Como hacer un sensor de magnetismo
NATURALEZA DEL MAGNETISMO
Dos cargas eléctricas en reposo ejercen fuerza una sobre la otra, de acuerdo con la ley de Coulomb. Cuando las cargas se encuentran en movimiento, las fuerzas son diferentes y se acostumbra atribuir las diferencias a las fuerzas magnéticas que tienen lugar entre cargas en movimiento, además de las fuerzas eléctricas entre ellas.
Con esta interpretación, la fuerza total sobre una carga Q en un tiempo y lugar determinados, puede dividirse en dos partes: una fuerza eléctrica que depende sólo del valor de Q y una fuerza magnética que depende de la velocidad v de la carga así como de Q.
En realidad, existe una sola interacción entre las cargas, la interacción electromagnética. La teoría de la relatividad proporciona el vínculo existente entre las fuerzas eléctrica y magnética: así como la masa de un objeto que se mueve con respecto a un observador es mayor que la masa del objeto en reposo, la fuerza eléctrica entre dos cargas aparece alterada para un observador cuando las cargas se mueven con respecto a él. El magnetismo no difiere de la electricidad como difiere, por ejemplo, la gravedad. A pesar de la unidad de la interacción electromagnética, resulta conveniente para muchos propósitos tratar por separado los efectos eléctricos y los magnéticos.
CAMPO MAGNÉTICO
Un campo magnético B está presente dondequiera que una carga en movimiento sufre la acción de una fuerza magnética. La dirección B en un lugar determinado es aquélla a lo largo de la cual puede moverse una carga sin experimentar una fuerza magnética; a lo largo de cualquier otra dirección, la carga sufriría la acción de dicha fuerza. La magnitud de B es numéricamente igual a la fuerza sobre una carga de 1 C que se desplaza a 1 m/s en dirección perpendicular a B.
La unidad del campo magnético es el tesla (T), donde:
Amplificador operacional como comparador
Un Amplificador Operacional puede ser utilizado para determinar cual de dos señales en sus entradas es mayor. (se utiliza como comparador). Basta con que una de estas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (-Vsat).
Esto se debe a que el operacional se utiliza en lazo abierto (tiene ganancia máxima). La ganancia de un amplificador operacional es de 200,000 o más y la fórmula de la señal de salida es:
Vout = AOL (V1 – V2), donde:
Vout = tensión de salida
AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto (200,000 o más)
V1 y V2 = tensiones de entrada (las que se comparan)
Vout no puede exceder la tensión de saturación del amplificador operacional, sea esta saturación negativa o positiva. normalmente este valor es aproximadamente unos 2 voltios menor que el valor de la fuente (V+ ó V- )
Circuito LC
Circuito LC o circuito resonante u Oscilador LC es un circuito formado por una bobina L y un condensador eléctrico C. En el circuito LC hay una frecuencia para la cual se produce un fenómeno de resonancia eléctrica, la que se denomina frecuencia de resonancia, en ese momento la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva. Por lo tanto, la impedancia será mínima e igual a la resistencia óhmica.
Descripcion del sensor
El rastreador basado en magnetismo es básicamente un analizador de resonancia eléctrica que mide la frecuencia o período de tiempo de un circuito LC. La frecuencia de resonancia de un circuito LC es constante, sin embargo se harán unos ajustes y se emplearan algunos de los trucos descubiertos en los experimentos para obtener datos exactos, y así cuando el artefacto se someta a fuerzas magnéticas sera capaz de predecir la orientación e intensidad del magnetismo a consecuencia de la variación harmónica del circuito LC.
Unificación del circuito harmónico y el comparador
Debido a que el circuito LC genera frecuencias senoidales, y de amplitud variable, se debe de acomodar todas las atribuciones del circuito, para ello se usa el comparador que finalmente llegaran a un microcontrolador donde serán procesados los datos.
El diagrama de configuración es la siguiente:
Funcionamiento
Todo comienza en la terminal de entrada, donde se aplica fuerza electromotriz, luego se utiliza D1 para evitar que la exitación harmónica sea regresada al terminal donde se otorgo la energia para la activacion resonante del circuito LC, cuando el circuito tanque recibe energía inicia la oscilación y sera transformada a una onda cuadrada por el comparador.
Cuando todo el circuito se encuentre sincronizado el inductor sera el que interactue con las fuerzas magnéticas pero no es suficientemente estable para dar conclusiones aceptables.
Para llegar a conclusiones adecuadas se tiene que perfeccionar el sensor, si se utiliza un inductor común y corriente obtendremos datos con margen de error alto.
Como determinar la orientación magnética de un objeto donde esta el polo norte y el poco sur?
