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Sensor de velocidade Magnetorresistivo, aplicações, funcionamento e testes

Veículos com avaria no sistema de frenagem ABS (Anti-lock Braking System) adentram nas oficinas mecânicas e a luz espia acesa no painel de instrumentos geralmente aponta para defeitos nas velocidades das rodas

Por Diogo Vieira

Comparado ao sistema de injeção de combustível, o ABS possui uma eletrônica simples, entretanto ainda gera dúvidas entre os reparadores, principalmente quanto ao teste dos sensores. Nesta matéria, vamos entender como funciona o sensor de velocidade magnetorresistivo(MR), que é o sensor mais comum nos veículos fabricados a partir de 2014.

Figura 1

Sensor magnetorresistivo

Este sensor é classificado como um sensor ativo, ou seja, precisa de alimentação externa para funcionar.  Os magnetorresistivos são os mais aplicados devido a sua precisão e eficiência.  Para se ter uma ideia de como esta tecnologia é precisa, sensores deste tipo foram usados para controlar os acionamentos elétricos do Rover Curiosity, o veículo planetário que pousou em Marte no ano de 2012!

A sua função é captar a velocidade da roda e a direção, transformar em impulsos elétricos e enviar para a UCE (Unidade de Comando Eletrônico) do ABS.  A UCE, munida das informações de velocidade e direção de cada roda, gerencia a pressão do fluido de freio no momento da frenagem, evitando assim o travamento das rodas. Figura 2

O ambiente no qual o sensor está montado é muito agressivo:  recebe o calor das rodas, pode sofrer choque térmico ao passar em uma poça d’água, vibrações, etc. O sensor é preparado para este ambiente hostil usando matéria-prima de boa qualidade, impermeável e um circuito elétrico estável que não sofre com estes fatores externos, mantendo sua estabilidade elétrica. 

Então fica a primeira dica: muito cuidado com os sensores MR importados, muitos são de baixa qualidade e poderão ser uma grande dor de cabeça para o reparador automotivo.

Princípio de funcionamento

Temos um disco ou anel multipolar que geralmente fica preso a um rolamento de roda do veículo.  Apontado para este material magnético, um sensor magnetorresistivo (MR) conforme a Figura 3.

Chamamos de anel multipolar porque o material magnético usado dispõe de muitos ímãs arranjados de forma que os polos Norte e Sul fiquem alternados entre si e no formato de um círculo.  O material magnetorresistivo do sensor lê a variação do campo magnético quando o disco entra em movimento e sofre uma variação de resistência.  Um circuito eletrônico dentro do sensor amplifica este sinal e envia um sinal digital à UCE.Figura 3

Na prática

O sensor MR recebe dois fios que vem diretamente da UCE. Nestes fios, há uma tensão que geralmente só poderá ser medida se o Sensor MR estiver conectado.

 Sobre o valor de tensão, varia de acordo com cada fabricante.  Na prática vemos valores que se aproximam da tensão de bateria, isto em carros nacionais.

Alguns instrutores de cursos de formação mostram testes nestes sensores com um voltímetro.  Aqui usaremos imagens de um Osciloscópio, pois julgamos ser o melhor equipamento para os testes, devido a baixa amplitude de variação de tensão e corrente gerada pelo sensor.  A Figura 4 mostra um sinal que foi capturado no Uno 1.4.

DiagnósticoFigura 4

O primeiro passo é acessar a memória do veículo e buscar algum código de falha (DTC).  Em seguida, o reparador deverá entrar no “modo contínuo” do seu scanner e encontrar os parâmetros de leitura das quatro rodas.  Com o veículo parado ou em movimento, as velocidades deverão apresentar o mesmo valor.  Lembrando a todos que o teste de rodagem do veículo NUNCA deverá ser executado com o reparador ao volante.  Um outro profissional deverá guiar o veículo enquanto o técnico verifica os valores na tela do scanner.  A roda que apresentar um valor diferente das demais deverá ter seu circuito testado pelo reparador.

Um defeito muito comum em sensores de rodas dianteiros é falta de fixação dos cabos dos sensores na torre do amortecedor.  Serviços mal feitos de suspensão deixam estes cabos soltos e com o tempo eles se rompem e geram códigos de falha.  A inspeção visual dos cabos é essencial nesta etapa do diagnóstico.

Para um teste rápido do sensor MR e integridade do chicote, remova-o do seu alojamento e passe um pequeno ímã na sua extremidade. No scanner, valores de velocidade podem ser vistos quando este procedimento for realizado.Figura 5

Com o sensor conectado, meça a tensão que chega nos dois fios.  O valor geralmente é igual nas quatro rodas.  Caso uma roda apresente um valor divergente, a fiação até a UCE deverá ser testada.

Nunca meça a resistência do sensor.  Isto pode danificá-lo permanentemente!

O diagnóstico com osciloscópio nos dá uma ideia geral de como está o circuito elétrico do ABS.  Na Figura 5, vemos uma falha que se repete ciclicamente, alguns dentes que faltam no sinal. Todos os polos Norte e Sul do anel multipolar são iguais, portanto esta falha não deveria existir. O defeito se encontrava no anel multipolar. Trocamos o rolamento de roda e o problema foi resolvido.

Brincar ou testar?

Vamos agora a um teste prático do anel multipolar. Como? Usaremos um brinquedo chamado “lousa mágica”. 

A “Lousa mágica” é composta de uma tela com partículas magnéticas minúsculas suspensas em um gel especial.  A “caneta mágica” que vem junto ao brinquedo é um bastão com um pequeno ímã na sua ponta.  Quando passamos a caneta na tela, o ímã da ponta da caneta atrai as minúsculas partículas e forma um desenho que vai depender do traço que foi executado. 

Pensar engenharisticamente! Sabendo como é constituído o anel multipolar e de posse da teoria de como funciona o brinquedo, temos um bom teste prático a ser realizado na oficina.  A ideia é que passemos a superfície externa do anel multipolar sobre a lousa.  Os ímãs do anel atrairão as partículas magnéticas e um desenho será formado.  Se tivermos problemas em algum ímã, provavelmente veremos a falha na lousa.  Veja os exemplos na Figura 6 e Figura 7.

Figura 6

Figura 7

Estes são os principais testes que poderão ser executados na oficina.  Esperamos que as informações sejam úteis ao reparador.

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