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PISTOLA
LASER PARA MICROCOMPUTADORES |
Criamos então uma "pistola laser" que pode lançar "feixes invisíveis" de radiação destruidora.
Se sua arma estiver apontada diretamente para o alvo no momento de
apertar o gatilho, o sistema eletrônico detectará
este fato fazendo o inimigo explodir em pedaços, contando
pontos para você.
Por outro lado, se a arma não estiver apontada para o alvo
quando você apertar o gatilho, o circuito contará
apenas uma "carga de laser" gasta e anotará isso no seu
estoque de tiros.
A adaptação a qualquer micro é
extremamente simples, já que não mexemos no
circuito interno: a arma é ligada diretamente por conector
na entrada de joystick podendo ser removida a qualquer momento para
permitir o uso do joystick convencional. (figura 1)
O tipo de jogo que pode ser feito depende exclusivamente da
imaginação do programador. Nosso artigo
é acompanhado de um interessante jogo produzido por um dos
nossos colaboradores do laboratório da Revista Saber
Eletrônica. Conforme veremos, este jogo gera um "monstrinho"
que precisa ser acertado.
Mas, o mais interessante disso é que você pode se
acomodar na sua poltrona (ou fazer uma trincheira de almofadas) e
declarar guerra aos invasores, empunhando uma arma "de verdade" na sua
mão.
E para os que não possuem microcomputadores, existe
também uma possibilidade muito interessante de uso para a
nossa arma que gerará um interessante jogo: você
pode atirar em qualquer alvo luminoso. Se você mora em
apartamento, uma enorme quantidade de alvos luminosos pode ser
conseguida com os faróis dos carros que passam a noite pela
rua.
Daremos também um circuito de alvo pulsante que pode servir
para você praticar. Efeitos de som? Sim, dependendo do seu
micro, eles podem ser acrescentados aos programas, mas se
não houver esta possibilidade, caso seu micro seja um TK85
ou CP200, damos um circuito especial para isso, ligado a
própria arma!
As características de nossa arma podem
então ser resumidas como se segue:
· Tipo de
ligação: ao joystick;
·
Alimentação: 110/220V ou pilhas;
· Alcance: 1 metro
até o infinito;
·
Precisão:
conforme ajuste;
· Número
de
integrados: 3;
· Tipo de sensor:
LDR ou
fototransistor.
COMO
FUNCIONA
Na figura 2 temos um diagrama de blocos de nossa "pistola
espacial
laser", a partir de onde explicamos o seu funcionamento.
É claro que não podemos atirar alguma coisa na nossa TV, pois se isso for feito, poderíamos estragá-la. Assim, nossa arma não atira de fato, mas funciona justamente ao contrário: no cano desta arma existe uma lente e um sensor de luz que tanto pode ser um LDR como um fototransistor.
Se a arma foi apontada para o alvo (que deve ser feito claro) na tela
do televisor, incide luz no sensor e há um sinal
elétrico. Se a arma estiver apontada para fora do alvo
(fundo escuro) não há luz no sensor e
não temos sinal elétrico.
Isso significa que, na verdade, é o alvo que 'atira" luz
para a arma, não havendo então problema de
qualquer tipo de radiação lançada pela
pistola ou coisa semelhante, como pode parecer. No entanto, na
prática os efeitos são os mesmos: indo ou vindo a
radiação que destrói o "inimigo"
é, de qualquer modo, invisível!
O gatilho da arma consiste num multivibrador monoestável com
um integrado 555. O tempo de gatilhamento e, portanto, de tiro
é dado pelos componentes R3 e C2.
Quando apertamos o gatilho a saída de CI-l
permanecerá no nível Alto (HI) por um certo tempo
t1.
Esta saída vai então ao LDR (ou fototransistor na
segunda versão) alimentando o circuito de acerto.
Se neste momento houver luz no sensor, ou seja, se a arma estiver
corretamente apontada para o alvo, um segundo monoestável,
formado por CI-2, dispara.
O tempo que sua saída permanece no nível alto
é dado por R5 e C5. Chamamos de t2 este tempo.
Na saída dos dois monoestáveis temos um detector
de coincidência formado por 3 portas NAND de duas entradas.
Usamos um 74LS00 por ser compatível com a lógica
de entrada dos microcomputadores.
Se o instante do disparo coincidir com o instante em que a luz incide
no sensor, então, a saída 2 será
levada ao nível baixo (LO). Se não houver
coincidência, então a saída 1
será levada ao nível baixo (LO). Num caso temos
tiro e acerto e noutro caso tiro e erro.
Basta então ligar estas duas saídas a duas
entradas escolhidas do joystick que são "lidas" por comando
no próprio programa. Assim, a partir deste momento, o
processo de jogo passa a ser determinado pelo software apropriado.
