Este interessante jogo eletrônico saiu numa revista de 1979, mas pelos componentes usados e pela sua finalidade didática é bastante atual ainda. O circuito sorteia (a prova de fraudes) números de 2 a 12 imitando a disposição de dois dados.
Quem não conhece os jogos com dados? Na verdade não sabemos há quanto tempo existe esta espécie de jogo e nem o número de variações com que pode ser jogado.
O fato é que, com este simples dispositivo você pode sortear números entre um e seis, e se usar dois dados, entre 2 e 12. É claro que, se você jogar com dois dados pode fazer valer combinações como por exemplo a obtenção de pares (1 e 1;2 e 2, etc.) e se fizer o mesmo com 3, pode fazer valer sequências (1, 2, 3 : 4, 5, 6, etc.).
Jogado sozinho ou como parte de outros jogos em que decisões aleatórias devam ser tomadas, o dado é sempre uma fonte de divertimento das mais interessantes.
Se a versão tradicional é interessante, o que não dizer de uma versão eletrônica em que podemos garantir que não há possibilidade do jogador influenciar no resultado?
A prova de qualquer movimento mais "ajeitado" ou de jogadas suspeitas, este dado que descrevemos dá igual oportunidade a todos que dele fizerem uso, podendo, portanto, servir como juiz para qualquer disputa em que não haja confiança em resultados obtidos de outra maneira.
O dado eletrônico que descrevemos funciona com pilhas comuns e apresenta seu resultado acendendo pontos na mesma disposição usada tradicionalmente para os dados comuns (figura 1).
Quando o jogador aperta o interruptor que aciona o dado um circuito eletrônico da altíssima velocidade faz com que os números mudem a razão de 1 000 000 de vezes por segundo o que significa total impossibilidade do jogador controlar o instante em que deva parar para cair o número desejado. Ao soltar o interruptor de disparo, o dado para, e ficam acesos os pontos correspondentes ao número sorteado.
Veja o leitor que este elevado número de ciclos usado no circuito que determina o sorteio evita qualquer possibilidade de trapaça. O jogador teria de ter um controle sobre milionésimos de segundos para poder fazer correr o número conforme sua vontade e isso é absolutamente impossível pelas próprias características técnicas do interruptor usado.
Como o aparelhinho é totalmente portátil você poderá levá-lo com facilidade no bolso e divertir-se a vontade com ele em qualquer lugar.
COMO FUNCIONA
Na figura 2 temos um diagrama de blocos que serve para demonstrar seu funcionamento.
O circuito de entrada consiste num oscilador que opera numa frequência de aproximadamente 1 MHz que justamente determina a velocidade de mudança dos números do dedo, de tal maneira que a frequência no primeiro seja deste mesmo valor e no segundo de 1/6.
Este oscilador é feito com base em 3 hex-inverters de um circuito integrado que possui 4, sendo a frequência determinada basicamente pelo valor do capacitor C1. O quarto hex-inverter é usado para acoplar o oscilador as etapas seguintes, sendo ligado em sua saída o interruptor de pressão que faz os dados “rolaram".
O sinal deste oscilador é levado a um contador até 12 que na realidade consiste num divisor por 2 e num divisor por 6. Como o dado tem apenas 6 faces, o divisor por 2 não é usado.
Veja o leitor que a saída do circuito integrado contador divisor por 6 não consiste em 1 pulso para cada número em local definido, mas sim em uma saída codificada em binário. Assim, temos na saída do integrado 3 sinais que podem ser HI (alto) ou LO (baixo) ou seja,1 ou 0 que devem ser decodificados de modo a corresponder a um certo número de LEDs acesos na face do dado. (figura 3)
Em suma, não se pode ligar diretamente os LEDs que correspondem aos pontos luminosos na saída do contador porque o contador fornece sinais que correspondem de um a seis, mas da maneira convencional, e sim de uma maneira codificada.
A próxima etapa do circuito consiste portanto em fazer a decodificação dos sinais vindos do contador o que se consegue por meio de 2 portas AND e 2 portas NAND. Como temos no nosso projeto dois dados num único circuito, precisamos de 4 portas AND e 4 portas NAND. Usamos portanto o circuito integrado 7400 que consiste em 4 portas NAND e o 7408 que consiste em 4 portas AND.
Veja o leitor que não é preciso ter necessariamente uma porta para cada ponto de luz, porque na face de um dado existem combinações em que sempre dois determinados pontos estão acesos, o que quer dizer que do mesmo modo que os sinais são combinados, as posições dos pontos luminosos formados por LEDs também podem ser combinadas, conforme mostra a figura 4.
Assim, mesmo usando 4 portas, podemos excitar 6 LEDs e com isso obter todas as disposições que correspondem aos números de 1 à 6, sem problemas.
