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Arduino Nano - Chave DIP

As chaves Dual In-line Package (DIP) são muito usadas em eletrônica para tarefas de configuração, como endereços de dispositivos, configurações de comunicação, códigos de segurança, modo de operação... Este tutorial vai explorar como usar a chave DIP com o Arduino Nano. Especificamente, vamos abordar:

Entender a chave DIP e seus princípios de funcionamento.
Estabelecer as conexões entre a chave DIP e o Arduino Nano.
Programar o Arduino Nano para ler o estado ON/OFF da chave DIP.
Programar o Arduino Nano para interpretar o valor inteiro definido pela chave DIP.

Hardware Necessário

1	×	Official Arduino Nano
1	×	Alternatively, DIYables Nano V3.0 Development Board
1	×	Cabo USB A para Mini-B
1	×	DIP Chave
1	×	Protoboard
1	×	Fios Jumper
1	×	(Recomendado) Placa de Expansão com Bornes de Parafuso para Arduino Nano
1	×	(Recomendado) Placa de Expansão Breakout para Arduino Nano
1	×	(Recomendado) Divisor de Alimentação para Arduino Nano

Or you can buy the following kits:

DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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Sobre a Chave DIP

As chaves DIP são usadas principalmente para configurar dispositivos, oferecendo aos usuários a capacidade de definir parâmetros como endereços de dispositivos, configurações de comunicação, códigos de segurança, modos de operação e preferências do sistema em diversos setores e aplicações.

Uma chave DIP é composta por várias pequenas chaves deslizantes agrupadas, e cada chave deslizante é chamada de "posição". As chaves DIP estão disponíveis em vários tipos, determinados pelo número de posições que possuem. Por exemplo, existem chaves DIP de 2 posições, 4 posições, 5 posições, 6 posições, 8 posições e 10 posições.

Cada posição de uma chave DIP representa um bit configurável de um número. Alternando as posições entre ON e OFF, podemos definir o valor numérico desejado.

Pinagem

image source: diyables.io

Uma chave DIP é formada por duas fileiras de pinos, em que o número de pinos em cada fileira corresponde às posições de chave disponíveis. Por exemplo, uma chave DIP de 4 posições inclui um total de 8 pinos, divididos igualmente com 4 pinos de cada lado. Na montagem da chave DIP, cada par de pinos opostos forma uma chave deslizante. É importante observar que diferenciar os pinos dos dois lados é desnecessário, pois eles podem ser trocados.

Como Funciona

Nas chaves DIP, quando uma chave está na posição ON, isso indica que a chave está acionada ou fechada. Isso significa que uma conexão elétrica é estabelecida, permitindo a passagem de corrente pela chave.

Por outro lado, quando uma chave está na posição OFF, isso significa que a chave está desacionada ou aberta. Nesse estado, a conexão elétrica é interrompida, impedindo que a corrente flua pela chave.

Resumindo:

Posição ON: Circuito fechado, permitindo a passagem de corrente.
Posição OFF: Circuito aberto, bloqueando a passagem de corrente.

Quando conectamos um lado de uma chave ao GND e o outro lado a um pino do Arduino Nano, e depois configuramos o pino do Arduino Nano como entrada digital com pull-up, a tabela abaixo mostra a relação entre a posição da chave e os valores lidos no Arduino Nano:

Posição da chave DIP	Representação binária	Estado do circuito	Estado do pino do Arduino Nano
ON	1	FECHADO	LOW
OFF	0	ABERTO	HIGH

Nas próximas partes, vamos usar uma chave DIP de 4 posições como exemplo. Você pode adaptar facilmente para chaves DIP de 2 posições, chaves DIP de 3 posições, chaves DIP de 5 posições, chaves DIP de 6 posições, chaves DIP de 8 posições e chaves DIP de 10 posições...

Diagrama de Ligação

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Nano e outros componentes.

Código do Arduino Nano - Chave DIP

Vamos aprender por meio de dois trechos de código:

Ler o estado ON/OFF de cada posição da chave DIP.
Codificar as posições em um número.

Código do Arduino Nano - Lendo o estado ON/OFF da chave DIP

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the Arduino Nano pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { 4, 5, 6, 7 }; void setup() { // initialize serial communication Serial.begin(9600); // set the dip switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { // Read the state of each switch position for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { Serial.print("position "); Serial.print(i + 1); Serial.print(": "); int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) Serial.println("ON "); else Serial.println("OFF "); } Serial.println(); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Passos Rápidos

Faça a ligação conforme o diagrama de ligação acima
Conecte o Arduino Nano ao PC por um cabo USB
Abra a Arduino IDE
Selecione a placa e a porta corretas
Clique no botão Upload da Arduino IDE para carregar o código no Arduino Nano
Coloque cada posição da Chave DIP em ON, uma por uma.
Veja o resultado no Serial Monitor.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')

New Line

9600 baud

position 1: OFF position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: ON

Ln 11, Col 1

Arduino Nano on COM15

Código do Arduino Nano - Codificando os estados da chave DIP em um número

/* * Este código de Arduino Nano foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino Nano é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-dip-switch */ #define POSITION_NUM 4 #define ON LOW #define OFF HIGH // define the Arduino Nano pins connected to the dip switch const int SWITCH_PINS[] = { 4, 5, 6, 7 }; void setup() { // Initialize serial communication Serial.begin(9600); // Set the DIP switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP); } void loop() { int encoded_state = 0; for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) { int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]); if (state == ON) encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1); } Serial.print("encoded state: "); Serial.println(encoded_state); // add a delay to prevent rapid readings delay(500); }

Passos Rápidos

Carregue o código acima no Arduino Nano
Coloque cada posição da chave DIP em ON, uma por uma.
Veja o resultado no Serial Monitor, parecido com o abaixo.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')

New Line

9600 baud

encoded state: 0 encoded state: 1 encoded state: 2 encoded state: 3 encoded state: 4 encoded state: 5 encoded state: 6 encoded state: 7 encoded state: 8 encoded state: 9 encoded state: 10 encoded state: 11 encoded state: 12 encoded state: 13 encoded state: 14 encoded state: 15

Ln 11, Col 1

Arduino Nano on COM15

Observe que o valor depende das posições de cada chave deslizante. A tabela abaixo mostra o mapeamento entre a posição ON/OFF e o valor inteiro para uma chave DIP de 4 posições:

Posição-1	Posição-2	Posição-3	Posição-4	Valor Binário	Valor Decimal
OFF	OFF	OFF	OFF	0000	0
OFF	OFF	OFF	ON	0001	1
OFF	OFF	ON	OFF	0010	2
OFF	OFF	ON	ON	0011	3
OFF	ON	OFF	OFF	0100	4
OFF	ON	OFF	ON	0101	5
OFF	ON	ON	OFF	0110	6
OFF	ON	ON	ON	0111	7
ON	OFF	OFF	OFF	1000	8
ON	OFF	OFF	ON	1001	9
ON	OFF	ON	OFF	1010	10
ON	OFF	ON	ON	1011	11
ON	ON	OFF	OFF	1100	12
ON	ON	OFF	ON	1101	13
ON	ON	ON	OFF	1110	14
ON	ON	ON	ON	1111	15

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