Eis aqui um joguinho interessante, fácil de montar, que proporcionará muito divertimento em pouco espaço, principalmente nos dias chuvosos em que não se pode praticar nenhum esporte ao ar livre. Trata-se de um jogo da bola-ao-cesto eletrônico, com placar automático imprevisível capaz de tornar sua prática muito mais interessante que o jogo tradicional.
Nota: se bem que seja projeto simples com a maior parte envolvendo habilidade mecânica, todos os componentes usados são ainda comuns, o que facilita sua montagem. Evidentemente, os leitores que dominam tecnologias mais modernas podem até criar uma versão com microcontrolador que acione um display no qual os pontos são totalizados.
Em qualquer canto de uma sala você pode pendurar o cesto, atirando de certa distância a bola, você, se acertar terá uma marcação de pontos de 1 à 5, conforme a posição em que a bola cair no seu interior, e esta marcação será feita automaticamente por um placar coloca do nas proximidades.
Apostando com seus amigos quem faz o maior número de pontos em determinada quantidade de lances você pode passar horas bastante agradáveis com este interessante jogo (figura 1).
A parte eletrônica do jogo é bastante simples de ser montada, pois usa componentes comuns, e o cesto que precisa ser adaptado para esta finalidade não oferece dificuldades de ser obtido pronto ou construído. Até mesmo um cesto de papéis (de madeira ou plástico) ou ainda um balde pode ser aproveitado para esta finalidade.
O leitor já deve então ter percebido que não é preciso conhecer eletrônica para desfrutar dos momentos agradáveis que este jogo pode proporcionar. Assim, se sua decisão for montá-lo de imediato, mãos à obra, e boa sorte!
O CIRCUITO
Neste jogo, a única parte realmente eletrônica a ser analisada consiste no circuito contador de pontos que deve ser disparado pela queda da bola. Vejamos como isso funciona:
Para entender como funciona este circuito contador de pontos devemos em primeiro lugar entender como.funcionam os Diodos Controlados de Silício, ou abreviadamente os SCRs.
Os SCRs são dispositivos semicondutores que se caracterizam por conduzir intensamente a corrente quando recebem um impulso de disparo no seu eletrodo de comporta. O importante a ser notado é que ele permanece indefinidamente conduzindo a corrente, mesmo depois de desaparecer o pulso de disparo.
Para "desligar" o SCR que então se comporta como uma chave, é preciso desligar momentaneamente a alimentação ou então curto-circuitá-lo por meio de um interruptor ligado entre seu anodo e catodo ou um circuito apropriado.
Na figura 2 temos o símbolo usado para representar os SCRs, e as maneiras como podem ser ”desligados" esses componentes.
Pois bem, no nosso circuito contador de pontos usaremos SCRs ligados na configuração denominada ”multivibrador biestável" cujo aspecto é mostrado na figura 3.
Neste circuito, partindo da situação inicial em que nenhum dos dois SCRs estejam ”ligados" aplicamos um pulso na comporta do primeiro SCR, ou seja, do SCR1. Este, imediatamente entra em seu estado de plena condução, ou seja, Iiga, acendendo a lâmpada L1.
Neste momento, carrega-se o capacitor C de modo que a armadura do lado de L1 fique negativa e a armadura do lado do SCR2 negativa, conforme mostra a figura 4.
Em seguida, se aplicarmos um pulso à comporta de SCR2, este entra em seu estado de plena condução, ou seja, também “Iiga" acendendo L2.
Neste momento, entretanto, com a condução de SCR2, o capacitor tem suas armaduras curto-circuitadas, colocando também em curto-circuito o SCR1 que então imediatamente desliga.
Em suma, quando L2 acende, L1 imediatamente apaga. (figura 5)
Para ligar novamente SCR1, acendendo L1 devemos aplicar um novo pulso na comporta de SCR1. Entretanto, com a aplicação deste pulso, o capacitor novamente é curto-circuitado (ele se encontra com a armadura do lado de SCR2 negativa e do lado de SCR1 positiva), ocorrendo então agora o desligamento de SCR2.
Em suma, para os pulsos seguintes sempre que tentarmos ligar um SCR o outro permanecerá apagado, o que quer dizer que, em cada instante somente um SCR pode estar ligado ou uma lâmpada acesa.
No nosso contador de pontos em lugar de ligarmos somente um multivibrador, ligamos 2 da maneira indicada na figura 6.
