PEDAL ELETRÔNICO P/ MAQUINA DE COSTURA – INICIANDO EXPERIMENTOS C/ SENSOR HALL E PIC 12F675 (REF180)

Uma possível opção para os pedais de máquinas de costura sem usar potenciômetro e seus problemas…

A maioria das maquinas de costura domésticas (não as profissionais) usam um pequeno motor universal (com escovas) aclopado. Para variar a rotação, alguns modelos mais antigos usavam um potenciômetro de carvão, feito de laminas de carvão sobrepostas em um ‘sanduíche’. Ao ser pressionado, reduzia sua resistência e aumentava o giro do motor. As mais modernas já usam um pequeno dimmer eletrônico, com um potenciômetro que altera seu valor a medida que se pisa no pedal. Mas, como todo bom potenciômetro, com o tempo apresenta maus contatos, quer pela sujeira que se acumula na sua pista, quer por desgastes mecânicos, tendo que ser substituido.
Pensando nisso, surgiu a ideia da substituir este potenciômetro por algo que não sofresse desgaste mecânico, o que seria bem interessante. Após alguns testes, chegou-se ao seguinte esquema:

Foi decidido pelo uso do sensor Hall, do tipo ‘ponte’. O sensor Hall básico é um resistor que sofre alteração do valor de sua resistência elétrica ao ser colocado sob campo magnético. Quanto maior a força magnética, maior será a alteração.
No caso de uma ‘ponte’ Hall, temos dentro dela 4 resistores ligados para formarem uma ponte resistiva própria para medição. Lembra muito as ‘pontes de Wheatstone’ com potenciômetros.
O sensor Hall usado foi retirado de um motor de um antigo videocassete, com dimensões bem reduzidas, de comprimento = 3mm, largura = 1,8 mm e espessura de alguns décimos de mm. Não consegui achar nenhuma identificação nele. Mas medindo seus pinos entre sí com um ohmímetro encontrei resistência ôhmica aproximada de 380 ohms. Tentei procurar na internet, mas o que mais se aproximou em aparência foi o THS117. Creio que qualquer sensor Hall de 4 pinos, que seja em ponte, irá funcionar, tendo que no máximo acertar o valor do resistor ligado ao +vcc, de 1K para um valor que entregue aos pinos do pic uma tensão abaixo de 1,2 volts. Com o Hall usado e um imã encostado no sensor, no pino 6 do pic foi obtido 650 milivolts e no pino 7, por volta 966 milivolts. Isto está bem dentro da faixa máxima de 1,20 volts.
Como pode ser observado, o circuito é alimentado por uma ‘FAST’ (fonte de alimentação sem transformador), para reduzir os custos. Nunca é demais lembrar das normas de segurança ao manusear este tipo de circuito, que podem levar a choques, lesões por movimentos rápidos ocasionados por choque e até eletrocussão.
O circuito é um típico dimmer AC, cujo período que mantém o motor ligado é dependente do valor obtido na medição da ponte Hall.
Para ler a tensão de cada lado da ponte Hall, usa-se os conversores analógicos/digitais internos do pic. Sempre será subtraído o valor da entrada maior da menor, ou seja, aproveitamos apenas o ‘módulo’ da medição, uma vez que não nos interessa se o polo do imã foi montado com norte ou sul próximo do sensor.

O sistema poderá ser montado em uma caixa metálica ou mesmo plastica de boa qualidade, onde se pode aparafusar um pedal com um dobradiça pequena. Pode ser colado um imã pequeno no pedal e logo abaixo, na caixa, localizar o sensor Hall. Ao pressionar o pedal, deverá aproximar o imã do sensor. Não esqueça de colocar algum tipo de limitador para que o imã não esmague o sensor no seu curso final. Regule para que, ao pisar no máximo, fique uma distância de 2 a 3 mm entre o imã e o sensor. Ao soltar o pedal, deverá ter molas de retorno e também um batente que permita que o imã se afaste do sensor por volta de 30 mm, para ocorrer o pleno desligamento.

Antes de usar o sistema, precisamos programar o ponto de aproximação máximo do imã em relação ao sensor. Primeiro, coloque uma lampada de 60 w no lugar do motor.
Ligue o sistema a rede, e acione o pedal ao máximo (imã próximo 2 a 3 mm do sensor). Aperte o botão ‘prog’. A lampada deverá acender a pleno brilho. Soltando o pedal lentamente, o brilho vai diminuindo proporcionalmente. Sem pisar no pedal, a lampada deverá ficar apagada. Caso tenha ainda algum brilho, regule o batente de retorno para aumentar um pouco mais a distância entre o imã e o sensor. Feito este teste, já podemos retirar a lampada usada na programação e religar o motor para testar o funcionamento na própria máquina de costura.
O triac não necessitam de dissipador se usados com motores de até 300 watts. O triac usado foi o BT139-600E, mas poderá ser usado o TIC226 ou similares.

Obs. Esta montagem é experimental, sendo realizada apenas em placa de teste do tipo ‘protoboard’, sujeita a bugs ainda não observados. Estão sendo fornecido os arquivos que poderão ser alterados conforme a necessidade do hobista. Nunca é demais avisar sobre a necessidade de atenção ao manusear este circuito, visto que trabalha com tensões perigosas. Nunca grave o pic ‘in-circuit’, pois a alta tensão poderá danificar seu programador e tudo o mais que estiver ligado, além do risco de curtos e eletrocussão. Grave o pic fora e depois o insira no circuito (soldando ou usando um soquete de 8 pinos).

Segue pasta com os arquivos desta montagem:

pedal_maq_cost

Segue abaixo um vídeo caseiro do funcionamento desta montagem em breadboard:

Manuais:
Sensor Hall – princípio de funcionamento
PIC12f675

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Até o próximo artigo!!!