Un inductor fabricado con núcleo de ferrita según estadísticas realizadas en el laboratorio demuestra que el artefacto sera capaz de variar su resonancia en presencia de materiales ferromagnéticos al igual que un imán de neodimio o de cerámica, entonces se ha llegado a una hipótesis donde se define que es imposible detectar orientación magnética con componentes comunes sin embargo se ha descubierto otro método estable a continuación se describen los experimentos:
Calibración del sensor
Puedes reciclar los inductores de placas electrónicas aquí tienes algunos modelos:
Ahora observe y ejecute el siguiente experimento: tome un iman en la cual se manifieste el siguiente flujo de campo:
Dos cargas eléctricas en reposo ejercen fuerza una sobre la otra, de acuerdo con la ley de Coulomb. Cuando las cargas se encuentran en movimiento, las fuerzas son diferentes y se acostumbra atribuir las diferencias a las fuerzas magnéticas que tienen lugar entre cargas en movimiento, además de las fuerzas eléctricas entre ellas.
Con esta interpretación, la fuerza total sobre una carga Q en un tiempo y lugar determinados, puede dividirse en dos partes: una fuerza eléctrica que depende sólo del valor de Q y una fuerza magnética que depende de la velocidad v de la carga así como de Q.
En realidad, existe una sola interacción entre las cargas, la interacción electromagnética. La teoría de la relatividad proporciona el vínculo existente entre las fuerzas eléctrica y magnética: así como la masa de un objeto que se mueve con respecto a un observador es mayor que la masa del objeto en reposo, la fuerza eléctrica entre dos cargas aparece alterada para un observador cuando las cargas se mueven con respecto a él. El magnetismo no difiere de la electricidad como difiere, por ejemplo, la gravedad. A pesar de la unidad de la interacción electromagnética, resulta conveniente para muchos propósitos tratar por separado los efectos eléctricos y los magnéticos.
CAMPO MAGNÉTICO
Un campo magnético B está presente dondequiera que una carga en movimiento sufre la acción de una fuerza magnética. La dirección B en un lugar determinado es aquélla a lo largo de la cual puede moverse una carga sin experimentar una fuerza magnética; a lo largo de cualquier otra dirección, la carga sufriría la acción de dicha fuerza. La magnitud de B es numéricamente igual a la fuerza sobre una carga de 1 C que se desplaza a 1 m/s en dirección perpendicular a B.
La unidad del campo magnético es el tesla (T), donde:
Amplificador operacional como comparador
Un Amplificador Operacional puede ser utilizado para determinar cual de dos señales en sus entradas es mayor. (se utiliza como comparador). Basta con que una de estas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (-Vsat).
Esto se debe a que el operacional se utiliza en lazo abierto (tiene ganancia máxima). La ganancia de un amplificador operacional es de 200,000 o más y la fórmula de la señal de salida es:
Vout = AOL (V1 – V2), donde:
Vout = tensión de salida
AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto (200,000 o más)
V1 y V2 = tensiones de entrada (las que se comparan)
Vout no puede exceder la tensión de saturación del amplificador operacional, sea esta saturación negativa o positiva. normalmente este valor es aproximadamente unos 2 voltios menor que el valor de la fuente (V+ ó V- )
Circuito LC
Circuito LC o circuito resonante u Oscilador LC es un circuito formado por una bobina L y un condensador eléctrico C. En el circuito LC hay una frecuencia para la cual se produce un fenómeno de resonancia eléctrica, la que se denomina frecuencia de resonancia, en ese momento la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva. Por lo tanto, la impedancia será mínima e igual a la resistencia óhmica.
F=1/2π√LC
Descripcion del sensor
El rastreador basado en magnetismo es básicamente un analizador de resonancia eléctrica que mide la frecuencia o período de tiempo de un circuito LC. La frecuencia de resonancia de un circuito LC es constante, sin embargo se harán unos ajustes y se emplearan algunos de los trucos descubiertos en los experimentos para obtener datos exactos, y así cuando el artefacto se someta a fuerzas magnéticas sera capaz de predecir la orientación e intensidad del magnetismo a consecuencia de la variación harmónica del circuito LC.
Unificación del circuito harmónico y el comparador
Debido a que el circuito LC genera frecuencias senoidales, y de amplitud variable, se debe de acomodar todas las atribuciones del circuito, para ello se usa el comparador que finalmente llegaran a un microcontrolador donde serán procesados los datos.
El diagrama de configuración es la siguiente:
Funcionamiento
Todo comienza en la terminal de entrada, donde se aplica fuerza electromotriz, luego se utiliza D1 para evitar que la exitación harmónica sea regresada al terminal donde se otorgo la energia para la activacion resonante del circuito LC, cuando el circuito tanque recibe energía inicia la oscilación y sera transformada a una onda cuadrada por el comparador.
