Se procedió a montar los circuitos respectivos para el juego Cliff Hanger. Una vez terminado el montaje, se tomaron las capturas experimentales de las señales simuladas en el Diseño, se probó el funcionamiento correcto del circuito, se tomaron los valores experimentales de los componentes. No se encontraron problemas en el funcionamiento del circuito una vez armado en la protoboard. Luego se prosiguió a montar el circuito en un PCB (circuito impreso), proceso en el cual se encontraron problemas de rapidez de armado, debido al estado del cautil y porque se consideró que el circuito impreso era demasiado pequeño para armar un circuito cableado. Una vez montado todo, se encontraron problemas en el funcionamiento de los diodos señalizadores, pues al parecer la batería no estaba supliendo suficiente corriente para que el circuito funcionara.
Objetivos
- Explorar un tema no desarrollado durante los laboratorios anteriores
- Resolver algún tipo de curiosidad intelectual utilizando todo el conocimiento teórico y práctico acumulado en electrónica analógica
- Analizar el diseño electrónico presentado del juego “Cliff Hanger”
- Realizar las simulaciones de las distintas etapas que conforman el “Cliff Hanger”
- Construir el circuito completo del juego “Cliff Hanger”
En la Figura C, el circuito integrado que funciona como reloj (U1, un LM555) generará un pulso con un ciclo de trabajo que depende del valor de las resistencias y capacitores, asi se busca que ciclo de trabajo de la señal sea alto, el cual causa que el LED rojo (L2) se mantenga encendido la mayor parte del tiempo (indicando que el circuito está funcionando), mientras que el LED verde (L1, cuya posición debe ser invertida de como sale en la figura, pues en la posición en que está no encenderá, es una corrección que se debe realizar) estará encendido solo por un período corto de tiempo (en las ocasiones en que, durante el juego, servirá para indicarle al usuario que es el momento de presionar el interruptor S1 para avanzar al siguiente nivel de la “montaña”). Luego, observando el esquemático de la Fig. C, se implementó un inversor, a través de Q1, R6 y R7, para invertir la señal del reloj justo antes de enviarla a la entrada de la compuerta AND. [1]
En el circuito, también se ha implementado un disparador U2 con un LM555, que genera un disparo cada vez que el interruptor S1 (el botón que presiona el usuario para jugar) es presionado. Nótese que la salida del disparador está conectada a la otra entrada de la compuerta AND. Si se presiona S1 cuando el LED verde está encendido, la compuerta AND recibirá 2 señales positivas simultáneas en sus patillas de entrada, y generará un pulso en su salida, el cual es aplicado a la entrada de U3, es decir, el contador de década CD4017. El circuito integrado U3 cambiará una salida positiva de una de sus salidas, a la siguiente (es decir, encenderá los LEDS de Q0 a Q1 a Q2 y así sucesivamente, o sea, cada vez que el usuario presione correctamente el interruptor S1, lo cual indicará que logró ascender por la “montaña” del Cliff Hanger) cada vez que recibe un pulso en su entrada. El flanco positivo en la salida de U3, entonces, encenderá el LED conectado a la salida respectiva. Nótese que el LED L3 (el “fondo” de la “montaña”) está conectado a la salida Q0 de U3, y que el LED L9 (la “cima”) está conectado a la salida Q6 de U3, de forma que se irán encendiendo uno por uno, siempre y cuando el usuario presione el interruptor S1 al tiempo correcto. De no ser así, cuando el LED verde está apagado y el LED rojo encendido, el circuito de reinicio (formado por Q2, R8 y R9) enviará un pulso positivo a la patilla “reset” del U3, lo cual reiniciará el circuito U3 y pondrá un positivo en la salida Q0, lo cual encenderá el LED L3, indicando que se ha “caído a la base de la montaña”. Nótese además que la salida Q7 de U3 está conectada a la patilla de reinicio del CD4017, de forma que el circuito se reiniciará si Q7 es positivo. La compuerta AND en el circuito estará formada por los diodos D2, D3 y la resistencia R10. [1]
El siguiente esquemático muestra la compuerta And y el reset del juego, así como sus salidas.
La Figura 12 muestra el comportamiento del reloj cuando se tiene una resistencia en el potenciómetro de 51.76k, con un voltaje en alto de 8.2 V, el tiempo en alto es de 1.94 segundos mientras que en bajo es de 0.36 s.
De las dos figuras anteriores se comprueba que cuando se usa un valor de resistencia mayor en el trimmer, el tiempo en alto de la señal de reloj es menor, lo cual en implicaciones del juego en sí, varía la dificultad del juego, pues cuanto menor sea el tiempo en alto, más velocidad de reacción necesitará el usuario para presionar el el botón “push”.
El circuito inversor realiza la inversión de la señal de reloj realiza la misión para la que fue hecha a cabalidad, esto es en parte por que se usan frecuencias cercanas a 1 hz, y ya que el tiempo de ascenso “t rise” del transistor es muy bajo en comparación con la frecuencia, la señal de salida del inversor se observa perfectamente invertida.
Conclusiones y recomendaciones
Más que todo se recomienda utilizar un circuito impreso de tamaño 3.25 x 4 pulgadas (8.255 x 10.16 cm) o mayor, pues con el que se contó fue de casi la mitad del tamaño a lo largo. Así mismo, se recomienda que, de ser posible, se realice el circuito impreso con ayuda del ácido y el diseño de pistas de conducción (si se cuenta con la máquina o componentes especiales para realizarlo), y no cableado como se realizó, pues se dificulta mucho el ensamblaje. También se recomienda utilizar un cautil con punta afilada (no desgastada), para así tener un soldado más preciso, pero sobre todo se recomienda el uso de lentes de protección si se va a mantener la vista muy cercana al sitio de soldado, pues el estaño candente tiende a salpicar una corta distancia, la cual es suficiente para entrar y dañar seriamente un ojo desprotegido.
Bibliografía
[1]Petruzzellis, T. Electronic games for the evil genius. McGraw Hill. 2007. 200.207 pp.
Manual de Formulas Técnicas, Kurt Gieck, Reiner Gieck, Editorial Alfaomega.
Electrónica Teoría de Circuitos, Sexta Edición, Editorial Person Educación, Robert L. Boylestad.
Diseño Electrónico, Cuarta Edición, Editorial Prentice Hall, C. J. Savant.
