LED Zeppelin

10/08/2011 19:55

 

Um jogo de habilidade



LED Zeppelin é um jogo de paciência. É como subir uma Pipa. Ela começa a subir lentamente, mas ao menor erro, ele despenca como um balão de chumbo. 



O nome de nosso jogo, LED Zepelin é uma brincadeira com palavras. Não vem do nome do grupo de rock de mesmo nome, mas de Graf Von Zepelim, o alemão que inventou a primeira aeronave sólida em 1900. Mas a associação se ajusta com perfeição. O jogo consiste em seis LEDs e mais um LED indicador que pisca a uma razão de 2 ciclos por segundo. Um botão é o "Controlador das Operações" e acionando o botão, cuidadosamente, em sincronismo com o LED indicador, fará a fileira de 6 LEDs se acender gradativamente.  Mas, ao menor erro, um, dois ou três LEDs se apagarão imediatamente. O objetivo do jogo é acender os 6 LEDs com o menor número possível de acionamentos do botão.



 

Uma ‘Panoramica “ do LED Zeppelin completo”.

 


 

Circuito do LED Zeppelin


COMO O CIRCUITO FUNCIONA
O circuito consiste de um CMOS utilizando três portas como oscilador inversor  acionando Q8, que acende e apaga os LEDs.  A outra saída do oscilador é usada para carregar o eletrolítico C2 de 470µ, através de R3.  A saída do pino 3 é na forma de uma onda quadrada ligeiramente menor do que a voltagem de alimentação, e tem amplitude de carga de 7.5v a 8v. A freqüência na qual o circuito trabalha é gerenciada por R1, R2 e C1 e é de aproximadamente 2Hz. O carregamento do eletrolítico de 470µ é exponencial de forma que inicialmente o aumento da voltagem no condensador será maior no início da carga. Cada vez que o botão é acionado uma pequena quantia de energia é fornecida a C2. Esta voltagem aparece na base de Q1.  está conectado como um seguidor de emissor e o mesmo valor de voltagem aparecerá no emissor, com menos 0.6v da queda de voltagem de base-emissor.

Esta voltagem alimenta a base de seis transistores, Q2 a Q7, que acionam os LEDS 1-6 através de resistores limitadores de corrente. Cada um desses transistores será acionado de acordo com a voltagem do eletrolítico 470µ.
Quando a voltagem subir para 0.6v, Q1 se acionará. Para Q2 ligar, a voltagem na sua base deve ser 0.6v mais alta do que no emissor. Q2 tem um diodo polarizado diretamente em seu emissor e a queda de voltagem através dele será de 0.6v. A base de Q2 deve estar com 0.6v acima da voltagem do emissor  fazendo 0.6v mais .6v, ou 1.2v. Isto significa a voltagem em C2 será 0.6v mais 0.6v mais 0.6v, ou 1.8v para o primeiro LED ser iluminado completamente.
O emissor de Q3 é conectado à base de Q2 de forma que 0.6v adicionais irão ligá-lo. A cada aumento sucessivo de 0.6v o próximo transistor na cadeia será acionado, até que finalmente Q7 seja acionado. Este transistor aciona o LED mais alto que é o destaque do jogo. Quando você tiver os 6 LEDs piscando, sinta uma sensação de dever cumprido.
Caso o botão seja apertado quando o oscilador estiver LOW, como o diodo D1 é polarizado diretamente, a carga C2 será descarregada rapidamente através de R4. Considerando que os incrementos de voltagem ficam menores à medida que o eletrolítico de 470µ é carregado completamente, iluminar o LED mais alto requer significativamente mais acionamentos do botão do que os LEDs 1 e 2.
Porém, se o botão for acionado por um tempo muito longo, a descarga será maior quando o capacitor estiver se aproximando da carga completa e um erro aqui fará com que o que foi ganho anteriormente por vários acionamentos, seja perdido. É onde a habilidade do jogador entra em cena. O carregar do capacitor está "fora de fase" com o piscar dos LEDs. Isto significa que o botão deve ser acionado quando os LEDs estiverem apagados. Para desligar ou reiniciar o jogo, acione o botão quando os LEDs estiverem acesos. Isso removerá a carga em C2 e eventualmente todo LED se apagará.