O sinal do primeiro dado é retirado do contador dividido por 6 em sua frequência e com ele é disparado o contador do segundo dado que funciona da mesma maneira, tanto no que se refere a saída como também à decodificação e aos LEDs.
Apenas como o sinal de excitação é dividido por 6, enquanto o primeiro LED gira" 1000000 de vezes por segundo, o segundo gira “apenas" 166 666 vezes por segundo, o que também significa uma completa impossibilidade do jogador ter alguma influência no número em que ele para.
Veia o leitor que, os contadores sendo formados por flip-flops funcionam como memórias, o que quer dizer que uma vez pressionado o interruptor que dispara o dado, ele entra em movimento, acendendo os LEDs um número enorme de vezes.
No momento em que o interruptor é solto, o oscilador principal é desligado do circuito, mas os contadores "memorizam" o número de vezes que o dado girou e permanecem nesta posição a qual é levada aos decodificadores. Assim, os LEDs ficam acesos no número indicado por tempo indefinido até que o interruptor seja pressionado por nova jogada.
O consumo de energia do aparelho depende do tempo em que os LEDs ficarem acesos e de seu número. São usadas três pilhas comuns que fornecem 4,5 V o que permite um funcionamento normal dos circuitos integrados TI'L usados. Estes circuitos integrados em número de 5 são de tipos muito fácil de serem encontrados não oferecendo dificuldades aos que desejarem realizar sua montagem.
MONTAGEM
Em vista da utilização de 5 circuitos integrados e de 14 LEDs a montagem em ponte de terminais não é recomendada principalmente se o leitor visar um conjunto compacto. Assim, o ideal é a utilização de uma placa de circuito impresso (ou matriz de contatos).
Como os circuitos integrados e os LEDs são componentes delicados recomendados o máximo de cuidado na operação de soldagem, evitando-se o excesso de calor.
A utilização de um ferro de soldar de pequena potência e de ponta fina é uma garantia de que nenhum dano seja causado aos componentes.
O circuito completo do dado é mostrado na figura 5.
A placa de circuito impresso para esta montagem, do lado cobreado e do lado dos componentes é mostrado na figura 6.
Para a confecção desta placa o leitor deve tomar cuidado para que não haja interrupções nas tiras de cobre que são finas, nem que hajam pontes de solda quando os componentes forem soldados.
Para a soldagem e obtenção dos componentes são os seguintes os principais cuidados a serem tomados:
a) Os circuitos integrados são diferentes e tem posições certas para serem instalados. Se o leitor quiser pode usar soquetes para estes integrados o que possibilita sua troca com facilidade em caso de necessidade e ainda ajuda a evitar que os mesmos não sejam afetados pelo calor desenvolvido na soldagem. Entretanto, os soquetes implicam num aumento do custo de montagem. Para a soldagem dos integrados em posição observe a sua posição que é dada por uma marca ou ponto feita para indicar o pino 1 (figura 7).
Na soldagem evite a formação de pontes de soldas ou espelhamentos que possam curtocircuitar os terminais do integrado.
b) Os LEDs são todos montados na placa de circuito impresso já na posição correspondente as faces dos dados. Qualquer tipo de LED comum pode ser usado, tendo sido preferidos os vermelhos para a montagem dos protótipos em vista de seu menor custo.
É importante observar a polaridade dos LEDs em que o lado chato corresponde ao catodo. Veja a posição que o lado chato de cada LED deve ficar na própria placa de circuito impresso, pois se houver inversão ele não acenderá.
Os LEDs são montados de tal maneira que sua parte superior possa sair da caixa pelos furos existentes em sua tampa.
Assim, é importante que na montagem o leitor tenha cuidado em deixá-los todos da mesma altura com o mesmo comprimento para os terminais. Para os LEDs comuns, sua colocação pode ser feita rente à placa.
c) Os resistores usados são todos de 1/8 W os quais são colocados na placa em posição horizontal. Os valores destes resistores são dados pelos anéis coloridos em seu corpo.
O máximo de cuidado deve ser tomado pelo montador para não trocar estes componentes. Não é preciso observar sua polaridade, pois os resistores não são componentes polarizados. Para os LEDs são usados resistores de 100 ohms os quais determinam o brilho dos mesmos.
Se o leitor quiser uma redução do brilho dos mesmos, e consequente diminuição do consumo das pilhas, pode aumentar o valor destes resistores para 120 ohms ou mesmo 150 ohms. Não se recomenda no entanto diminuir os valores destes resistores porque os circuitos integrados usados não teriam potência suficiente para fornecer a corrente necessária sendo, portanto, forçados.
d) Os jumpers são pequenos pedaços de fios que fazem a interligação de dois pontos da placa de circuito impresso. Estes jumpers são assinalados pela letra J no desenho da placa podendo ser usados fios comuns de ligação para sua execução.
e) O capacitor C1 é do tipo disco de cerâmica, podendo seu valor ser de 250 pF, se o leitor tiver dificuldades em obtê-lo 220 pF ou mesmo 270 pF. Sua soldagem poderá eventualmente ser feita pelo lado cobreado da placa se sua altura prejudicar a saída dos LEDs pelos orifícios da tampa da caixa.
