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Projeto 04a - Push Button como interruptor - liga e desliga (padrão para pull-down ou pull-up)

Angelo Luis Ferreira | 03/09/2018 Acessos: 11.084

Objetivo

Criar um projeto para atribuir duas funções em um único botão (push button). Neste circuito o botão servirá como um interruptor para ligar e desligar um led. O sketch deste projeto servirá para utilizar o botão (push button) montado de qualquer forma, seja com resistor pull-up ou resistor pull-down.

Observação: Os botões de pressão (push button) apenas mudam seu estado enquanto estamos pressionando, voltando ao seu estado original quando o botão é liberado. Neste projeto, teremos uma rotina para atribuir a um só botão duas funções de ligar e desligar um componente eletrônico qualquer.

ATENÇÃO: Para saber mais sobre o uso de botões (push buttons), leia também a nossa dica de software - Como usar push button com Arduino (programação).

Aplicação

Para fins didáticos e projetos gerais.

Componentes necessários

Referência	Componente	Quantidade	Imagem	Observação
Protoboard	Protoboard 830 pontos	1		No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos
Jumpers	Kit cabos ligação macho / macho	1
Resistor	Resistor	2		1 Resistor 150Ω (led laranja) 1 Resistor 10KΩ (push button) Se precisar usar outros valores, calcule o resistor apropriado para o led utilizado - Calcular Resistor.
Led 5mm	LED 5mm	1		1 LED alto brilho ou difuso (qualquer cor) Você poderá utilizar também LEDs de 3 mm na cor que desejar.
Push Button	Push button 6X6X5mm	1
Arduino UNO R3	Arduino UNO	1		Você poderá utilizar uma placa Arduino UNO original ou similar

Montagem do Circuito

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar seu Arduino. Lembre-se que o Arduino deve estar totalmente desconectado da força enquanto você monta o circuito.

Atenção

1. Lembre-se que o LED tem polaridade: O terminal maior tem polaridade positiva e o lado do chanfro tem polaridade negativa.

1.1. Portanto, faça a conexão do Arduino no terminal positivo (anodo) e o GND no terminal negativo (catodo) do led.

1.2. Para evitar danos ao led é necessário a inclusão de um resistor no circuito. Como o resistor é um limitador da corrente elétrica, ele poderá estar conectado no anodo (terminal maior) ou no catodo (terminal menor) do led, tanto faz.

2. Determinamos o valor do resistor através da tabela prática: Tabela prática de utilização de leds 3mm e 5mm. Entretanto, o mais correto é sempre verificar o datasheet do fabricante do LED para você ter os exatos valores de tensão e corrente do mesmo - leia Como calcular o resistor adequado para o led e Leds ligados em série e em paralelo.

Obs.: Resistores iguais ou superiores a 250 Ω poderão ser utilizados em LEDs de todas as cores para um circuito com tensão igual ou inferior a 5V.

Valores utilizados para nossos projetos: LEDs difusos ou de alto brilho: Vermelho, Laranja e Amarelo: 150 Ω | Led Verde e Azul: 100 Ω

3. Neste exemplo vamos utilizar o botão (push button) com resistor pull-down (resistor conectado no GND). Desta forma, quando o botão estiver pressionado, o Arduino retornará "HIGH" ou "1". Entretanto, o objetivo deste projeto é você utilizar o mesmo programa para qualquer montagem do resistor, seja pull-down ou pull-up. Leia mais em Resistores Pull-down e pull-up

Obs.: Os resistores pull-up e pull-down garantem um nível lógico estável quando por exemplo uma tecla não está pressionada. Geralmente utiliza-se um resistor de 10KΩ para esse propósito. A seguir é exibida a ligação desses resistores no circuito para leitura de tecla do botão:

4) A montagem abaixo foi realizada em um protoboard com linhas de alimentação não contínuas, onde acrescentamos jampers para a ligação. Verifique se o seu protoboard possui linhas de alimentação contínuas ou separadas - saiba mais em protoboard

Código do projeto (Sketch)

Faça o dowload e abra o arquivo projeto04a.ino no IDE do Arduino:  DOWNLOAD - projeto04a.ino

Ou se preferir, copie e cole o código abaixo no IDE do Arduino:

/*******************************************************************************
*
*    Projeto 04a – Push button com funão liga / desliga (qualquer montagem)
*                   http://squids.com.br/arduino
*
*******************************************************************************/

