Fa uns dies vaig rescatar de l’oblit un circuit electrònic que és capaç d’indicar el tipus de càrrega elèctrica que té un cos. Avui us presento un altre circuit que permet distingir el pol magnètic de l’imant al que s’apropa, si és Nord o Sud. A mi ni se m’havia acudit, però fa un mes José Luis Cebollada ens va proposar de construir aquests detectors, preparant un taller de magnetisme pel Projecte Faraday de divulgació de la ciència a l’Aragó.

No és una qüestió trivial i molts dels imants que tenim (de ferrita, de neodimi, ..) no tenen marcats el seus pols. Tradicionalment es pot comprovar si una cara o un extrem d’un imant és pol Nord o Sud apropant-lo a una brúixola. El pol sud d’un imant atraurà l’agulla de la brúixola que marca el nord.

Comproveu abans si la polaritat de la brúixola no està invertida i marca bé el pol nord geogràfic de la terra. No seria la primera vegada que me passés a mi, ja que de vegades es guarden les brúixoles a la vora dels imants, i els de neodimi són capaços d’invertir la seva polaritat.

Molts dels nostres telèfons mòbils disposen d’un sensor magnètic, sensor Hall, que permet mesurar la intensitat del cap magnètic, visualitzar el camp i conèixer el pol magnètic que apropem al sensor.

Per exemple aquí explico com mesurar amb un telèfon mòbil el camp magnètic d’un imant i aquí com mesurar el camp magnètic de la Terra. La visualització de camps magnètics es pot fer amb una aplicació de realitat augmentada com és Magna-AR que forma part de Physics Toolbox Sensor suite.

La coneguda casa de venda d’imants Supermagnete ha fet l’aplicació PoleDetector per al mòbil (tant Android com iPhone) que permet als telèfons que disposen de sensor magnètic detectar el pol de l’imant que s’apropa al lloc del dispositiu en el que s’allotja el sensor Hall. La mateixa aplicació ja fa advertències al respecte, però no està de més recordar que els camps magnètics intensos, com els dels imants de neodimi, poden saturar el sensor i/o magnetitzar parts del telèfon. Normalment, en poc temps el mòbil torna a la normalitat, però és responsabilitat de cadascú forçar les cosses més temps del convenient.

Construcció d’un detector de pols magnètics

Com alternativa a la utilització de brúixoles i telèfons mòbils tenim la de construir un aparell electrònic per determinar la polaritat de la cara de l’imant que se li apropa, és a dir un Detector de pols magnètics.

Consisteix en un dispositiu amb dos leds de diferent color. En el de la fotografia, que he muntat jo, quan s’apropa a la punta de l’aparell (on està el sensor Hall) el pol nord de l’imant s’encén el led vermell i si és el sud el que brilla és el led verd.

Per a construir el dispositiu es necessita un sensor Hall, dos leds de diferent color, una resistència de 1000 Ω i dos bocins de cable elèctric. El sistema s’ha d’alimentar amb una pila i, alternativament pot disposar d’un interruptor.

El sensor Hall que utilitzarem aquí és el chip FS276 amb quatre sortides, dues de les quals (les del mig) poden indicar el sentit del camp magnètic que travessa el sensor. El voltatge de funcionament és entre 3 i 20 V, i el seu preu en les botigues orientals està sobre els 4 € les 20 peces.

Quan vas a comprar-lo et trobes amb noms diversos per al sensor que suposadament tenen característiques una mica diferents entre sí, però que per al muntatge que proposo serveixen tots (276, TS276, YS276, EG276, ATS276, ATS276, AH276, SS276, HAL276, etc).

En el que s’ha de para compte és en que les potes sigui llargues per poder punxar-les a les plaques de proves o soldar-les amb facilitat. Aquests sensors s’utilitzen, entre altres llocs, en els ventiladors dels aparells electrònics (dels ordinadors, per exemple) i per soldar-los dins es necessita que les potetes siguin curtes, així que heu de vigilar al comprar que no siguin d’aquests (no APX9141).

Els leds poden ser de qualsevol color si porten una resistència en sèrie. El voltatge de treball de cadascú dels leds és diferent (veure gràfic) i si es sobrepassa es fonen. Per exemple, els vermells no es poden connectar directament a 3 V, però els verds sí. Si es fica una resistència de 1 k Ω, per exemple, en sèrie amb un led permet connectar-lo a un voltatge més gran.

Les piles. El dispositiu funciona amb corrent continu, és a dir, amb piles, bateries o carregadors amb un voltatge entre 3 i 20 volts, si fiquem una resistència en sèrie amb els leds. Si no és així, utilitzarem 3 V i leds verds, blaus o blancs. El més fàcil i segur és ficar la resistència i utilitzar una pila de petaca o un carregador de mòbil.

El circuit. A sota teniu l’esquema de tres circuits que funcionen prou bé. A mi el que més m’agrada és el circuit 1, obtingut de elpampeano en Detector De Polaridad De Campo.

Per a que funcioni el circuit s’ha d’apropar el pol de l’imant a una de les cares del sensor, preferiblement la que està escrita, de manera que aquesta cara ha d’estar lliure a l’instrument que construïm.

El número 2 és igual, però sense la resistència, per la qual cosa ha de funcionar a 3 V amb leds verd, blau o blanc. L’explica Kevin Gittemeier en el vídeo DIY Magnet Pole Tester with Hall Effect Sensor.

Curiosament, quan aquest home fa un prototip portable en Magnetic Field Polarity Tester, inclou una resistència.

EngThink és qui proposa el circuit 3 en Sensor de Efecto Hall con doble salída – AH276, que també funciona molt bé però que necessita dues resistències.

---