Cuando todo el circuito se encuentre sincronizado el inductor sera el que interactue con las fuerzas magnéticas pero no es suficientemente estable para dar conclusiones aceptables.
Para llegar a conclusiones adecuadas se tiene que perfeccionar el sensor, si se utiliza un inductor común y corriente obtendremos datos con margen de error alto.
Como determinar la orientación magnética de un objeto donde esta el polo norte y el poco sur?
Un inductor fabricado con núcleo de ferrita según estadísticas realizadas en el laboratorio demuestra que el artefacto sera capaz de variar su resonancia en presencia de materiales ferromagnéticos al igual que un imán de neodimio o de cerámica, entonces se ha llegado a una hipótesis donde se define que es imposible detectar orientación magnética con componentes comunes sin embargo se ha descubierto otro método estable a continuación se describen los experimentos:
Calibración del sensor
Puedes reciclar los inductores de placas electrónicas aquí tienes algunos modelos:
El artefacto final tendrá este aspecto nótece el modelo que se ha preferido para el instrumento su campo magnético es idéntico al modelo anterior de campo:
Aquí tienes otro modelo:
Que sucederá al ser sometido a fuerzas magnéticas? El detector sera capaz de informar sobre el polo que actúa sobre el sensor, disminuyendo la frecuencia harmónica del circuito tanque o incrementado su resonancia al interactuar con el polo opuesto del objetivo, perfecto ahora el dispositivo puede detectar orientación y magnitud de fuerzas magnéticas.
Convertir aun mas cuántico el artefacto para poder detectar los polos magéniticos del planeta azul
Toda la experimentación anterior no es suficiente para los ufologos que realizan investigaciones conspirativas sobre fenómenos que ocurren a los alrededores de la naturaleza, es necesario si y solo si la perfecccion del artefacto.
En el menu de experimentos encontraras como lograr detectar los polos magneticos del planeta, aqui solo se demuestra su funcionamiento y una pequeña instroducción.
Ahora lo mas importante para que este artefacto funcione presentamos el código para microcontroladores AVR.
double pulse;
void setup()
{
pinMode(11,INPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
digitalWrite(8,HIGH);
delayMicroseconds(5000);
digitalWrite(8,LOW);
delayMicroseconds(100);
pulse = pulseIn(11,HIGH);
double C=0.88E-6;//aqui se configura el valor conocido del capacitor el presente tiene un valor de 0.88 uF
double frecuencia=1.E6/(pulse*2);//La inversa del periodo es igual a la frecuencia
double L=1.E6/(frecuencia*frecuencia*4.*9.8696*C);//formula del circuito LC despejada para calcular L
Serial.print("F: ");
Serial.print(frecuencia);
Serial.print(" hz");
Serial.print(" - ");
Serial.print("L: ");
Serial.print(L);//aqui mostrara la variacion del sensor
Serial.println(" uH");
}
Aquí tienes otro modelo:
Que sucederá al ser sometido a fuerzas magnéticas? El detector sera capaz de informar sobre el polo que actúa sobre el sensor, disminuyendo la frecuencia harmónica del circuito tanque o incrementado su resonancia al interactuar con el polo opuesto del objetivo, perfecto ahora el dispositivo puede detectar orientación y magnitud de fuerzas magnéticas.
Convertir aun mas cuántico el artefacto para poder detectar los polos magéniticos del planeta azul
Toda la experimentación anterior no es suficiente para los ufologos que realizan investigaciones conspirativas sobre fenómenos que ocurren a los alrededores de la naturaleza, es necesario si y solo si la perfecccion del artefacto.
En el menu de experimentos encontraras como lograr detectar los polos magneticos del planeta, aqui solo se demuestra su funcionamiento y una pequeña instroducción.
Ahora lo mas importante para que este artefacto funcione presentamos el código para microcontroladores AVR.
double pulse;
void setup()
{
pinMode(11,INPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
digitalWrite(8,HIGH);
delayMicroseconds(5000);
digitalWrite(8,LOW);
delayMicroseconds(100);
pulse = pulseIn(11,HIGH);
double C=0.88E-6;//aqui se configura el valor conocido del capacitor el presente tiene un valor de 0.88 uF
double frecuencia=1.E6/(pulse*2);//La inversa del periodo es igual a la frecuencia
double L=1.E6/(frecuencia*frecuencia*4.*9.8696*C);//formula del circuito LC despejada para calcular L
Serial.print("F: ");
Serial.print(frecuencia);
Serial.print(" hz");
Serial.print(" - ");
Serial.print("L: ");
Serial.print(L);//aqui mostrara la variacion del sensor
Serial.println(" uH");
}
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