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Introdução a Chaves e Botões

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Introdução

Chaves e botões estão presentes em diversas aplicações de nosso cotidiano, por exemplo o botão para ligar e desligar algum aparelho eletroeletrônico, como o rádio do carro, o celular, entre outros. Eles têm o propósito de ser uma interface de interação entre uma ação mecânica (geralmente humana) e um sistema eletrônico.

Neste tutorial vamos ver o conceito básico de chaves e botões, assim como seus funcionamentos e principais aplicações.

Conceitos Básicos

Chaves e botões são contatos mecânicos que têm como objetivo controlar a passagem de corrente em um sistema a partir de uma força externa. O GIF a seguir demonstra o funcionamento de um contato simples.

contato-unico
Contato Aberto sendo Fechado
Fonte: PCBheaven

Existem alguns componentes que possuem dois contatos para acionamentos, e um terceiro contato, chamado de comum. Esse contato comum é capaz de alterar a alimentação de dois circuitos distintos, apenas pela mudança de sua posição, como no GIF a seguir.

contato-duplo
Contato Aberto sendo Fechado
Fonte: PCBheaven

O GIF acima demonstra o funcionamento de um contato duplo, onde há um contato NA (Normalmente Aberto) e um contato NF (Normalmente Fechado). Quando há uma força externa no contato comum, o contato NA é fechado, da mesma maneira que o contato NF é aberto, resultando na alteração da alimentação do circuito.

Para escolher uma chave para o seu projeto, é necessário levar em conta, além do modelo que será utilizado, a potência máxima que o componente suporta. Já que, caso exposto à sobrecorrente ou sobretensão, é possível que ele seja destruído, podendo danificar, também, o resto do circuito.

Modelos

Existem diversos modelos diferentes de chaves disponíveis no mercado, porém elas costumam utilizar sempre o mesmo princípio de funcionamento. Dentre as mais famosas e mais utilizadas temos as chaves momentâneas, as chaves memorizadas e as chaves magnéticas, como veremos na sequência.

Chaves Momentâneas

Chaves momentâneas possuem um retorno feito pela força de um mola, empurrando o contato táctil para cima quando o mesmo não possui mais uma força o empurrando para baixo. O GIF a seguir demonstra como é feito o contato de uma chave com retorno por mola.

retorno-mola
Demonstração de Retorno por Mola de um Teclado Mecânico
Fonte: HyperX
pushbutton
PushButton

O modelo mais comum de chave momentânea no #MovimentoMaker é o famoso pushbutton, que normalmente é utilizado juntamente com uma placa da plataforma Arduino como uma interface para interagir com alguma atuação da placa, como, por exemplo, o acionamento de um módulo relé.

Existem diversos outros modelos de botões com funcionamento similar, porém utilizando uma quantidade diferente de terminais. Também existem botões, como os Botões Arcade, que utilizam uma chave com alavanca para identificar a força exercida no botão. Entretanto, esse tipo de chave geralmente possui um funcionamento um pouco distinto de pushbuttons, utilizando dois terminais de chaveamento, um NA e um NF, juntamente com um terminal comum, como pode ser observado no vídeo explicativo do Cecil Covin.

Chaves Memorizadas

As chaves memorizadas possuem o mesmo funcionamento básico de chaves momentâneas, fechando contatos para permitir a passagem de corrente em um circuito. Entretanto, diferentemente de chaves momentâneas, as chaves memorizadas mantêm o seu último estado, sendo muito utilizadas para a alimentação de sistemas, por exemplo os interruptores residenciais, que possuem o propósito de ligar e desligar lâmpadas de um cômodo.

O modelo mais comum de chaves memorizadas é o interruptor. Interruptores podem ser classificados como SPST (Single-Pole, Single-Throw), SPDT (Single-Pole, Double-Throw), DPDT (Double-Pole, Double-Throw), 3PDT (Three-Pole, Double-Throw) e 4PDT (Four-Pole, Double-Throw). As classificações mais comuns e utilizadas são SPST, SPDT e DPDT, e suas relações de terminais podem ser vistas no GIF abaixo.

switches
Terminais por Classificação de Chave
Fonte: Instructables

Existem outros modelos de chaves memorizadas, além dos interruptores, dentre eles o Dip Switch, que possui vários interruptores no mesmo encapsulamento. Bem como a chave com trava, que opera como um pushbutton, porém possui um mecanismo que mantém o contato pressionado até que seja aplicada uma segunda força externa para abrir o contato, como em botões de segurança em equipamentos industriais.

dipswitch
Dip Switch
Fonte: Learn Sparkfun
botao-emergencia
Botão de Emergência
Fonte: Viewtech

Chaves Magnéticas

Esse modelo de chave é pouco utilizado, quando comparado com os outros modelos, entretanto os Reed Switches, como são conhecidos, atuam como uma chave momentânea, porém, ao invés de necessitar uma força mecânica para fechar o contato, esse modelo de chave utiliza uma força magnética, como é possível observar no GIF abaixo.

reed-switches
Funcionamento de Reed Switches
Fonte: GIPHY

Aplicações

Os Dip Switches, por exemplo, são utilizados em microcontroladores para escolher entre configurações pré definidas. Um bom exemplo disso é a Sabertooth 2X12, onde cada chave do componente é responsável por ativar ou desativar uma função do driver, como na imagem a seguir.

dip-sabertooth
Configurações de Dip Switch da Sabertooth 2X12
Fonte: Dimension Engineering

Chaves memorizadas costumam ser utilizadas para ligar e desligar circuitos, como mencionado anteriormente. Um bom exemplo para isso é a utilização da Mini Chave Liga/Desliga (SPDT) para ligar e desligar o controle de motores da placa Julieta V1.0, como pode ser visto abaixo.

julieta
Funcionalidades Julieta V1.0

Ainda utilizando a Julieta como exemplo, uma aplicação de chaves momentâneas é o pushbutton de reset da placa, que é utilizado para reiniciar o código gravado no microcontrolador.

Conclusão

Neste tutorial pudemos observar alguns modelos de chaves com suas aplicações mais simples e seus funcionamentos básicos, mas é o suficiente para percebermos que é um componente muito prático para os circuitos eletrônicos.

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