Com isso, devido ao funcionamento explicado, duas lâmpadas adjacentes não poderão ficar acesas ao mesmo tempo. Como o disparo dos SCRs é feito em função da maneira como a bola cai no cesto, se jogarmos nele um certo número de bolas, conforme a sequência em que elas acertem, pode haver uma variação muito grande do placar, ou seja, da combinação de lâmpadas acesas, com mudanças, apagamento de uma e acendimento de outras, etc., tornando o jogo muito mais emocionante do que se fosse usada uma contagem comum.
É claro que existe a possibilidade do leitor utilizar mais de 4 lâmpadas, bastando para isso utilizar tantos SCRs e capacitores e mais quantas sejam as lâmpadas acrescentadas, conforme sugere a figura 7.
Com a utilização no circuito prático de lâmpadas de 6 V x 500 mA, baixo consumo, portanto, podemos alimentar a unidade por meio de pilhas, mas para maior economia pode ser feita uma fonte que permite sua conexão à rede, conforme mostra a figura 8.
O disparo do SCR é um problema muito mais de natureza mecânica do que eletrônica. No interior do cesto existe uma tábua com 4 orifícios por onde a bola deve passar. Em cada um será colocado um interruptor formado por duas lâminas de metal que se encostam com o peso da bola ao cair.
Esses interruptores serão ligados aos SCRs provocando seu disparo. Naturalmente este cesto deve ser furado na parte inferior de modo a possibilitar o aproveitamento da bola para diversos lances.
MONTAGEM
Esta montagem deve ser feita em duas etapas que abordam tipos de trabalhos distintos: a primeira etapa consiste na elaboração do circuito eletrônico e nas suas ligações aos interruptores no cesto. A segunda consiste na preparação do cesto que é de natureza não eletrônica. Portanto, abordaremos as duas separadamente.
PARTE ELETRÔNICA
Para a parte eletrônica o leitor necessitará das ferramentas comuns a este ramo: um soldador de pequena potência (máximo 30 W), solda de boa qualidade, um alicate de corte, um alicate de ponta e chaves de fenda.
Os componentes eletrônicos podem ser montados tanto em ponte de terminais como em placa de circuito impresso. A versão em ponte é mais simples, mas a versão em placa permite melhor acabamento e aparência.
Para a versão em ponte o leitor não necessita de ferramentas especiais enquanto que para a versão em placa o leitor deve ter os recursos necessários a sua elaboração.
Na figura 9 temos o circuito completo do jogo.
Na figura 10 temos a disposição dos componentes na ponte de terminais.
A placa de circuito impresso é dada na figura 11.
Na montagem, são os seguintes os cuidados a serem tomados na sequência de operações de soldagem e conexões de componentes na ponte:
a) Observe cuidadosamente a posição dos SCRs. Para o tipo C106, o lado chanfrado deve ficar voltado para cima e para a direita, enquanto que, para o MCR106 e TIC106 o lado metálico deve ficar para baixo. Os SCRs usados podem ser do tipo de 50 V se bem que equivalentes de maior tensão não tragam qualquer problema de funcionamento.
b) Observe cuidadosamente também a polaridade dos capacitores eletrolíticos. Para o caso de capacitores com terminais paralelos sem marcação direta, o terminal mais comprido corresponde ao polo positivo, e para o caso de capacitores com terminais axiais, o terminal ligado ao corpo metálico corresponde ao negativo.
c) Os resistores utilizados nesta montagem podem ser de 1/8, ¼ ou 1/2 W, admitindo uma tolerância muito grande de valores. Na verdade qualquer resistor entre 1k e 10 k pode ser usado, de R1 à R4. Para estes componentes não existe lado certo de ligação já que não são polarizados.
d) A soldagem das lâmpadas pode ser feita diretamente em sua rosca ou então, podem ser usados soquetes especiais. Para o caso de serem usadas lâmpadas de maior consumo como, por exemplo, lâmpadas de lanterna que normalmente tem consumos de 250 à 500 mA, será necessário o uso de uma fonte de alimentação mais potente, formada por pilhas grandes. Para o caso de serem usados LEDs, cuja ligação, é feita como mostra a figura 12, o consumo sendo muito mais baixo permite a utilização de pilhas pequenas na fonte.
e) Para a alimentação pela rede damos o circuito completo da fonte na figura 8. Na sua montagem observe cuidadosamente a polaridade dos díodos e do capacitor eletrolítico. Para lâmpadas de 50 mA ou LEDs o transformador pode ter correntes entre 250 mA e 600 mA. Para lâmpadas de maior corrente deve Ser usado um transformador de mais de 600 mA.
f) As interligações entre os componentes da ponte podem ser feitas com cabinho flexível.
g) As ligações do circuito ao cesto, onde ficam os interruptores devem ser feitas com fio flexível fino. De preferência estes fios não devem ter mais de 10 metros de comprimento.
h) A ligação ao interruptor também é feita com cabinho comum.