TERMINOLOGIA 
Alguns termos usados em nossos artigos podem ser novos para alguns leitores. 
Nós usamos símbolos e identificações padronizadas dos componentes, reconhecidos universalmente. 
As letras LED significam Light Emitting Diode – diodo emissor de luz.
Um LED pequeno tem 3mm um grande tem 5mm ". 
A maioria dos circuitos em nossos projetos usa um transistor NPN de uso geral. Nós especificamos BC 547 ou 2N 3904 ou 2N 2222 para isso, porém há muitos outros tipos que funcionarão igualmente bem. Para o transistor PNP de propósito geral nós especificamos BC 557 ou 2N 3906, porém há muitos outros tipos igualmente satisfatórios. Quando nós especificamos esse tipo de transistor nós também deduzimos que suas características não são importantes. É muito frustrante achar um tipo incomum de transistor especificado em um projeto. Você pensa imediatamente que tem características especiais e começa a procurar em catálogos por um fornecedor. A maioria dos projetos alimentados por baterias, usa o tipo mais comum e barato de transistor disponível no seu país. 





 
 kit LED Zepplin

 LISTA DE PEÇAS

1 - 270R TODOS CR25 5%
1 - 330R
1 - 390R
3 - 470R
3 - 1k
2 - 2k2
1 - 3k3
1 - 4k7
1 - 10k
1 - 22k
1 - 56k
1 - 470k
1 - 4u7 16v ELETROLÍTICO RADIAL
1 - 470u 16v ELETROLÍTICO RADIAL
7 - BC 547, OU 2N 2222 TRANSISTOR
1 - BC 557 OU2N 3906 TRANSISTOR
1 - CD4011 CIRCUITO INTEGRADO
1 - 3mm LED VERMELHO
6 - 5mm LED VERMELHO
2 - 1N 4148 DIODOS DE SINAL
1 - 14 PINOS  SOQUETE PARA CI 
1 - CHAVE push button
1 - CLIP DE bateria 9 volts
1 - LED Zeppelin PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO.


 

CONSTRUÇÃO
Todos os componentes são montados na Placa de Circuito Impresso. Siga o diagrama do layout para a identificação de cada componente. Você irá notar que todos os componentes se ajustam perfeitamente à placa, com Q2 a Q7  e todos os LEDs colocados do mesmo modo. Para os transistores, a legenda mostra o formato de suas cápsulas e isso permite que sejam colocados da forma correta. Isso se refere apenas ao BC 547. Para os demais tipos, refira-se a pinagem dos transistores.

Ambos os eletrolíticos são identificados pelo seu pólo positive na legenda. Esse pólo é o mais longo dos dois em um capacitor de um lado só, e se ambos forem cortados no mesmo comprimento você terá que observar a marcação no componente para identificar o pólo negativo.
O soquete do CI é o próximo componente, e é colocado de forma que o chanfro coincide com a marcação na legenda.
O CI é inserido no soquete de forma que o chanfro do chip coincida com o chanfro do soquete.
Os dois últimos itens a serem conectados são os fios para conexão da chave (botão) e o módulo de baterias. Verifique todas as soldas, e a orientação dos transistores. É aconselhável conectar um miliamperímetro a um dos pólos das baterias antes de ligar o projeto pela primeira vez, para verificar se existe algum curto-circuito presente, ou se ha corrente em excesso  sendo consumida.



 

COMO JOGAR 
O LED de 3mm  começa a piscar quando a bateria é conectada. 
Isso indica a razão em que ele pisca. Para começar a “escalar” os LEDS, aperte o botão uma série de vezes (quando o LED indicador estiver apagado). Após alguns acionamentos você verá que o primeiro LED dos 6 pisca fracamente. Continue apertando o botão nos períodos em que o LED indicador estiver apagado e você irá aumentar a iluminação gradualmente. O resto é com você!
O jogo  LED ZEPPELIN pode ser jogado de diversas maneiras. A mais popular é contra o número de acionamentos necessários para chegar até o LED superior, fazendo com que ele apresente um brilho razoável. O jogador com o menor número de acionamentos será o vencedor.
Uma outra variação é cobrir os 6 LEDs com uma fita escura, deixando a vista apenas o LED indicador. O objetivo é ver quantos LEDS podem ser acesos com um determinado número de acionamentos. 
Comece com 50 por jogador. Aperte o botão 50 vezes e confira o seu score removendo a fita. Você pode fazer alguns ajustes, tais como 3,5 ou 2 LEDs piscando.
Quando utilizado de uma forma competitiva este jogo oferece um meio de apurar os seus reflexos e coordenação.