// set pinos
const int buttonPin = 8; // número do pino pushbutton
const int ledPin = 3; // número do pino LED
 
// set variables
int estado = 0; // variável para leitura do pushbutton
int guarda_estado;  // variável para armazenar valores do pushbutton
 
void setup() {
// define o pino do Led como saída do Arduino
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// define pino do pushbutton como entrada do Arduino:
pinMode(buttonPin, INPUT);
}
 
void loop(){
// le o estado pushbutton: ligado (HIGH) ou desligado (LOW)
estado = digitalRead(buttonPin);
 
// verifica se o botão (pushbutton) está pressionado
if (!estado) {         
    // inverte valor da variável guarda_estado
    guarda_estado = !guarda_estado;
    //esperera soltar o botão
    while (!digitalRead(buttonPin)) {  }
    delay(50); 
}
 
if (guarda_estado == HIGH) {
    // liga o led
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
    // desliga o led
    digitalWrite(ledPin, LOW);
}
} 

Depois, faça a verificação e o upload para o microcontrolador.

Obs.: Para acender e apagar o led ao pressionar o botão, use o código acima quando montar o resistor como pull-down.  Para circuitos pull-up, altere para o código para if(estado) e while (digitalRead(buttonPin) sem o operador lógico (!). Veja os detalhes na dica de programação Como usar push button com Arduino (programação).

Vídeo

Como o projeto deve funcionar

1. Quando você rodar o programa, o led ficará apagado.

2. Ao pressionar o botão o led se acenderá. Entretanto, o led se manterá aceso após você soltar o botão.

3. Ao pressionar novamente o botão o led se apagará, invertendo-se assim o seu estado.

Explicando o Código do Projeto

1. Primeiro declaramos as constantes e as variáveis do projeto.

1.1. Observe que utilizamos a variável tipo "int". Veja na tabela abaixo as diferenças nos tipos de constantes e variáveis:

1.2. A constante buttonPin se refere ao push button que deverá estar conectado à porta digital 8 do microcontrolador Arduino.

1.3. A constante ledPin se refere ao Led que deverá estar conectado à porta digital 3 Arduino.

1.4. Declaramos as variáveis estado igual a 0 (zero) e guarda_estado igual a LOW.

2. Através da strutura void setup(), definimos:

2.1. Define ledPin como saída do controlador Arduino (OUTPUT) conectado ao pino 3.

2.1. Define buttonPin como entrada do controlador Arduino (INPUT) conectado ao pino 8.

ATENÇÃO: Se você utilizar a montagem com resistor pull-up interno do Arduino, substitua o comando INPUT por INPUT_PULLUP (leia: Projeto 02b - Led apaga com push button pressionado (pull-up interno do Arduino))

3. Através da estrutura void loop(), obtemos:

3.1. Primeiro fazemos a leitura do botão através função digitalRead(buttonPin), determinando se está pressionado (HIGH ou 1) ou se está liberado (LOW ou zero), armazenando esta informação na variável estado.

3.2. Através do comando if (!estado) verificamos se o estado do botão está diferente do estado original, ou seja, se está pressionado. Este procedimento servirá para qualquer montagem do push button, seja pull-down ou pull-up. Se o botão estiver pressionado, teremos:

3..2.1. Através do operador lógico NOT (guarda_estado = !guarda-estado) o valor da variável guarda_estado será invertido. Desta forma, se a variável guarda_estado estava definida como LOW passará a ser HIGH e vice e versa. Para saber mais sobre operadores lógicos leia - Referência Arduino.

3.2.2. Através do comando while (!digitalRead(buttonPin) {};  faremos com que o programa aguarde você soltar o botão que estava pressionado para acender ou apagar o led. Isto evitará que o led fique piscando repetidamente.

Observação: Se você quiser que haja repetições após um tempo definido com o botão pressionado, substitua o comando while (!digitalRead(buttonPin) {}; por delay(500); para esperar 500ms. Após este tempo o led se acenderá e apagará a cada 500ms, se você estiver pressionando o botão.

3.3. Através da função condicional if verificamos se a variável guarda_estado é igual a HIGH:

3.3.1. Se sim, o led será aceso através da função digitalWrite(ledPin, High).

3.3.2. Se não, o led será ou permanecerá apagado de acordo com a função digitalWrite(ledPin, LOW).

Desafios

Com base neste projeto, resolva o seguinte desafio: Desafio 11

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