Gincana

Já tem um certo tempo que a meritíssima senhora dona patroa me pediu uma solução para ajudar na gincana dos jovens, que ela coordena. O caso era como saber que time responderia às perguntas ou iniciaria a prova primeiro. Como você já deve ter visto em uma dúzia de programas de TV no fim de semana, tem um aparelho com dois botões, quem apertar um deles primeiro acende uma luz e impossibilita o outro de acender a sua. Bem, essa era a ideia, então vamos lá:

Primeiro o projeto. Claro que eu iniciei com um rascunho a lápis, mas aqui mostrarei já bonitinho, feito no meu velho Corel.

A ideia era uma coisa compacta e portátil, para ir numa bolsa, então optei por alimentação vinda de quatro pilhas AA. O coração da coisa é um par de relés que têm seu contato comum ligado ao negativo, o NA ao LED e o NF fazendo o aterramento um do outro, se você entende o básico da eletrônica vai sacar só de ter visto esse esquema.

Quando o relé RL1 é energizado pela chave S1 (que é o botão que o competidor vai apertar), ele fecha ao mesmo tempo em que o capacitor eletrolítico C1 se carrega. Por que o capacitor? Porque o apertar do botão é rápido, o capacitor carregado leva alguns segundos alimentando o relé até que ele desarme, isso mantém uma luz acesa o tempo suficiente para que todos vejam quem aperto o botão primeiro.

Pois bem, o relé fecha, e com isso ele faz duas coisas, primeiro ele fecha o circuito do LED D1 até o terra, fazendo com que ele acenda e mostre que botão foi pressionado; segundo, ele corta a ligação do relé oposto para o terra, impedindo que esse acenda.

Ficou claro?

Na figura de baixo temos a mesma situação, mas considerando que a chave S2 foi pressionada primeiro.

Em azul é o LED que acendeu, e em vermelho a parte do circuito que está energizada.

Segue a tropa! Circuito feito, é hora de partir para a parte física. Como eu já tinha feito uma fonte de 28V (um dia explico pra que), sabia bem a caixa que iria resolver meu problema, uma caixa de DVD.

Isso mesmo, essa belezinha tem mil e uma utilidades, além de render algumas peças bem úteis. Drives de DVD você acha literalmente jogados pela rua, mas esse eu tinha guardado, era do meu PC antigo. Como era só leitor, desmontei sem dó, peças úteis à parte, o que nos interessa é isso aqui:

Para a frente, usei o acrílico de uma dessas luzes de emergência chinesas, com duas pequenas lâmpadas fluorescentes.

Cortei o acrílico com minha serrinha circular de bancada e diminui o ângulo do plástico para 90º com o soprador térmico. Ficou assim:

Para ser presa à caixa, usei fita dupla face do mesmo tipo de se usa para fixar para brisas de carros.

Atrás desse acrílico fica uma janela que dá o contorno em formas de delta que aponta o lado vencedor na disputa. Para isso usei papel paraná, nada mais simples e fácil de trabalhar.

A caixa do drive tem algumas marcações e irregularidades que foram cobertas com massa rápida para funilaria, entes de ser lixada e pintada.

Voltando ao circuito, hora de fazer a placa de circuito impresso. Primeiro, claro, um esboço:

Que passou pelo Corel e ficou assim. Os dois primeiros são a vista da parte cobreada, e a última é a vista de cima da placa, só pra me ajudar como guia.

Para quem tiver interesse em fazer uma igual, aqui tem o layout da placa em tamanho natural, para placas de fenolite de 50X50 mm.

A luz veio de LEDs de alto brilho azuis com 10 mm de diâmetro.

Mas que geraram um imprevisto, o foco, como a luz tinha que ser dirigida para uma janela colada ao acrílico, o foco muito fechado atrapalhou, fazendo aparecer uma bola azul ao invés de uma seta. Aqui tem uma imagem que ilustra isso, o LED da direita é original e o da esquerda foi modificado:

Entendeu? Eu precisava que a luz espalhasse mais, e não se concentrasse num único ponto. Como consegui isso? Limando a cabeça do LED. Aqui na imagem temos ele em três etapas:

Primeiro ele original, depois limado e por último polido e com uma camada de vaselina sólida, que atenua as irregularidades e aumenta a transparência. Feito isso fiz os pés, que foram cortados em EVA de 10 mm e os espaçadores que segurarão a placa do circuito, que nada mais são do que parafusos com pequenos pedaços de mangueira 3/16” para combustíveis:

Já os botões... as, os botões me deram trabalho. Não para fazer, mas para bolar uma coisa que resistisse àquela mãozinha diabólica de adolescentes. A solução foi fazer duas bolachas de EVA 10 mm, tendo colada em cada face interna uma peça de metal soldada à ponta de um fio paralelo. As bolachas (e os contatos presos à elas) são mantidas afastadas por pequenos espaçadores, mas quando são pressionadas, as peças metálicas se tocam, fazendo o efeito de uma chave liga/desliga. Isso vai até o circuito pelo cabinho paralelo.

Num vacilo sem precedentes eu tirei apenas duas fotos dos botões abertos, e as duas fotos ficaram fora de foco, então vou ficar devendo essa imagem. Mas não tem mistério, é como eu expliquei.

É, eu sei que não ficou uma coisa linda, mas o tempo  era curto e depois eu refaço com mais capricho.

Bom, circuito pronto, caixa ok, agora é só montar e testar. Aqui quase tudo nos seus lugares, testei o direcionamento dos LEDs:

 

As pilhas ficaram alojadas em um envelope de EVA colado à caixa, uma coisa bem simples, mas que protege pilhas e placa de impactos no transporte.

Aqui também podemos ver a tampa traseira, que nada mais é que uma chapa de lata colocada ao fundo por uma fita adesiva do tipo Silver Tape e que prende à tampa por meio magnético. Usei dois pequenos neodímios retirados de um outro drive de DVD, como você pode ver aqui:

Bem, acabou, aqui podemos ver o aparelho de frente.

E de costas.

Como a tampa traseira tem fecho magnético, o furo serve para enfiar o dedo e puxar quando se quer abrir. Por que abrir? Porque além de ter que ´trocar as pilhas, os botões ficam embutidos. Eu disse lá no começo que queria uma coisa portátil, né?

Aqui temos o aparelho com os atuadores para fora:

E aqui ele funcionando:

Como o circuito só é alimentado com o acionamento dos botões, e estes ficam protegidos, não foi usada uma chave liga/desliga geral.

É isso aí, espero que você goste e fique à vontade para deixar comentários e opiniões. E não se esqueça de dizer seu nome, para eu poder conhecer melhor os visitantes.

That's it, hope you enjoy and feel free to leave comments and opinions. And do not forget to say your name, so I can better understand visitors.

Atualização de 14/01/2014

 Lendo a pergunta do visitante Wallace, vi que dei uma vacilo feio, esqueci de passar os valores dos componentes eletrônicos. Pois bem, são eles:

• Relê - JQC-3F
• R1 e R2 - Resistores de 47Ω X 1/8W
• D1 e D2 - LEDs brancos de 10mm e alto brilho
• C1 e C2 - Capacitores eletrolíticos de 4700µ X 16V 
• S1 e S2 - Chaves push botton NA.

Bem, é isso, acho que agora não falta mais nada.