Como Funciona o Velocímetro (ART1454)

No nosso livro Curso de Eletrônica – Eletrônica Automotiva – abordamos o princípio de funcionamento de todas as partes do automóvel que operam segundo princípios eletrônicos. Dentre elas temos os diversos instrumentos do painel e um dos mais importantes é o velocímetro. Assim, neste artigo, com texto de nosso livro, explicamos como funcionam os velocímetros.

O velocímetro tradicional mecânico, na verdade funciona como um motor de indução.

Um cabo acoplado à caixa de mudanças funciona como sensor de rotação, transmitindo esse movimento a um imã na caixa do velocímetro.

Este imã girará então numa velocidade tanto maior quanto maior for a velocidade do carro, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Princípio de operação do velocímetro comum

Com seu movimento é induzido num disco próximo uma corrente que cria um campo que se contrapõe ao movimento do imã e com isso surge uma força que tende a movimentá-lo.

Este disco está acoplado à agulha indicadora e a uma mola. Assim, o movimento do disco e da mola será proporcional a corrente induzida que, por sua vez é proporcional à velocidade de rotação dos imãs.

Pode-se então ter uma indicação com boa precisão da rotação do imã que é obtida justamente da velocidade com que o veículo se movimenta.

Veja que a rotação do motor está diretamente dependente da rotação da roda que, por sua vez depende da velocidade do carro e de seu diâmetro.

Com isso, os velocímetros são calibrados em função do aro do pneu que está sendo usado. Se o diâmetro da roda com o pneu for alterado, muda a indicação do velocímetro.

Com um aro menor, a roda gira mais rapidamente e também o motor para a mesma velocidade e, com isso, o velocímetro dará uma falsa indicação de velocidade maior.

Observe também que, de uma forma menos acentuada, a calibração do pneu também tem certa influência sobre a indicação da velocidade.

O grande problema deste tipo de velocímetro puramente mecânico está na existência de um cabo que pode romper com certa facilidade, sendo exigida sua substituição.

Na figura 2 temos um velocímetro comum que também inclui o odômetro.

Figura 2 – Um velocímetro aberto

Na versão digital o que temos é um circuito contador que trabalha com amostragem do sinal obtido num sensor que é colocado na caixa de mudanças ou mesmo na roda.

Na figura 3 temos o velocímetro digital do Honda Civic.

Figura 3 – Velocímetro digital do Honda Civic

Em alguns veículos o velocímetro tem indicação analógica utilizando-se um ponteiro móvel excitado pelo sinal do sistema digitalizador que faz sua integração.

No entanto, em outros veículos um sistema digital emula um mostrador analógico que então projeta no display uma agulha que se movimenta numa escala de acordo com a velocidade, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Velocímetro digital emulado de modo a ter um ponteiro virtual que se desloca numa escala

Nesta figura temos o velocímetro de um Dodge Dart 2013 que emula um velocímetro analógico tradicional.

Também temos o caso da indicação numérica da velocidade.

Neste tipo de indicador, o circuito conta os pulsos do sensor e faz a amostragem transformando-o o valor numa velocidade em quilômetros ou milhas por hora, conforme o local em que o veículo trafega (países de língua inglesa adotam a milha) ou programação do usuário.

Na figura 5 temos um velocímetro deste tipo.

Figura 5 - Velocímetro com indicação digital

Na análise dos sinais deste tipo de indicador deve-se verificar se os sinais do sensor estão chegando ao microcontrolador e também os circuitos de alimentação do cluster.

Também deve ser verificado o sensor tacométrico, normalmente associado às indicações do velocímetro.