Não há polaridade para a ligação deste componente devendo apenas ser evitado o excesso de calor que pode danificá-lo.
f) Terminada a montagem dos componentes da placa que são os citados nos itens anteriores, o leitor pode preparar a caixa onde serão colocados os componentes restantes.
A tampa da caixa de 9 x 6 x 3 cm tem orifícios na mesma disposição que os LEDs da placa de circuito impresso. (figura 8)
Na caixa é fixado o suporte para 3 pilhas pequenas do tipo AA que formam a fonte de alimentação do dado. Este suporte pode ser colado ou parafusado na caixa, conforme desejo do leitor. No caso de serem usados parafusos deve ser feita na caixa furacão apropriada.
g) Na parte lateral da mesma caixa conforme mostra a figura 9 são fixados os dois controles únicos do aparelho.
O primeiro é a chave que liga e desliga a unidade e que consiste num interruptor simples. Furação apropriada deve ser prevista para a fixação deste interruptor. O segundo é um interruptor de pressão miniatura do tipo normalmente aberto.
Para este o próprio furo por que passa o botão possui uma rosca onde uma porca permite que o mesmo seja fixado na parte lateral da caixa.
h) Antes de fixar a placa na caixa, solde os fios de ligação aos interruptores e ao suporte das pilhas observando cuidadosamente as polaridades. O fio marcado com na placa vai ao interruptor principal, de onde sai o fio que vai ao polo positivo do suporte de pilhas (vermelho).
O fio H do suporte de pilhas vai direto ao H de placa. Da placa saem dois fios dos pontos marcados por 81 que vão um a cada terminal do interruptor de pressão.
Completada a ligação dos fios e estando todos os componentes fixados na placa de circuito impresso sua prova de funcionamento pode ser feita. Para esta finalidade coloque as pilhas no suporte (verifique antes se estas pilhas estão boas se não forem novas) usando para esta finalidade uma lampadazinha de 1,5V.
Aqui, abrimos um pequeno parêntesis para sugerir a todos os leitores que tenham sempre lâmpadas de 1,5V (pingo d'água) para a prova de pilhas, já que a indicação de tensão dada por um voltímetro não é absolutamente confiável.
Ligue o interruptor principal. Neste momento os LEDs já devem acender formando uma combinação qualquer para os dados. Aperte então o interruptor de pressão.
Todos os LEDs acenderão fracamente em vista das oscilações. Soltando o interruptor de pressão deve aparecer uma nova combinação de LEDs acesos.
Faça diversas experiências apertando e soltando o interruptor para verificar se os resultados obtidos são aleatórios.
SUGESTÕES PARA JOGO
Você pode divertir-se com seus amigos fazendo uma corrida de fórmula I com este dado eletrônico. Você precisará então de alguns carrinhos de plástico pequenos ou então simples fichas coloridas que representarão esses carrinhos e um tabuleiro de cartolina com o desenho dado na figura 10.
Nele temos uma pista de corrida com o ponto de partida de onde devem sair os corredores, com diversos pontos em que acidentes" e "imprevistos" podem ocorrer.
Começa o jogo aquele que na disputa inicial com o dado conseguir maior número de pontos.
A seguir, cada jogador deve acionar o dado, avançando com o seu carro o número de casas indicados pelo dado. Se o carro, num desses lances cair numa área marcada, o jogador deve fazer o que nele é mandado.
Se o jogador tirar o valor 6 x 6 deve ganhar um lance adicional.
Se a corrida tiver de ser disputada por apenas dois jogadores estes poderão formar “equipes" correndo cada um com dois ou três carros.
Lista de Material
IC1 - 7408 - quad 2-input AND gate
IC2 - 7400 - quad 2-input NAND gate
IC3 - 740.5 - Hex inverter
IC4, IC5 - 7492 - divisor por 12 – counter
R1. R2, R3. R6. R7 - 8100 ohms x 1/8 W (marrom, preto, marrom)
R4, R5 - 220 ohms x 1/8 W(vermelho, vermelho, marrom)
R9. R10 – 4,7k ohms 1/8 W (amarelo, violeta, vermelho)
C1I - 220 ou 250 pF - capacitor de cerâmica
S1I - interruptor de pressão
S2 - interruptor simples
B1 - bateria de 4,5 V - 3 pilhas pequenas
LED1 a LED14 - LEDs comuns vermelhos
Diversos: caixa metálica ou plástica de 9 x 6 x 3 cm ; suporte para 3 ilhas; fios, solda, parafuso para fixação da laca de circuito impresso, placa de circuito impresso, etc.
