En este artículo hablaremos sobre cómo hacer un medidor de resistencia magnética hecho de una forma sencilla, rápida y muy económica, utilizando un Arduino Nano como componente principal.
Este artículo servirá no sólo para conocer más funciones sobre el Arduino Nano y sus derivados como lo son la electrónica y la programación, sino para ahondar en temas de física y ver cómo se interconectan con otras áreas de la ingeniería, tales como la electrónica, programación y la metrología.
Funcionamiento y teoría
Para la realización de este proyecto, se tiene como objetivo medir la resistencia de un campo magnético.
Además, es importante definir y explicar dos conceptos relacionados inherentemente con la física: campo magnético y el efecto Hall.
¿Qué es un campo magnético?
Éste concepto es bastante famoso y estoy seguro que en alguna vez todos hemos oído hablar de él.
Sin embargo, es probable que no sepamos a ciencia cierta su funcionamiento; el campo magnético es una herramienta que nos ayuda a describir cómo se distribuye una fuerza magnética en el espacio circundante y dentro de algo magnético.
Estos campos magnéticos cuentan con dos polos, “norte y sur”, o “positivo” y “negativo”.
Estos campos magnéticos están conformados por muchos vectores, y hay dos aspectos que se necesitan para medirlo: intensidad y dirección.
¿Qué es el efecto Hall?
Este fenómeno físico recibe su nombre por Edwin Herbert Hall (y no por Hall, el papá de “Malcolm el de en medio”).
Según la información tomada del sitio web hyperphysics: ocurre cuando una corriente eléctrica “fluye” a través de un conductor situado en un campo magnético, éste campo ejerce una fuerza transversal sobre los portadores de cargas móviles, que tienden a empujarlas a un lado del conductor.
La acumulación de estas cargas en los lados del conductor, equilibrará esta influencia magnética, produciendo un voltaje medible entre los dos lados del conductor. La presencia de este voltaje medible se llama efecto Hall.
Materiales
- Microcontrolador Arduino Nano
- Display OLED pequeño
- Led
- Resistencia
- Sensor efecto Hall UGN3503U
Desarrollo del proyecto
El número y costo de los materiales es muy accesible para poder llevarse a cabo, ya que para construir la carcasa puedes emplear PVC o cartón reciclado, y colorearlo del color de tu preferencia.
Además de que el sensor Hall, se encuentra montado a la estructura de una pluma de plástico.
Este proyecto desarrollado por Jenny List, en la página Hackaday, cuenta con el diagrama esquemático del circuito, el cual es fácil de montar ya que sólo son cinco componentes en total y las conexiones están indicadas de forma muy clara, tal como se muestra en la imagen.
Como vemos es importante utilizar un sensor lineal radiométrico que proporcione un voltaje en su salida que sea proporcional a la fuerza del campo magnético.
Este sensor capta esta información y la despliega en unidades gauss, con un rango de 0 a 900 valor absoluto.
Al usar la función ADC será posible convertir el voltaje de salida en una cantidad numérica, haciendo que a medida que el imán se acerque al sensor; el campo magnético se volverá más fuerte y por lo tanto la lectura aumente.
Al girar el imán, la polaridad cambiará, y esto se reflejará en la pantalla con un signo negativo.
Por último, el diodo LED se encenderá cuando el campo magnético exceda los 15 gauss y servirá para una detección visual más sencilla del campo magnético.
Conclusiones
Este proyecto lo recomiendo personalmente, ya que es la combinación perfecta para aprender conceptos de ciencia como la física junto con la electrónica, programación y metrología.
Todo de una forma muy económica, rápida y fácil, ya que viene con los archivos del diagrama esquemático y el código de programación del Arduino; si quieres saber más, toca aquí.
Además, existe la posibilidad de mejorar el proyecto usando un sensor Allegro 1302 en vez del UGN 3503U.
