Tres dados electrónicos que puedes construir fácilmente sin Arduino. Primera parte.

Todos nos hemos familiarizado con los dados normales, de seis caras, los cuales podemos tirar y sacar un puntaje aleatorio entre 1 y 6 ¿Quién no los ha usado en todo tipo de juegos de mesa? Tales como el Dungeons & Dragons, Monopoly, Ludo, Generala, ¿Qué otros se te ocurren?

¿Y si te digo que un dado se puede llevar a una plaqueta electrónica? Sí, el número estará representado por diodos LED y en lugar de lanzar el dado, presionamos un botón que nos dará un número aleatorio. Vamos pa' esa!!

Primero, vamos a construir un generador de pulsos con el circuito integrado NE555, un circuito integrado muy popular entre los hobbistas de la Electrónica, el generador de pulsos es un circuito súper sencillo con el susodicho chip y tres componentes, dos resistores y un capacitor. Los LEDs se tienen que mover rápido para que no se pueda hacer trampa prediciendo qué número va a salir ¿Les parece una frecuencia f = 100 Hz? Podemos adoptar para el capacitr C = 100 nF (el típico capacitor 104).

Nos queda calcular las resistencias RA y RB, para lo que usamos la fórmula característica:

$$f=\frac{1,44}{(R_A+2R_B)\cdot C}$$

Resolvemos para RA + 2RB:

$$R_A+2R_B=\frac{1,44}{fC}=\frac{1,44}{100Hz\cdot 100\times 10^{-9}F}$$

$$R_A+2R_B=144.000\Omega$$

Podemos hacer que las dos resistencias sean iguales, así que nos queda lo siguiente:

$$R_A=R_B=\frac{144.000\Omega}{3}=48.000\Omega$$

Tomamos para ambas resistencias un valor de 47 K. Ahora la idea es que el oscilador funcione cuando estamos presionando un pulsador, para eso, el NE555 tiene una entrada de reset que es el pin 4, al colocarlo al positivo de la alimentación el tipo oscila, pero al conectarlo a masa, se detiene, podemos controlar esa entrada conectando el pulsador entre ella y el positivo, pero tenemos que poner una resistencia pull down a masa (o sea, al negativo de la fuente) para que ella no quede flotando cuando el pulsador no está presionado, para eso usamos un resistor más de 47 K (en este caso no importa mucho el valor).

El circuito te va a quedar así, va a ser un astable, así que vas a puentear el pin 2 con el pin 6 y vas a usar una resistencia entre el pin 8 y el pin 7 y otra entre el pin 7 y el pin 6, y entre este último y masa el capacitor:

Bien, ahora, vamos a lo que nos importa.

Circuito 1, usando el CD4017

Vas a necesitar los siguientes materiales:

• 1 circuito integrado NE555 (de preferencia con un zócalo DIL-8)
• 1 circuito integrado CD4017 (de preferencia con un zócalo DIL-16)
• 1 circuito integrado CD4075 (de preferencia con un zócalo DIL-14)
• 4 resistores de 1 K
• 3 resistores de 47 K
• 1 capacitor de 100 nF
• 7 LEDs de 3 mm o 5 mm, el color es a tu elección
• Un pulsador normal abierto
• Una bornera de dos pines para la fuente (puedes usar cualquier fuente que esté entre 3 V y 15 V, con una batería de 9 V está bien, el cargador de tu móvil también te sirve)

El circuito integrado CD4017 es el que hace la magia acá, es un secuenciador también muy conocido entre los hobbistas, tiene diez salidas rotuladas desde la Q0 hasta la Q9, al inicio se enciende Q0 y todas las demás se apagan, después (con el siguiente ciclo de clock) enciende Q1 y apaga todas las demás y así sucesivamente, o sea, es un 1 lógico que se va desplazando a través de las salidas.

En la otra punta ponemos los LEDs formando una H, vamos a tener cuatro circuitos, el LED central, las dos diagonales (sin incluir al LED central) y el segmento horizontal que solo vamos a usar para el LED 6, las resistencias limitadoras para los LEDs las vamos a poner todas de 1 K, no nos vamos a complicar mucho con eso. Tenemos lo siguiente:

• LED central: Prende con los números 1, 3 y 5,
• Diagonal 1: Prende con los números 2, 3, 4, 5 y 6,
• Diagonal 2: Prende con los números 4, 5 y 6,
• Segmento horizontal: Solo prende con el número 6.

Para esto usamos el CD4075, que contiene dentro de su ser tres compuertas OR de 3 entradas, una puerta OR se pone en 1 cuando alguna de las entradas se pone en 1, simboliza a la disyunción (si lo quieren relacionar con ese embole que es la teoría de conjuntos), la idea es que una OR la usamos para conectar las salidas 1, 3 y 5 (Q0, Q2 y Q4 del 4017) al LED central.

Otra OR la usamos para conectar a la diagonal 2 las salidas 4, 5 y 6 (Q3, Q4 y Q5 del 4017), para la diagonal 1 aprovechamos la salida de esta OR y la mandamos a otra puerta OR junto con las salidas 2 y 3 (Q1 y Q2 del 4017). Como el segmento horizontal solo se prende con el 6 lo conectamos directo a Q5 del 4017 ¿Qué tanto? Por último, como queremos que el CD4017 solo haga 6 cuentas, el pin Q6 lo vas a mandar a la entrada de Reset del mismo, es el pin 15. 

Para terminar, el astable que armaste lo conectas al pin 14 del 4017, y el pin 13 permite "encender" o "apagar" el CD4017 a voluntad, lo conectas a masa, nomás, acá no lo vamos a usar. El circuito te queda así:

Ah, no te olvides de conectar los pines de alimentación de los dos circuitos integrados, en el 4017 el pin 16 va al positivo y el 8 a masa, y en el 4075 el pin 14 va a positivo y el 7 a masa.

Bueno, me imagino que te habrás sentido estafado si te digo que hasta acá este artículo, te doy un solo circuito y te iba a dar tres ¿Cómo es esto? Bueno, en otro artículo van a estar los otros dos, los iba a poner a los tres acá, pero se me terminó haciendo muy largo.

La seguimos por este otro artículo