A alimentação do circuito é feita com
uma tensão de 5V e temos duas possibilidades para isso:
A
primeira consiste numa fonte com regulador que é energizada
a partir da rede local.
A segunda consiste em se usar 4 pilhas comuns e mais dois diodos que
provoquem uma queda de 1,2V aproximadamente. Obtemos assim perto de
4,8V que está dentro do permitido para a
operação dos integrados TTL. (figura 3)
Concluímos observando aos leitores que o sistema descrito
impede que, mantendo o gatilho apertado, possamos "varrer" a tela
até encontrar o alvo e assim obter o acerto. Quando
apertamos o gatilho um único tiro de
duração limitada é produzido, devendo
o atirador soltá-lo para depois apertar novamente se quiser
outro tiro. Para aumentar a dificuldade, diminuindo a
duração do tiro, basta diminuir C2.
O leitor também deve ter percebido que um dos pontos mais
importantes desta montagem é o setor óptico. De
fato, a precisão do tiro vai depender desta parte que
será analisada oportunamente.
O sistema óptico deve ser capaz de registrar apenas a luz de
uma pequena área de vídeo de seu monitor.
MONTAGEM
Nosso aparelho é dado em duas versões:
a primeira
utiliza como sensor um LDR comum e tem seu diagrama mostrado na figura
4.
O LDR pode ser aproveitado de um velha televisor que possua controle
automático de brilho. Este LDR fica na parte dianteira da
aparelho, de modo a receber luz ambiente.
A segunda versão, cujo circuito completo é
mostrado na figura 5, utiliza como sensor um fototransistor.
A placa de circuito impresso para a versão com LDR
é mostrada na figura 6 e a versão com
fototransistor é mostrada na figura 7. Observamos que o
fototransistor usado deve ser do tipo Darlington.
Para a montagem, as seguintes observações em
relação aos componentes devem ser feitas:
Os circuitos integrados 555 devem ser montados em soquetes Molex assim
como o 74LS00. O 74LS00 não deve ser
substituído por outros da série TTL normal 7400,
ou mesmo de outras séries: 74H00, 74S00 ou qualquer outro.
Eles não são equivalentes neste caso.
Os resistores podem ser tanto de 1/4 como 1/8 W e os capacitores, com
exceção de C4, são cerâmicos
ou de poliéster. C4 é eletrolítico
para 6V ou mais. A polaridade do eletrolítico, a
posição do transistor e a
posição do fototransistor devem ser observadas
com cuidado.
Observe que o desenho de placa de circuito impresso que damos leva em
conta a pistola de plástico que aproveitamos de um velho
brinquedo. Para a pistola existem algumas opções:
utilizar uma pistola de plástico de brinquedo, fazer uma
simulação de pistola usando madeira ou outro
material.
O circuito impresso, dependendo do espaço
disponível, pode tanto ficar embutido na própria
pistola como ficar nua caixa anexa, conforme mostra a figura 8.
Neste caso, teremos fios do gatilho (S1) e do sensor (LDR ou
fototransistor). Estes fios não devem ser longos, pois dada
a sensibilidade da circuito podem ocorrer instabilidades.
SISTEMA ÓPTICO
Conforme explicamos, é do sistema óptico que
dependerá a precisão e a sensibilidade de sua
arma.
O LDH ou o fototransistor deve ser montado num tubo de aproximadamente
25cm de comprimento com 1,5cm de diâmetro. Pode ser um tubo
de PVC opaco de 1/2 polegada. Se seu LDR for do tipo "grande", a parte
traseira da arma deve ser mais larga. Nesse caso, pode ser usada uma
"luva" de 1 polegada para esta finalidade. (figura 9)
O importante em qualquer caso é que o LDR ou fototransistor
fique próximo do foco da lente.
Esta lente pode ter diversas origens. Deve ser usada uma lente
convergente, ou seja, "de aumento". Uma solução
ao alcance de todos é aproveitar uma lente de
"monóculo" de fotografias.
Será interessante que sejam usados dois tubos, tendo um a
lente fixada e outra que corra por fora com o LDR. Isso permite
deslizar um tubo sobre outro até ser obtida a
posição de maior precisão e
sensibilidade.
Obtida esta posição, colamos os tubos e os
fixamos na base da arma (cabo). O gatilho é um simples
interruptor de pressão (botão de campainha).
TESTE
O teste de funcionamento pode ser feito de maneira simples com a
ligação de um capacitor de 10 uF nos pinos 6 e 7
de CI-2 e de um multímetro na saída de CI-2,
conforme mostra a figura 10.
Aponte a arma para qualquer alvo luminoso e aperte o gatilho. Recebendo
a luz, deve a saída de CI-2 ir para o nível alto,
com um salto da agulha para uma tensão em torno de 4V.
Depois de alguns segundos a tensão deve voltar a zero.
Você pode ajustar a precisão da arma, movendo a
lente e o sensor de modo a obter este dispara com o cursor do micro na
tela.
