Fiação do Sensor
Esta página aborda a interface elétrica dos sensores FG-3+, FG-3C e FG-4 — incluindo tipos de saída, requisitos de alimentação e recomendações de fiação.
Comparação de Sensores
| Sensor | Eixos | Tipo de Saída | Tensão de Alimentação | Integração Típica |
|---|---|---|---|---|
| FG-3+ | 1 | PWM 5 V | 5 V regulado | Contagem de frequência em MCU ou Placa Conversora → ADC |
| FG-3C | 1 | UART / Analógico / PWM (selecionável) | 5 V regulado | RX UART em MCU, entrada analógica ou DAQ |
| FG-4 | 3 | PWM 5 V por eixo | 5 V regulado | Contagem de frequência (3 canais) em MCU |
FG-3+
O FG-3+ emite um PWM de 5 V cujo período é proporcional à intensidade do campo magnético ao longo do eixo do sensor. Uma intensidade de campo maior ao longo do eixo sensível resulta em um período de pulso mais curto.
Fiação
O FG-3+ se conecta por uma interface de 3 fios:
| Conexão | Descrição |
|---|---|
| VCC | Fonte de alimentação regulada de 5 V |
| GND | Terra de sinal e de energia |
| OUT | Saída de pulso 5 V — conectar à entrada de timer/contador do MCU |
A numeração exata dos pinos do conector não está documentada publicamente. Consulte o rótulo ou a serigrafia na sua unidade de sensor específica para identificação de VCC / GND / OUT.
Notas Práticas
- Contagem de frequência: O MCU deve medir o período do pulso recebido usando um timer no modo de captura de entrada, ou contando transições. Não use polling simples com
digitalRead()para resultados precisos. - Conversão de nível: A saída é lógica de 5 V. Se o seu MCU opera a 3,3 V (ex.: ESP32, Arduino Due), use um divisor de tensão resistivo ou um conversor de nível dedicado na linha OUT.
- Comprimento do cabo: Para cabos mais longos, use cabo blindado para reduzir interferências captadas. Conecte a blindagem ao GND em apenas uma extremidade.
- Desacoplamento de energia: Coloque um capacitor cerâmico de 100 nF próximo ao pino VCC do sensor para suprimir ruído da alimentação.
FG-3C
O FG-3C é um magnetômetro fluxgate de 1 eixo com um modo de saída configurável. O modo de saída é selecionado pela configuração dos pinos na inicialização.
Modos de Saída
| Modo | Saída | Observações |
|---|---|---|
| UART | Texto serial digital a 115200 baud | Valor do campo em nT como texto ASCII |
| Analógico | Tensão proporcional ao campo | Adequado para ADC ou osciloscópio |
| PWM | Ciclo de trabalho PWM proporcional ao campo | Adequado para captura simples em MCU |
Pinagem Documentada
| Pino | Função |
|---|---|
| 1 | VCC (5 V regulado) |
| 2 | GND |
| 3 | Seleção de modo / Saída analógica |
| 4 | UART TX (no modo UART) / Saída PWM |
| 5 | Seleção de modo |
As funções dos pinos para modos não-UART não estão totalmente documentadas publicamente. Consulte o datasheet do FG-3C ou entre em contato com a FG Sensors para a tabela de configuração completa.
Fiação no Modo UART
Conecte o Pino 4 (UART TX) do FG-3C ao pino RX do seu MCU ou adaptador USB-UART.
FG-3C Pin 4 (TX) ──────► MCU RX
FG-3C Pin 1 (VCC) ─────► 5 V
FG-3C Pin 2 (GND) ─────► GND
- Taxa de baud: 115200
- Dados: 8N1
- Saída: texto ASCII, valor do campo em nT
O Pino 4 é um sinal UART de 5 V. Conecte a um MCU de 3,3 V somente por meio de um conversor de nível ou divisor de tensão.
FG-4
O FG-4 é um magnetômetro fluxgate de 3 eixos que fornece três canais independentes de saída em frequência — um por eixo (X, Y, Z) — além de uma saída de termistor NTC para compensação de temperatura.
Pinout do Conector
O FG-4 utiliza um conector de 10 pinos com duas colunas:
| Pino esquerdo | Pino direito |
|---|---|
| GND NTC | NTC |
| GND X | OUT X |
| GND Y | OUT Y |
| GND Z | OUT Z |
| +5V | +5V |
Habilitação de Eixos — Design Comutado por GND
A alimentação +5 V abastece todos os eixos a partir de um barramento de alimentação compartilhado. Para habilitar um eixo específico, é necessário conectar GND ao pino GND daquele eixo:
- Ler apenas X → conectar GND a GND X
- Ler os três eixos → conectar GND a GND X, GND Y e GND Z
Os três eixos podem interferir entre si quando ativos simultaneamente. Para a maior qualidade de medição, leia um eixo por vez. A leitura simultânea dos três eixos é possível se necessário para sua aplicação.
Saída de Temperatura NTC
A saída do termistor NTC usa um divisor de tensão formado por TH1 (10 kΩ 1%) em série com R19 (10 kΩ 1%) entre +5 V e GND.
| Condição | Tensão de Saída NTC |
|---|---|
| 25 °C | ~2,5 V |
| Abaixo de 25 °C | Diminui |
| Acima de 25 °C | Aumenta |
Conecte o pino NTC a uma entrada ADC do seu MCU para ler a temperatura. Conecte GND NTC ao terra de sinal.
Trigger de Schmitt / Conversão de Nível
Um trigger de Schmitt nas linhas OUT não é estritamente necessário, mas é recomendado para bordas digitais limpas — especialmente em cabos mais longos. Na MAG-BOARD, o trigger de Schmitt também atua como conversor de nível, traduzindo a saída PWM de 5 V do FG-4 para o nível lógico de 3,3 V exigido pelo ESP32.
Se estiver integrando o FG-4 diretamente em um sistema de 3,3 V sem a MAG-BOARD, adicione um conversor de nível ou divisor de tensão resistivo em cada linha OUT.
Notas Práticas
- São necessários três canais independentes de timer/contador no MCU — um por eixo
- Todas as três saídas são lógica de 5 V; aplique conversão de nível para sistemas de 3,3 V
- Os três eixos são ortogonais e alinhados de fábrica — não gire o corpo do sensor em relação ao referencial de medição
- A fonte de alimentação deve ser limpa e regulada; os três eixos compartilham uma alimentação +5 V comum
Boas Práticas Gerais de Fiação
- Sempre use uma fonte de 5 V regulada — a precisão do sensor é afetada pelo ruído da alimentação
- Mantenha a fiação do sensor longe de trilhas de alta corrente ou reguladores de chaveamento
- Para sistemas com múltiplos sensores (gradiômetros), use cabos blindados separados para cada sensor e garanta uma referência GND comum
- Rotule todos os cabos dos sensores nas duas extremidades para evitar confusão de eixos em configurações com múltiplos eixos ou sensores