SECCIONADORES DE CHAVEAMENTO

Pode-se dividir os seccionadores de chaveamento, com relação à função que executam, em 3 grupos principais:

a) Chaves separadoras – São aquelas que têm por finalidade separar um trecho para manutenção. São usadas normalmente como "chave-geral" em indústrias e, embora possam conduzir correntes elevadas devidas ao consumo das várias cargas ligadas a ela, são projetadas para interromper correntes bem menores (por facilidades técnicas e de custo). Assim, só devem ser desligadas com o circuito desenergizado ou sob pouca carga (o que é conseguido com a utilização de várias chaves interruptoras secundárias), sob pena de formação de arco voltaico e ocorrer a sua consequente danificação.

b) Chaves interruptoras (ou simplesmente interruptores) – São aquelas que têm por finalidade básica interromper ou não um trecho de circuito, podendo ser ligadas ou desligadas na sua corrente nominal de trabalho.

96 Dentre elas, destacam-se aquelas que controlam a aplicação de energia de uma fonte para uma determinada carga. Assim como uma torneira permite ou não o fluxo de água, um interruptor elétrico permite acender ou apagar uma lâmpada, ligar ou desligar um aparelho eletrônico etc.

Fig.2.14 – Circuito com interruptor Fig.2.15 – Esquema de ligação do interruptor

c) Chaves comutadoras - São aquelas que permitem selecionar uma dentre várias seções de um circuito ou aparelho.

Um exemplo é o seletor de entradas de programa numa aparelhagem de som.

Fig. – Usando uma chave rotativa na seleção de vários dispositivos de entrada. Com relação à construção, as chaves podem ser:

a. Mecânicas – São acionadas manualmente, sendo o contato fechado simplesmente pela junção mecânica de dois condutores que se encontravam separados. Estão sujeitas, portanto, a falhas devido ao desgaste, sujeira e oxidação dos terminais do contato.

b. Eletromecânicas - Possuem contatos mecânicos, entretanto seu acionamento não é manual. Este se dá pela ação de um campo magnético ou pela ação do calor. Os relés representam estes tipos de chaves.

c. Eletrônicas - Se baseiam em componentes ou circuitos eletrônicos que passam rapidamente de um estado de condução para um estado de não condução, sem a utilização de contatos ou artes mecânicas. Dessa forma eliminam as desvantagens apresentadas pelas chaves mecânicas. O seletor de entradas de programas do equipamento de som citado anteriormente, normalmente é do tipo eletrônico. Uma outra aplicação deste tipo de chave encontra-se nos circuitos digitais. A escolha de dois estados, ligado ou desligado, é a base de funcionamento dos circuitos lógicos dos computadores. Inicialmente tais dispositivos baseavam-se em relés eletromecânicos, sendo bastante lentos. Posteriormente passaram a utilizar válvulas e depois transistores, que operavam em dois estados extremos: condução e não condução. Na atualidade, esses

97 dispositivos de chaveamento são integrados, sendo bastante compactos e rápidos.

AÇÃO DAS CHAVES

1 - Chaves de contato momentâneo

Retornam à mesma posição quando liberadas pelo operador. Os contatos do tipo basculante são comuns neste caso.

São de dois tipos: - Normalmente aberta (N.A.) - Normalmente fechada (N.F.)

Fig. 2.16 – Símbolos de chaves de contato momentâneo

Estes interruptores são de grande utilidade para introduzir dados e ordens em uma série de equipamentos, formando usualmente teclados em vários circuitos digitais.

Fig. 2.17 – Micro pushbutton

2 - Chaves de contato permanente

O contato é mantido após o comando ter sido acionado, só sendo alterada a situação depois do operador efetuar a operação contrária.

Modelos como estes podem ser empregados em eletrônica digital para definir determinadas condições iniciais.

CLASSIFICAÇÃO DAS CHAVES QUANTO AO NÚMERO DE CONTATOS

A principal especificação de um interruptor ou comutadores refere-se à sua quantidade de “pólos” e “posições” de cada pólo. Chama-se “pólos” aos contatos móveis, que são comandados pelo movimento de uma alavanca ou de um cursor. Um pólo é um contato comum que pode ser ligado a várias vias ou “posições”.

98 As formas principais de acionamento em chaves interruptoras são:

a) Alavanca; b) Pressão;

c) Cursor deslizante ou girante; d) Toque.

Tais chaves raramente têm capacidade para mais de dois pólos.

Fig. 2.21– Símbolos de chaves de acordo com o número de pólos e posições

As posições podem ser do tipo ligado-desligado (“ON-OFF”) ou do tipo contatos reversores (liga a uma via ou a outra).

Descrição Função

a) Um pólo, uma via

(SPST) Simples comutação b) Dois pólos, uma via

(DPST) Dupla comutação c) Um pólo, duas vias

(SPDT) Reversão simples d) Dois pólos, duas vias

(DPDT) Reversão dupla

Fig.2.22 – Símbolos de chaves de acordo com o tipo de contato

O tracejado na simbologia indica que os contatos móveis são interligados mecanicamente, mas são isoladas eletricamente.

Algumas chaves reversoras do tipo de cursor (comumente chamadas chaves H- H) podem ser colocadas numa posição central e neutra, onde não é feita qualquer ligação. Isto é bastante útil quando somente se deseja a ligação de uma única via, que pode ser desligada ou transferida para uma outra.

