Como funciona o sensor de velocidade?

Em Dúvidas automotivas por André M. Coelho

Um sensor de velocidade do veículo geralmente não é algo que as pessoas consideram quando pensam em seus carros. Eles não são algo que muitos proprietários de automóveis sequer conhecem. Abaixo, reunimos informações sobre quais tipos de sensores de velocidade do veículo existem e o que eles fazem.

Como funciona o sensor de velocidade?

Um sensor de velocidade do veículo gera um pulso magnético na forma de uma onda, proporcional à velocidade do veículo. O módulo de controle de energia (também conhecido como módulo de controle elétrico) usa o sinal de frequência para manipular vários subsistemas elétricos em um veículo, como injeção de combustível, ignição, operação de controle de cruzeiro, torque e travamento da embreagem.

Função do sensor de velocidade

O sensor de velocidade é conectado a um cabo do velocímetro e posicionado entre o eixo e a roda de um veículo. Os tipos mais comuns de sensores operam a partir de um ímã conectado na parte traseira da caixa de transmissão atrás do velocímetro.

A parte superior detecta a saída da transmissão. Seu lado oposto está conectado a um ímã rotativo, que gera uma tensão. Essa tensão é então transmitida a um dispositivo computacional que calcula a velocidade proporcional ao veículo em movimento. Durante o movimento de um veículo, o sensor gerará quatro pulsos em resposta a uma rotação do ímã.

Sensor de velocidade de transmissão e de ABS

Esse sensor de velocidade indica a velocidade na qual o veículo está realmente viajando. É usado para controlar certos sistemas de manuseio, bem como certos sistemas de freios.

Ele é controlado por um gerador de sinal girado e gera um pulso elétrico que é enviado ao computador do veículo. Muitas vezes, ele será usado para controlar os pontos de mudança de transmissão, além dos sistemas mencionados acima.

Um sensor de velocidade ABS está presente em todos os carros que contêm um sistema ABS. Existem quatro sensores que estão nos locais das rodas. O eixo do eixo terá uma roda dentada presa que girará a parte interna do sensor da roda. Em seguida, emite um sinal para o computador ABS informando a velocidade de cada roda separadamente. Essas informações, por sua vez, acionam e até desengatam os freios, conforme necessário, para evitar derrapagens, etc.

O sensor de velocidade ajuda no sistema do veículo, detectando a velocidade para diversos componentes, como o sistema ABS. (Foto: GPS Gateway)

Tipos de sensores de velocidade

Como demonstrado na figura 1, existem dois tipos de sensores de velocidade:

Efeito Hall
Interruptor Reed

1. Efeito Hall

Esse tipo de sensor está localizado no alojamento da engrenagem diferencial e monitora a velocidade de saída do eixo. Em média, esses sensores possuem 12 volts de potência. Ao contrário dos sensores de velocidade típicos, um sensor Efeito Hall emprega seu próprio sinal de tensão de referência e é usado para sistemas de freios antibloqueio em veículos, cronometrando a velocidade da roda e do eixo.

Esses sensores são compostos de um transistor interno, que é ativado pelo anel relcutor em movimento. À medida que o relator (os ‘dedos’ no disco do freio) se move contra o sensor Hall, ele cria um campo magnético que gera uma tensão. Essa tensão ativa o transistor no sensor de efeito Hall.

A tensão é então transmitida através de um condutor para a unidade de processamento do sistema de freio antibloqueio, que conta os picos de tensão e os divide pela duração do tempo, para medir a velocidade do veículo em movimento. O sinal de voltagem cai para zero quando os ‘dedos’ no disco do freio passam e não têm contato com o sensor.

A amplitude do sinal sempre permanece a mesma para os sensores Hall, independentemente da velocidade de rotação.

2. Interruptor Reed

Esses sensores consistem em um ímã e uma chave de palheta. Em comparação com o sensor Hall, é necessário um ímã (alimentado por um cabo do velocímetro) para ligar e desligar mecanicamente o interruptor Reed (aproximadamente quatro vezes por uma rotação completa do ímã). Isso permite o cálculo dos números de pulsos por segundo e, portanto, a medição da velocidade do veículo.

Os sensores do tipo Reed estão ativos e geram uma tensão em resposta à rotação contínua de um ímã em contato próximo com uma sonda. A tensão gerada é diretamente proporcional à velocidade na qual o ímã gira.

Comparando os diferentes sensores

Sensor de velocidade de efeito Hall tem as vantagens:

Sem partes móveis, levando a um sensor mais confiável
Tempos de resposta rápidos
Alta repetibilidade e vida útil mais longa
Distância de detecção = ≤ 20 mm
Pode ser pré-programado com ângulos e saídas

Sensor de velocidade de efeito Hall tem as desvantagens:

Um comutador externo é responsável pela faixa de comutação de tensão e corrente
Precisa ser sensível à polaridade para funcionar, o que pode levar ao falso acionamento de um sinal
Requer uma corrente de saída contínua de > 10 mA
Requer uma fonte contínua de energia
Não é possível alternar cargas diretamente e, portanto, requer um dispositivo externo para permitir isso
Só pode operar em temperaturas de -55 ° C a 125 ° C

Sensor de velocidade de interruptor Reed tem as vantagens:

É selado contra contaminação, tornando-o aplicável a ambientes agressivos
Não requer nenhum circuito de proteção externo
Tem uma vida útil longa
Alta sensibilidade a campos magnéticos
Sem vazamento ou queda de tensão, com alta repetibilidade
Distância de detecção = ≤ 40 mm
Não precisa de um requisito de saída ou de uma fonte de energia
Pode alternar cargas diretamente até 2 A e 1000 V
Pode operar em temperaturas de -55 ° C a 150 ° C

Sensor de velocidade de interruptor Reed tem as desvantagens:

Gera muito barulho
Tem um tempo de resposta lento com grandes quantidades de histerese
A carga elétrica pode causar desgaste nos contatos

Aplicações de cada tipo de sensor de velocidade

Sensores do tipo interruptor Reed podem ser usados em:

Sensor de posição
Contagem de pulsos
Líquido e gás como medidores de vazão
Velocímetros
Aplicações de bobinas
Sensor de temperatura

Sensores de efeito Hall são usados em:

Rodas
Dentes de engrenagem
Velocímetros
Sistemas de ignição automotiva

De um modo geral, os sensores de velocidade do veículo também podem usar outros métodos para determinar a velocidade da roda, como sensores ópticos. Isso os torna adequados para diferentes aplicações também; trazendo consigo suas próprias vantagens e desvantagens.

Por exemplo, os elementos ópticos em um circuito captam sujeira facilmente, tornando-os adequados para uso na indústria, mas não para detecção de velocidade de carro. Os LEDs usados como fontes de luz também estão sujeitos a um envelhecimento rápido e, portanto, frequentemente precisam ser substituídos. Portanto, ainda há um caminho a percorrer antes que esses sensores ópticos sejam utilizados nos sensores de velocidade contemporâneos e nos sistemas de freios ABS encontrados nos veículos comerciais modernos.

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Sobre o autor

O pai de André já teve alguns carros clássicos antes de falecer, como Diplomata, Chevette e Opala. Após completar 18 anos, tirou carteira de moto e carro, comprando então sua primeira moto, uma Honda Sahara 350. Fez um curso de mecânica de motos para começar uma restauração na moto, e acabou aprendendo também como consertar alguns problemas de carros. Seu primeiro carro foi uma Nissan Grand Livina de 2014 e pretende em breve comprar uma picape diesel. No caminho, vai compartilhando tudo que aprende no site Carro de Garagem.

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