7uF.

Se a oscilação existir, ou seja, o “ponteiro balançar", é sinal que o oscilador unijunção se encontra bom. Neste caso podemos suspeitar de dois problemas:

O primeiro refere-se a uma falta de sensibilidade do integrado ou mesmo problema.

Se o leitor estiver alimentando seu aparelho com 6 V, eventualmente este problema poderá ser corrigido com uma alimentação de 9 V. Outra tentativa que pode ser feita consiste em se aumentar o valor de R3 para 560 Ω e diminuir R2 para 220 Ω.

Se ainda assim o problema não for solucionado, só existe uma maneira: trocar o integrado.

Já, se nenhuma oscilação for constatada no teste com o multímetro, então o leitor deve verificar se a ligação no unijunção está certa. Se estiver certa e nada acontecer, é sinal que o transistor se encontra ruim, devendo ser trocado.

Para os que não têm multímetro, a prova de oscilação também pode ser feita ligando-se um pequeno alto-falante em paralelo com R3, conforme mostra a figura 10.

 

Figura 10 – Teste alternativo do oscilador
Figura 10 – Teste alternativo do oscilador

 

Apertando o interruptor de pressão, se deve ouvir estalidos bem baixo no alto-falante.

Uma vez que todos os problemas tenham sido sanados e o aparelho funcione, o próximo passo será sua instalação na caixa.

Fechado o aparelho na caixa, teste-o novamente, para ver se está tudo em ordem. Depois é só brincar.

 

CI-1 - 401 7 - circuito integrado

Q1 - 2N2646 7 transistor unijunção

LED1 a LED7 - LEDs vermelhos comuns

S1 - interruptor de pressão

S2 - interruptor simples

C1 - 100 µF - Capacitor eletrolítico

C2 - 470 nF - capacitor de poliéster ou cerâmica

C3 - 100 nF - capacitor de poliéster ou cerâmica

R1 - 47k x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)

R2 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)

R3 – 470 R x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)

R4 – 270 R x 1/8 W - resistor (vermelho, violeta, marrom)

B1 - bateria de 6 ou 9 V - 4 ou 6 pilhas pequenas

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, parafusos, suporte de pilhas, fios, etc.

 

 

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N° do componente 

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