PARTE MECÂNICA (montagem do cesto)
O cesto pode ser do tipo usado para colocar lixo, tanto de plástico como de madeira. A primeira providência a ser tomada consiste em se retirar o fundo
deste cesto, de modo a permitir que as bolas lançadas por cima caiam de volta ao chão.
Em seguida, corta-se em madeira um separador, conforme indicado na figura 13, devendo este se encaixar à meia altura do cesto.
Neste separador serão instalados os interruptores que devem ser acionados pelo peso da bola ao passar.
É importante observar que os orifícios feitos neste separador para a passagem da bola devem ter um diâmetro compatível com a bola escolhida que pode ser do tipo de borracha pequena de no máximo 6 cm de diâmetro.
Como cada jogador tem direito a três lances em cada jogada será conveniente o leitor adquirir de uma vez três bolas.
Os interruptores consistem em duas lâminas de lata fixadas no próprio separador conforme indica a figura. Nos pontos de contacto elétrico essas lâminas devem ser raspadas (figura 14).
Observe que em posição normal, as lâminas devem ficar separadas por uma distância de alguns milímetros, e quando a bola pressionar as lâminas, com seu peso, deve haver um contacto de uma com outra, acionando o circuito.
As ligações dos interruptores ao circuito são mostradas na figura 15. Esses fios podem ser soldados diretamente nos contatos de lata, e devem sair pela parte posterior do cesto.
Obs. Uma possibilidade interessante que sugerimos nesta nova edição é a elaboração de sensores com reed-switches. As lâminas podem ser plásticas flexíveis com um pequeno imã que tocaria no reed-switch quando a bola caísse.
Depois de instalado no cesto o separador com os interruptores, este pode ser pendurado na parede por meio de um furo adequadamente localizado.
Completada a montagem, faça uma prova de funcionamento conforme indicamos:
PROVA E USO
Completa a montagem da parte eletrônica e do cesto, confira todas as ligações, e antes de passar à colocação em definitivo do aparelho numa caixa, faça uma prova inicial.
Coloque as pilhas no suporte ou ligue a fonte de alimentação na rede. Acione S1. Inicialmente pode ocorrer de uma ou outra lâmpada do painel acender.
Se isso acontecer desligue S1, e ligue novamente, até obter todas as lâmpadas apagadas.
Em seguida, passe a bola sucessivamente pelos orifícios da placa separadora no cesto, verificando se os interruptores são acionados.
Com o acendimento de cada lâmpada, a lâmpada adjacente se já estiver acesa apagará. Não será possível o acendimento de todas as lâmpadas ao mesmo tempo.
Estando tudo conforme o previsto, instale o placar numa caixa em definitivo e prepare-se para sua primeira partida, convidando para esta finalidade algum amigo.
COMO JOGAR
Ligue o aparelho para iniciar a partida.
a) Cada jogador terá direito a três lances seguidos, devendo estes serem feitos a uma distância de pelo menos 4 metros do cesto.
b) O jogador perceberá que, em cada lance poderá ou não haver mudança de placar, conforme o orifício por onde passe a bola. O ponto final a ser anotado é o correspondente ao último lance apenas.
c) Lançadas as três bolas pelo primeiro jogador e anotado o placar na sua última indicação é a vez do segundo jogador.
d) Vence aquele que em primeiro lugar alcançar determinado número de pontos ou fizer mais pontos em determinado número de lances.
e) No final de cada jogada não é preciso zerar o circuito.
SCR1, SCR2, SCR3, SCR4 - MCR106,TlC106 ou C106 – diodos controlados de silício para 50 V
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 - 10 uF x 6 V ou mais – capacitores eletrolíticos
C9 - 220 uF x 16 V ou mais - capacitor eletrolítico
R1, R2, R3, R4 - 1k ohms x 1/8 W - resistores (marrom, preto, vermelho)
L1, L2, L3, L4 - 6 V x 50 mA - lâmpada Philips 7121 ou equivalente
S1 - Interruptor simples
Diversos: ponte de terminais ou placa de circuito impresso, fios, solda, suporte para pilhas, caixa para alojar o conjunto, parafusos, porcas, etc.
