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Uma chave fim de curso, ou do inglês micro switch, é um termo genérico usado para referir-se a um comutador elétrico que é capaz de ser atuado por uma força física pequena. Ela é muito comum devido ao seu pequeno custo e extrema durabilidade, normalmente maior que 1 milhão de ciclos e acima de 10 milhões de ciclos para modelos destinados a aplicações pesadas. Podem determinar a presença ou ausência, passagem, posicionamento e término do curso de um objeto, por isso o nome de "chave fim de curso". Possuem um contato normal fechado que quando a extremidade é tocada, comuta o contato evitando a passagem da corrente.

História

A primeira chave fim de curso foi inventada por Phillip Kenneth McGall em 1932 em Freeport, Illinois. McGall era um funcionário da Burgess Battery Company na época. Em 1937 W.B. Schulte, o empregador de McGall, iniciou a empresa MICRO SWITCH. A empresa e a marca Micro Switch foram de propriedade da Honeywell Sensing and Control desde 1950.

Princípio de funcionamento

As chaves fim de curso consistem basicamente de um interruptor comutador que é acionado através de uma força mínima e assim atua sobre o circuito empregado. Quando a haste do sensor é acionada, os terminais do sensor ficam em curto. Com isso, o sensor entende que foi acionado e em sequência envia um pulso para o circuito de controle.

O acionamento de uma chave fim de curso pode ser efetuado por meio de um rolete mecânico ou de um rolete escamoteável (gatilho). Existem, ainda, chaves fim de curso acionadas por uma haste apalpadora (Imagem 1), do tipo utilizada em instrumentos de medição como, por exemplo, num relógio comparador. 

Imagem 1 - Chave fim de curso acionada por meio de uma haste apalpadora

Imagem 2 - Chave fim de curso acionada por meio de um rolete mecânico

Uma chave fim de curso é composta basicamente por três elementos, sendo eles: caixa, contatos e atuadores. A caixa comporta o mecanismo de acionamento e os contatos. existem caixas de plástico e de metal. Estes dispositivos possuem um contato NF (mais comum), mas também tem os contatos NA. Esses dispositivos possuem, em modo geral, apenas um contato, mas não se deixe enganar pelo seu tamanho. As chaves de fim de curso são robustas devido a corrente que suportam e a quantidade de ciclos de vida útil que o mesmo tem. Como os demais elementos temos também alguns tipos de atuadores como: pinos arredondados, pinos com roletes, hastes flexíveis, alavancas com roletes, alavancas angulares com roletes. Deste modo é preciso considerar alguns detalhes como por exemplo, o espaço disponível para instalação, o grau de proteção, tipo de atuador, tipo de contato NA ou NF, entre outros.

Tipos de chaves fim de curso e seus respectivos funcionamentos

A chave fim de curso acionada por um rolete mecânico (Imagem 2), apresenta dois contatos independentes sendo um fechado, formado por 2 bornes, e outro aberto, efetuado pelos outros 2 bornes Quando o rolete é acionado, os contatos se abrem, interrompendo a passagem da corrente elétrica, enquanto que os outros contatos se fecham, liberando a corrente.

A chave fim de curso acionada por um rolete mecânico, pode apresentar também um contato comutador formado por um borne comum, um contato fechado e um aberto. Enquanto o rolete não for acionado, a corrente elétrica pode passar pelos contatos e estará interrompida entre os outros contatos. Quando o rolete é acionado, a corrente passa pelos contatos que antes estavam abertos e é bloqueada entre os contatos que anteriormente estavam fechados. Uma vez cessado o acionamento, os contatos retornam à posição inicial.

A chave fim de curso de rolete escamoteável, somente inverte seus contatos quando o rolete for atuado da esquerda para a direita. No sentido contrário, uma articulação mecânica faz com que a haste do mecanismo dobre, sem acionar os contatos comutadores da chave fim de curso. Dessa forma, somente quando o rolete é acionado da esquerda para a direita, os contatos da chave se invertem permitindo que a corrente elétrica passe pelos contatos fechados e seja bloqueada entre os contatos abertos. Uma vez cessado o acionamento, os contatos retornam à posição inicial.

Vantagens e desvantagens

As vantagens mecânicas das chaves fim de curso são:

• Fácil utilização;
• Operação visível simples;
• Invólucro duradouro;
• Boa vedação para operação de segurança;
• Alta resistência para diferentes condições de ambiente encontradas nos segmentos industriais;
• Alta repetibilidade.

As vantagens elétricas das chaves fim de curso são:

• Adequação para comutação de cargas de potência mais elevada que outras tecnologias sensoras (típico 5 A à 24Vcc ou 10 A à 120Vca versus menos de 1A para sensores de proximidade ou fotoelétricos);
• Imunidade à interferência de ruídos elétricos;
• Imunidade à interferência de rádio freqüência (walkietalkies);
• Ausência de fuga de corrente;
• Queda mínima da tensão;
• Operação simples normalmente aberta e/ou normalmente fechada.

As desvantagens das chaves fim de curso são:

• Vida de contato mais curta do que as tecnologias de estado sólido;
• Peças mecânicas móveis podem apresentar desgaste;
• Nem todas as aplicações podem usar detecção por contato.

Aplicações

• Sistemas transportadores;
• Portões automáticos;
• Máquinas de transferência;
• Tornos automáticos;
• Máquinas de fresa e perfuração;
• Furadeiras e fresadoras;
• Equipamento de produção de alta velocidade;
• Inversão de Polaridade;
• Circuito de tempo;
• Mudança de estado ou função;
• Acionamento biestável.