Detector de Ímã com Arduino

Introdução

O sensor de efeito Hall é um dispositivo amplamente utilizado em eletrônica para detectar a presença de campos magnéticos. Ele se baseia no “Efeito Hall”, um fenômeno da física que descreve a geração de uma tensão elétrica em um condutor quando é exposto a um campo magnético perpendicular à direção da corrente elétrica. O sensor de efeito Hall é extremamente versátil e pode ser usado em uma variedade de aplicações, como detecção de ímãs, medição de corrente elétrica, detecção de posição e muito mais. Neste tutorial, vamos explorar o sensor de efeito Hall e criar um projeto simples com um Arduino para demonstrar seu funcionamento.

Para o que Serve e como Funciona

O sensor de efeito Hall é um dispositivo eletrônico que aproveita o Efeito Hall para detectar campos magnéticos. O Efeito Hall é um fenômeno físico descoberto por Edwin Hall em 1879 e descreve a geração de uma tensão elétrica (chamada de “tensão Hall”) em um condutor quando ele é colocado em um campo magnético perpendicular à direção da corrente elétrica que flui através dele. 

O sensor de efeito Hall é usado em diversas aplicações, incluindo:

Detecção de ímãs: O sensor pode ser usado para detectar a presença e a polaridade de ímãs;

Medição de corrente elétrica: Quando um condutor com corrente elétrica é colocado próximo ao sensor, ele pode medir a intensidade da corrente;

Detecção de posição: É possível usar o sensor para determinar a posição de um objeto magnético em relação a ele;

Controle de motores: Em motores elétricos, o sensor de efeito Hall pode ser usado para controlar a comutação das bobinas;

Como Funciona o Sensor de Efeito Hall?

O sensor de efeito Hall é composto por um chip Hall (geralmente feito de material semicondutor) e possui três terminais: alimentação (VCC), terra (GND) e saída (OUT). O funcionamento básico é o seguinte: 

1. Quando não há campo magnético presente, o chip Hall não gera tensão na saída.

2. Quando um campo magnético é aplicado perpendicularmente ao chip Hall, o Efeito Hall entra em ação. Isso gera uma tensão elétrica na saída do sensor, que é proporcional à intensidade do campo magnético. OBS: o sensor que utilizaremos (3144E) é melhor usado como switch (ligado ou desligado).

3. A polaridade da tensão na saída depende da polaridade do campo magnético. Isso significa que a tensão pode ser positiva ou negativa, dependendo da direção do campo magnético. OBS: o sensor hall 3144E, não tem suporte a tensões negativas

Detector de Ímã ou Polo com Sensor de Efeito Hall e Arduino

Agora, vamos criar um projeto simples para ler um sensor de efeito Hall com um Arduino. Este projeto utilizará o módulo de sensor de efeito Hall 3144E e um Arduino Uno. Como já vimos é possível descobrir o polo do ímã pelo sensor, aplicaremos isso também no projeto. 

Materiais Necessários para o Projeto Detector de Ímã com Arduino:

Uno R3 + Cabo Usb para Arduino
Módulo Sensor de Efeito Hall 3144E
Jumpers – Macho/Femea – 20 Unidades de 20cm
Ímã permanente ou elétrico (opcional)

Montagem: 

Conecte o módulo de sensor de efeito Hall ao Arduino da seguinte forma: 

Conecte o pino D0 do módulo Hall ao pino A0 do Arduino. 

Conecte o pino GND do módulo Hall ao GND do Arduino. 

Conecte o pino VCC (+) do módulo ao VCC do Arduino (5V). 

O Código

//Autor: Daniel Vasconcelos Criado: 02/10/2023 

void setup() { 

  Serial.begin(9600);   // Inicia a comunicação serial com uma taxa de 9600 bps 

  pinMode(7, INPUT);    // Configura o pino 7 como entrada (para ler o sensor) 

} 

  

void loop() { 

  if (digitalRead(7) == LOW) {  // Verifica o estado do pino 7 (sensor de efeito Hall) 

    Serial.println("Ímã e polo norte detectado");  // Se o sensor detectar um ímã com polo norte, imprime esta mensagem 

    delay(300);  // Aguarda 300 milissegundos para evitar leituras rápidas consecutivas 

  } else { 

    Serial.println("Ímã não detectado ou polo sul");  // Se o sensor não detectar um ímã ou detectar um polo sul, imprime esta mensagem 

    delay(300);  // Aguarda 300 milissegundos 

  } 

}

Explicação do Código: 

Na função setup(), inicializamos a comunicação serial com uma taxa de 9600 bits por segundo usando Serial.begin(9600). Isso nos permite imprimir mensagens no monitor serial para depuração. 

Configuramos o pino 7 como entrada usando pinMode(7, INPUT). O sensor de efeito Hall está conectado a este pino, pois queremos ler seu estado. 

Dentro do loop loop(), verificamos o estado do pino 7 usando digitalRead(7). Se o pino estiver em estado LOW (baixo), significa que o sensor de efeito Hall detectou um ímã com polo norte próximo a ele. Nesse caso, imprimimos a mensagem “Ímã e polo norte detectado” no monitor serial e aguardamos 300 milissegundos usando delay(300) para evitar leituras muito rápidas e mensagens repetitivas. 

Se o pino 7 estiver em estado HIGH (alto), isso significa que o sensor de efeito Hall não está detectando um ímã ou está detectando um ímã com polo sul. Nesse caso, imprimimos a mensagem “Ímã não detectado ou polo sul” no monitor serial e aguardamos novamente 300 milissegundos. 

Demonstração do Projeto

Note que quando mudo o polo do ímã, o led acende.

Conclusão e Dicas

Conclusão:

O sensor de efeito Hall é um dispositivo incrivelmente versátil que permite a detecção de campos magnéticos e tem muitas aplicações úteis. Neste tutorial, exploramos o que é o sensor de efeito Hall, como ele funciona com base no Efeito Hall na física e como criar um projeto simples com um Arduino para ler um sensor de efeito Hall. Espero que este tutorial tenha sido útil e que você esteja pronto para explorar ainda mais as possibilidades deste sensor em seus próprios projetos. 

Dicas: 

– Certifique-se de que o sensor de efeito Hall esteja alimentado com a tensão correta (5 V) e que o GND esteja conectado corretamente. 

– Experimente mover um ímã permanente próximo ao sensor para observar as mudanças nos valores lidos. 

– Se você estiver obtendo leituras inconsistentes, verifique a qualidade do cabo e a conexão entre o sensor e o Arduino. 

– Não é comum o sensor esquentar ou ultrapassar 50°C

Sobre o Autor

Daniel Vasconcelos Tenho 14 anos, meu primeiro contato com eletrônica foi aos 5 anos, e com o Arduino aos 12. Desde então venho explorando mais desse mundo incrível.