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Entrada Digital - Digital Input

Uma entrada digital é uma interface que permite ao microcontrolador ler e interpretar sinais binários vindos do ambiente externo. Esses sinais possuem apenas dois estados possíveis: ligado ou desligado, representados logicamente como '1' (HIGH) e '0' (LOW). No contexto elétrico, o nível LOW corresponde geralmente a 0V (GND), enquanto o nível HIGH corresponde à tensão de alimentação do circuito, como 5V ou 3,3V.

Para utilizar uma entrada digital, é necessário seguir passos de configuração tanto em hardware quanto em software:

1. Configuração (Função setup)

No Arduino Uno, existem 14 pinos digitais (0 a 13) que podem ser usados como entradas. Pinos analógicos (A0 a A5) também podem ser configurados para funcionar como entradas digitais. Recomenda-se evitar o uso dos pinos 0 e 1, pois são reservados para a comunicação serial USB.

Antes de utilizar um pino, você deve configurá-lo, para que ele funcione como uma entrada. Isso é feito através da função pinMode(pin, mode), que deve ser executada dentro da função setup().

  • Parâmetros
    • pin: Pino do arduino a ser configurado, no Uno de 0 a 13;
    • mode: INPUT ou INPUT_PULLUP;
  • Sintaxe: pinMode(pino, INPUT); ou pinMode(pino, INPUT_PULLUP);
  • Exemplo: pinMode(8, INPUT); define o pino 8 como entrada.
  • Nota técnica: Internamente, esse comando escreve o valor '0' no bit correspondente do registrador de direção de dados (DDRx) do microcontrolador.

2. Uso (Função loop)

Após a configuração, você pode ler o estado do pino usando a função digitalRead(pin), que retorna o valor HIGH ou LOW, respectivamente 1 ou 0.

  • Sintaxe: digitalRead(pino); para ler o estado lógico do pino.

3. Considerações Práticas e Elétricas

Um pino configurado como entrada não deve ficar "flutuando" (desconectado), pois ruídos podem causar leituras instáveis. Por isso, utilizam-se resistores de pull-up (conectando ao VCC) ou pull-down (conectando ao GND). O microcontrolador ATmega328 possui resistores de pull-up internos que podem ser habilitados via software para simplificar o circuito.

Ao usar botões mecânicos, ocorre o fenômeno do bounce (trepidação dos contatos), que pode ser interpretado como múltiplos acionamentos rápidos. Para corrigir isso, implementa-se o debounce via software, inserindo um pequeno atraso (delay) após a detecção do sinal para aguardar a estabilização mecânica.

Referências

  1. ANDERSON, Rick; CERVO, Dan. Pro Arduino: Arduino Expert Topics and Techniques. New York: Apress, 2013.

  2. ATMEL. ATmega328P: 8-bit AVR Microcontroller with 4/8/16/32K Bytes In-System Programmable Flash. Rev. 8161D. [S. l.], 2009.

  3. LIMA, Charles Borges de; VILLAÇA, Marco Valério Miorim. AVR e Arduino: Técnicas de Projeto. 2. ed. Florianópolis: Edição dos Autores, 2012.

  4. MARGOLIS, Michael. Arduino Cookbook. 2. ed. [S. l.]: O'Reilly Media, 2012.

  5. MARWEDEL, Peter. Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things. 4. ed. Dortmund: Springer Nature, 2021.

  6. PEREA, Francis. Arduino Essentials. Birmingham: Packt Publishing, 2015.

  7. PURDUM, Jack. Beginning C for Arduino: Learn C Programming for the Arduino and Compatible Microcontrollers. New York: Apress, 2012.

  8. RUSSELL, David J. Introduction to Embedded Systems: Using ANSI C and the Arduino Development Environment. [S. l.]: Morgan & Claypool, 2010.

  9. VALVANO, Jonathan W. Embedded Systems: Introduction to ARM® Cortex™-M Microcontrollers. 5. ed. Austin: [s. n.], 2014. v. 1.