O que é um sensor indutivo?

Um sensor indutivo é um dispositivo eletrônico capaz de detectar alvos metálicos sem contato físico. Além de metais ferrosos, como o ferro e o aço, esses sensores também podem detectar metais não ferrosos, como alumínio, latão e cobre (Figura 1). No entanto, a detecção de metais não ferrosos geralmente reduz o alcance de sensibilidade do sensor.

Figura 1 – Detecção de diferentes tipos de metais

Fonte: https://www.realpars.com/blog/inductive-sensor

Como funciona um sensor indutivo?

O funcionamento de um sensor indutivo baseia-se na criação de um campo eletromagnético que é emitido a partir da face do sensor (Figura 2). Quando o alvo metálico se aproxima do sensor, ele causa uma perturbação no campo eletromagnético, o que ativa a saída do sensor e acende um indicador luminoso.

Figura 2 – Partes do sensor

Fonte: https://www.realpars.com/blog/inductive-sensor

Princípio de funcionamento (Figura 3):

O sensor indutivo utiliza um oscilador em conjunto com uma bobina localizada na extremidade do dispositivo para gerar um campo eletromagnético variável.
Quando um material metálico entra nesse campo, ocorre uma dispersão na energia do campo, o que reduz a amplitude do sinal proveniente do oscilador.
O circuito de disparo do sensor detecta essa redução no sinal e fornece uma tensão de saída (resposta lógica) quando o sinal atinge um nível muito baixo, indicando a presença do objeto metálico.

Figura 3 – Funcionamento do sensor indutivo

Fonte: https://automacaoexpert.com/sensor-indutivo/

Características elétricas

Tensão de operação:

AC (Corrente Alternada): Operam com tensões de 127V ou 220V.

DC (Corrente Contínua): Operam com tensões que variam de 5V a 30V.

Lógica de chaveamento:

Normalmente Aberto (NA): O circuito permanece aberto (sem condução) até que um objeto metálico seja detectado.
Normalmente Fechado (NF): O circuito permanece fechado (conduzindo) até que um objeto metálico seja detectado, interrompendo o circuito.

Configuração de saída:

PNP: Quando o sensor detecta um objeto metálico, ele conecta a saída à tensão positiva.
NPN: Quando o sensor detecta um objeto metálico, ele conecta a saída ao terra (GND).

Implementação do Sensor Indutivo na Categoria Trekking

A implementação do sensor LJ18A3-8-Z/CX, é um aspecto importante do funcionamento do robô Frederico para participar da categoria Trekking (indicar reels), porque ele nos fornece um feedback da detecção do marco.

Aspectos de funcionamento

Tipo de Saída: NPN (normalmente aberto).
Alcance de Detecção: 8 mm.
Tensão de Operação: 5-36V DC.
Corrente de Saída: Até 300 mA.
Frequência de Chaveamento: 100 Hz.

Conexão do Sensor ao Circuito

O sensor LJ18A3-8-Z/CX possui três fios:

Marrom (V+): Conecte à tensão positiva da fonte de alimentação (6-36V DC).
Azul (GND): Conecte ao terra da fonte de alimentação.
Preto (Saída): Conecte à entrada do microcontrolador ou ao circuito de controle.

Conexão com Arduino

V+ (Marrom): Conecte ao pino 5V ou Vin do Arduino (dependendo da tensão de operação).
GND (Azul): Conecte ao GND do Arduino.
Saída (Preto): Conecte a um pino digital do Arduino (por exemplo, D2).

Exemplo de Código no Arduino

const int sensorPin = 2; // Pino onde o sensor está conectado

void setup() {
  pinMode(sensorPin, INPUT); // Configura o pino como entrada
  Serial.begin(9600); // Inicia a comunicação serial
}

void loop() {
  int sensorState = digitalRead(sensorPin); // Lê o estado do sensor
  if (sensorState == LOW) { // Se o sensor detectar um objeto metálico
    Serial.println("Objeto metálico detectado!");
    // Acione um mecanismo de resgate ou pare o robô
  } else {
    Serial.println("Nenhum objeto detectado.");
  }
  delay(100); // Pequeno atraso para evitar leituras repetidas
}

Conhecimento

Sensores Indutivos: Definição, Funcionamento, Características Elétricas e Aplicação no Trekking