O ajuste do trim-pot é crítico, devendo ser feito
com muito cuidado, em passos bem pequenos. O fundo da tela deve estar
perfeitamente escuro. Será conveniente que a tela do
televisor não receba luz ambiente que possa refletir e
disparar o circuito.
Comprovado a funcionamento, retire o capacitor em paralelo com C4 e
faça a conexão ao micro.
LIGAÇÃO
A ligação é feita na entrada de
joystick. Na figura 11 damos a conexão para o TK90X.
Para outros tipos, basta você abrir o joystick e identificar
os seus fios. Veja então os dois fios que correspondem
às posições de movimento
(não tiro) e o terra. Olhe no plugue quais são
estes fios e adquira um conector igual, soldando nos pontos
correspondentes os fios de saída 1 e 2 e o terra.
Tenha em mente quais os fios que estão sendo usados para
incluí-los corretamente em seu programa: a saída
do fio 1 vai ativar o circuito em caso de tiro e erro, e a 2 no caso de
tiro e acerto.
Feita a conexão, você pode rodar o programa de
teste e ajuste.
Este programa permite que você atire no cursor gerando letras
diferentes no caso de acerto e erro, para comprovar a sensibilidade do
sistema.
Comprovado o funcionamento, é só fazer a
ligação definitiva e rodar nosso programa de
jogo. Destrua os monstrinhos invasores e boa sorte!
EFEITOS
ADICIONAIS E
SUGESTÕES
A maioria dos micros modernos possui efeitos de som. No entanto, se seu
micro não tem efeitos de som, ou você
não vai usá-lo simplesmente atirando em alvos
luminosos como faróis de carros, lâmpadas etc.,
podemos sugerir o circuito de efeitos de som da figura 12.
Este circuito dá dois tipos de som determinados pelo
acionamento de uma das duas saídas (acerto e erro).
Ajuste os trim-pots para obter os sons diferentes que desejar.
LISTA DE MATERIAL
a) VERSÃO COM LDR
Cl-1, CI-2 - 555 - circuitos integrados
Cl-3 - 74LSOO - circuito integrado Low Power Schotthy TTL
Q1 - BC548 - transistor NPN de uso geral
LDR - LDR redondo comum (FP-27 ou equivalente)
P1 - 220K - trim-pot
S1 - Interruptor de pressão
R1, R2 - 47k - resistores (amarelo, violeta, laranja)
P3, R5 - lOOk - resistores (marrom, preto, amarelo)
R4 - 1Ok - resistores (marrom, preto, laranja)
Cl - 100 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C2 - 220 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C3, C5 - 10 nF- capacitores cerâmicos ou de
poliéster
C4 - 2,2 uF - capacitor eletrolítico
Diversos: parte óptica, fonte, placa de circuito impresso.
fios e solda.
b) VERSÃO COM FOTOTRANSISTOR
CI-1, CI-2 - 555 - circuitos integrados
CI-3 - 74LSOO - circuito integrado TTL Low Power Schottky
Q1 - 2N5777 - Fototransistor Darlington ou equivalente
Q2 - BC558 - transistor PNP de uso geral
Q3 - BC548 - transistor NPN de uso geral
P1 - 2M2 - trim-pot
S1 - interruptor de pressão
Rl, R2 - 47k - resistores (amarelo, violeta, laranja)
R3 - lOOk - resistor (marrom, preto, amarelo)
R4 - 1Ok- resistor (marrom, preto, laranja)
R5 - 1k - resistor (marrom, preto, vermelho)
R6, R7, R8, - 1Ok - resistores (marrom, preto, laranja)
R9 - lOOk - resistor (marrom, preto, amarelo)
C1 - 100 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C2 - 220 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C3 - 2,2 uF - capacitor eletrolítico
C4 - 10 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
Diversos: placa de circuito impresso, material para parte
óptica, fonte, fios, solda, suportes para os integrados etc.
c) FONTE
T1 - Transformador com primário de acordo com a
rede local e secundário de 9+9 ou 12+12V com 500 mA ou 1A de
corrente
CI-4 - 7805 - circuito integrado regulador de tensão
Q1, D2 - 1N4002 ou equivalente - diodos de silício
C6 - 1.000 uF x 16V - capacitor eletrolítico
C7 - 47 uF x 6V - capacitor eletrolítico
Diversos: conector para joystick, cabo de
alimentação, led e resistor de 1k (opcional),
fios, solda, caixa etc.
Damos a seguir o programa que "gera" monstrinhos espaciais que servem
de alvo, elaborado em nosso laboratório, por Wagner Pereira
dos Santos.
Se você "acertar" o monstrinho "explode" com efeitos sonoros
e contagem de tiros e acertos.
O programa foi feito para o TK90X, mas poderá "rodar" em
outros micros com as devidas alterações.
PROGRAMA