Arquiteturas de Sistema
Esta página descreve as principais arquiteturas de integração para os produtos FG Sensors. Cada arquitetura é adequada para um caso de uso diferente — use os resumos e notas de "quando usar" para identificar a abordagem certa para sua aplicação.
Arquitetura 1 — FG-3+ / FG-4 para Microcontrolador
Um único FG-3+ ou FG-4 conecta-se diretamente a um microcontrolador com capacidade de contagem de frequência/período. O MCU calcula o valor do campo e o passa para o software host via USB serial.
flowchart LR
A([FG-3+ / FG-4\nSensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[MCU\nArduino / ESP32\nTimer input capture]
B -->|USB Serial\nor UART| C[Host Software\nSerial terminal\nPython / MATLAB]
C --> D[(Storage\nor Display)]
Cadeia de sinal: Sensor → contagem de frequência → valor de campo no firmware → saída serial → software host
Quando usar esta arquitetura:
- Sistemas de medição embarcados personalizados
- Aquisição de dados mono-eixo ou 3 eixos de baixo custo
- Projetos onde você precisa de controle direto sobre a taxa de amostragem e processamento
- Integração com plataformas baseadas em MCU existentes (drones, ROVs, robótica)
Para medições de 3 eixos, use três sensores FG-3+ montados ortogonalmente, ou um único FG-4. Cada eixo requer um canal de timer/contador no MCU.
Arquitetura 2 — Sensor com Placa de Circuito Conversor para ADC / DAQ
A Placa de Circuito Conversor converte a saída de frequência do FG-3+ em tensão analógica, permitindo conexão direta a qualquer sistema de aquisição de dados analógico.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[Converter\nCircuit Board\nFrequency → Voltage]
B -->|Analog voltage\nproportional to field| C[ADC / DAQ / PLC\nor Oscilloscope]
C --> D[(Data Logger\nor Control System)]
Cadeia de sinal: Sensor → conversão frequência-tensão → entrada analógica → ADC/DAQ → armazenamento ou controle
Quando usar esta arquitetura:
- Conexão a hardware DAQ analógico existente (NI, Measurement Computing, etc.)
- Integração com PLCs com módulos de entrada analógica
- Monitoramento de campo baseado em osciloscópio
- Sistemas onde adicionar um microcontrolador não é prático
- Aplicações que já possuem cadeias de sinal analógico
A Placa de Circuito Conversor elimina a necessidade de contagem de frequência no sistema downstream. A compensação é um estágio de hardware adicional e uma possível redução na faixa dinâmica em comparação com a medição digital direta.
Arquitetura 3 — Integração Direta UART ou Analógica do FG-3C
O FG-3C fornece uma saída totalmente digital ou pronta para analógico, tornando-o o caminho de integração mais simples para medições de eixo único.
flowchart LR
A([FG-3C Sensor]) -->|UART 115200 baud\nASCII nT values| B[MCU RX pin\nor USB-UART bridge]
A -->|Analog voltage\nor PWM| C[ADC input\nor DAQ channel]
B --> D[Host Software\nor PC serial terminal]
C --> D
Cadeia de sinal (UART): Pin 4 TX do FG-3C → RX do MCU → análise de string → valor de campo em nT
Cadeia de sinal (analógico): Saída analógica do FG-3C → ADC → valor de campo via calibração
Quando usar esta arquitetura:
- Medição de eixo único com hardware mínimo
- Prototipagem rápida — sem firmware de contagem de frequência necessário
- Aplicações onde um MCU ou PC com capacidade UART está disponível
- Instalações com baixo número de componentes
O modo UART fornece uma saída digital calibrada diretamente em nT — o caminho mais simples para uma medição calibrada sem escrever firmware de processamento de sinal.
Arquitetura 4 — Sensores para FGA Logger (Registro Autônomo)
O FGA Logger gerencia internamente toda a leitura dos sensores, registro de data/hora GPS e registro de dados. Nenhum MCU externo ou computador host é necessário durante o levantamento.
flowchart LR
A([Bartington Sensors\nB1 - 3 axes\nB2 - 3 axes]) -->|Frequency\npulse inputs| B[FGA Logger\nESP32 + GPS + SD]
B -->|USB-C serial\nor DB9 UART| C[PC / Host System\nReal-time stream]
B -->|FAT32 CSV\nmicroSD card| D[(SD Card\nCSV files)]
D --> E[PolarWave DATA\nor QGIS\nor Python]
C --> E
Cadeia de sinal: Sensores → FGA Logger → CSV no cartão SD ou USB serial → software de análise
Quando usar esta arquitetura:
- Levantamentos de campo que requerem dados magnéticos georreferenciados por GPS
- Levantamentos de gradiômetro montados em drones ou veículos
- Registro autônomo sem um PC conectado
- Aplicações que requerem dados multi-eixo com carimbos de tempo e coordenadas GPS
- Integração com PolarWave DATA para mapeamento de anomalias
Esta é a arquitetura recomendada para aplicações de levantamento de campo. O FGA Logger lida com toda a complexidade de hardware — você só precisa processar os arquivos CSV resultantes.
Arquitetura 5 — Gradiômetro DIY com MAG-BOARD
O MAG-BOARD gerencia dois conjuntos de sensores FG-3+ e fornece um display em tempo real e saída serial, formando um gradiômetro portátil autônomo.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor 1\nTop]) -->|Frequency| B[MAG-BOARD\nESP32 firmware]
C([FG-3+ Sensor 2\nBottom]) -->|Frequency| B
B --> D[LCD Display\nReal-time readout]
B -->|USB Serial| E[PC / Data Logger]
Cadeia de sinal: Dois conjuntos FG-3+ → MAG-BOARD → display LCD + saída USB serial
Quando usar esta arquitetura:
- Levantamentos com gradiômetro portátil ou montado em bastão
- Construções DIY usando o Kit Gradiômetro Completo ou o Kit Magnetômetro 3 Eixos Profissional
- Aplicações que requerem feedback visual imediato no campo
- Configurações educacionais e de laboratório
Comparação de Arquiteturas
| Arquitetura | Eixos | GPS | Autônomo | Melhor Para |
|---|---|---|---|---|
| FG-3+/FG-4 → MCU | 1–3 | Não | Não | Sistemas embarcados personalizados |
| Sensor → Conversor → ADC | 1 | Não | Não | Integração DAQ analógico / PLC |
| FG-3C → UART/Analógico | 1 | Não | Não | Saída digital simples de eixo único |
| FGA Logger | Até 6 (2×3) | Sim | Sim | Levantamentos de campo, registro GPS |
| Gradiômetro MAG-BOARD | 2×3 | Não | Semi | Gradiômetro DIY, uso em campo |