Encontram-se no mercado mini-interruptores conhecidos pela denominação em inglês de micro-switch. Funcionam através de uma lâmina com ação de mola, que se move para cima ou baixo, geralmente por ação de um objeto móvel em uma máquina. São muito usadas, por exemplo, em alarmes automotivos, sendo acionadas na abertura de portas ou malas. Podem ser do tipo NA ou NF, ou podem apresentar ambos os tipos no arranjo reversível.

Fig.2.23 – Aspecto e símbolo de um micro-switch

99 Encontram-se também interruptores múltiplos, com vários pares de contatos independentes, do tipo miniatura. São conhecidos pela denominação em inglês de dip-

switch e encontram larga aplicação nos circuitos digitais. A montagem pode ser feita

sobre o circuito impresso.

Fig. 2.24– Aspecto de dois dip-switch (contatos posicionados embaixo ou na lateral)

A tecla ou botão (push-button, em inglês) é um dos tipos mais comuns de acionamento para interruptores e comutadores.

Os push-buttons, tanto de ação permanente (locking ou latching, em inglês) como os de ação momentânea (nonlocking ou nonlatching, também em inglês), podem ser simples ou múltiplos. Estes últimos constituem os teclados, que podem conter teclas independentes ou de ação simultânea.

Algumas teclas incorporam um dispositivo luminoso para indicar sua ação. Outras possuem um capuz (parte superior externa da chave) transparente, com uma indicação escrita da função que a tecla desempenha. Há uma grande variedade de teclas e capuzes, à escolha do usuário.

Abaixo está o esquema parcial de uma tecla snap-action (ação de mola), de ação momentânea, montada sobre um circuito impresso:

Fig. 2.25 – Tecla snap-action

Neste tipo especial de tecla, todos os contatos necessários são colocados sobre o circuito impresso, que serve como suporte. É sempre de contato momentâneo, com um ou mais contatos que se movem simultaneamente ou não.

100 Um dos modelos mais comuns de teclado sobre circuito impresso é o chamado “rã” ou “perereca”. É constituído de uma plaqueta base sobre a qual se encontra uma série de pontos de contato fixos. Uma lâmina metálica flexível fica sobre cada um dos contatos. O centro da lâmina fecha o contato, assim que recebe uma pressão, curvando-se. Trata-se de um teclado muito sensível ao toque, sendo bastante empregados em joysticks.

Além de teclas com um contato fixo e outro móvel, existem as teclas com dois contatos móveis. Estes contatos são constituídos por segmentos curtos de material condutor. Pressionando-se o comando, as duas lâminas se curvam juntas, e tocam-se perpendicularmente, formando uma cruz.

Fig. 2.26 – Contatos de chaves

Como um contato desliza sobre o outro, garante-se grande eficácia na sua limpeza, pois a fricção afasta eventuais partículas de poeira depositadas sobre eles e a leve ação abrasiva rompe a película de óxido que geralmente as cobre.

As chaves rotativas, como o nome sugere, apresentam um cursor girante preso mecanicamente ao(s) pólo(s), que vai fechando o contato deste(s) com as posições em sequência. Podem ser simples, do tipo liga-desliga, ou complexas, desempenhando a função de comutadores de vários pólos e várias posições. O giro do cursor pode ser contínuo ou limitado até uma determinada posição.

Fig. 2.27 – Chave rotativa / 1pólo, 5 posições Fig. 2.28 – Chave rotativa / 3 pólos, 3 posições Os contados podem estar dispostos em “pastilhas” ou em circuito impresso. Os tipos mais complexos apresentam várias pastilhas. Cada pastilha ou placa de circuito impresso é confeccionada com uma folha fina à base de resina fenólica; alguns tipos mais recentes empregam material à base de fibra de vidro, o que provê uma base mais resistente e estável. Tal material é mais satisfatório no que diz respeito à corrente de fuga, em condições ambientais desfavoráveis. Os contatos usualmente são revestidos com prata.

101 Um tipo comum de comutador rotativo é a “chave de onda”, empregado em antigos seletores de canais, em várias funções de comutação em circuitos eletrônicos. Várias combinações são possíveis: 1 pólo, 12 posições; 2 pólos, 6 posições; 3 pólos, 4 posições; 4 pólos, 3 posições; etc.

Os comutadores rotativos podem ser: a) Com interrupção (“break before make”); b) Sem interrupção (“make before break”).

Fig. 2.29 – Comutador rotativo sem interrupção Fig.2.30 – Comutador rotativo com interrupção

Fig. 2.31– Exemplo de chave-de-onda

CHAVES ROTATIVAS COMUTADORAS COM OU SEM INTERRUPÇÃO

O primeiro tipo (B.B.M.) inclui as chaves que interrompem a ligação com o contato anterior, antes de completar a ligação com o contato seguinte. As do segundo tipo (M.B.B.) são construídas de forma que o contato móvel toca o contato fixo seguinte quando o contato anterior ainda se encontra ligado. A finalidade é proporcionar uma transição mais suave, sem “cliques” e são muito úteis na seleção de escala de um multímetro, evitando que uma corrente elevada passe pelo instrumento interno.

Uma outra espécie de comutador mecânico é o thumbwheel switch (literalmente igual a “chave com roda acionada pelo polegar”).

102 São constituídas por uma roda sobre a qual estão escritos dígitos. Quando a roda é girada, cada dígito apresentado indica a ligação entre uma das várias vias e o pólo comum (saída decimal). Outras saídas, como o código BCD, são possíveis. As ligações são feitas através de contatos, do tipo para circuito impresso, localizadas na parte traseira do módulo. Estes módulos podem ser ligados lado a lado, fornecendo uma leitura do número da chave ou da posição selecionada.