Construir un gaussimetro casero

En este tutorial aprenderemos a fabricar un gaussimetro casero con unos pocos componentes y una placa Arduino nano.

Un gauss (G) es una unidad de campo magnético del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS), nombrada en honor del matemático y físico alemán Carl Friedrich Gauss. Un gauss se define como un maxwell por centímetro cuadrado.



La unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) para el campo magnético es el tesla. Un gauss es equivalente a 10⁻⁴ tesla.

1 T = 10 000 G

Un gaussimetro sirve para medir la densidad de flujo magnético y identificar los polos norte y sur.

Podéis ver el vídeo completo de como se monta este proyecto en este link: Construir un gaussimetro casero con Arduino

En el vídeo se repasan una a una todas las conexiones de los componentes.

Los componentes que vamos a necesitar para montar este proyecto son:

• 1 Placa Arduino nano
• 1 Botón pulsador
• 1 Potenciómetro multivuelta de 10k
• 1 Display LCD de dos filas y 16 columnas
• 2 Resistencias de un 1K
• 1 Resistencia de 10k configurada en pull down (es la que se conecta al botón pulsador)
• 1 Sensor de efecto hall A1302
• 1 Caja para montar el proyecto (Hemos utilizado la carcasa de una  fuente de alimentación)
• 1 Pila de 9v
• 1 Led de 3v
• 1 Tubo de plástico de un dosificados de jabón
• 1 Interruptor

En la siguiente foto podéis ver el resultado final del proyecto.

Hemos dejado el puerto USB del Arduino a la vista, para permitir actualizar el software del dispositivo. Seguro que en algún momento se nos ocurrirá alguna mejora.

En la siguiente foto, podéis ver el esquema de conexiones realizado con VBB.

En el siguiente link "Código fuente" podéis descargar el código fuente. Sólo tenéis que compilarlo y cargarlo en la placa utilizando el entorno de desarrollo de Arduino.

Es importante que respetéis las conexiones del LCD con los pines de la placa Arduino, puesto que el LCD está inicializado con esos pines. Si realizáis algún cambio en las conexiones sin cambiar el código, no funcionara.

Si al montar el proyecto, no aparece nada en el LCD, debéis ajustar el potenciómetro, es un error que comete bastante gente pensando que el LCD esta averiado, o las conexiones están mal.

¿Como funciona el gaussimetro?

La medición se basa en la tensión de salida que ofrece el sensor hall. Sin ningún campo magnético cercano, el pin de salida del sensor ofrecerá unos 2,5v. Cuando acerquemos un campo magnético, esa tensión subirá hasta los 5v o bajara hasta los 0v. Si aumenta, la señal de salida se trata del polo sur, y si disminuye se trata del polo norte. Lo que hace el código que hemos cargado en la placa Arduino, es interpretar esos cambios de tensión del pin de salida del sensor hall, y convertirlos en Gauss.

Este es un esquema muy simplificado del montaje de un sensor hall.  En este caso el sensor hall es el componente "MYCONN3".

El sensor hall A1302 tiene una sensibilidad de 1,3mV/G, eso quiere decir que cada incremento o  decremento de 1,3mV representa un de 1Gauss.
En el código se define una variable llamada "sensibilidad" que valdrá 1.3, puesto que esta es la sensibilidad del A1302.

A la senñal sin campo, la denominaremos "sincampo", y le asignaremos la medición del A1302 sin campo. A la medición con campo, la denominaremos "concampo". La fórmula que utilizaremos para calcular los Gauss es   B=1000*(sincampo-concampo)/sensibilidad. Si el resultado es negativo, se trata del polo sur, y si es positivo, se trata del polo norte.

La salida del sensor hall, esta conectada a un pin analógico del Arduino. Una entrada analógica del Arduino, tiene 1024 pasos, es decir una lectura de ese pin, dará 1023 si la salida del pin del sensor hall da una tensión de 5v, y 0 si la tensión de salida del sensor hall es 0v. El resto de valores entre 0 y 1023 se pueden calcular con una simple regla de tres. Por ejemplo, la lectura del pin analógico cuando el sensor hall no tiene ningún campo magnético cerca será de unos 500 pasos que corresponde a 2,5v. Esto quiere decir que puede variar unos 500 pasos hacia abajo, hasta llegar a cero, o 500 pasos hacia arriba hasta llegar a 1023. Este recorrido de 500 pasos implica que el rango de medición que puede dar este dispositivo en Gauss es de 0 a 1878 Gauss (500*3,756) aproximadamente.

Cada incremento (paso) en la entrada analógica significa un incremento de 4,88 mV. Si un paso son 4,88mV, y la sensibilidad es 1,3mV/G, quiere decir que cada paso representa 3,756 Gauss o 3756 miliGauss (4,88/1,3).


El manejo del gaussimetro es muy simple, sólo hay que acercar un imán al sensor hall, y en el LCD nos mostrará los Gauss y el polo magnético que está midiendo.

El botón de calibrado sirve para guardar en la EEPROM de la placa Arduino la tensión de salida del sensor hall. Esta operación se realiza sin ningún campo magnético cerca. Sólo hay que calibrar el dispositivo la primera vez que se monta. También deberíamos calibrar el dispositivo si cambiásemos el sensor hall.

 Bueno, eso es todo por el momento. Espero que os resulte útil el tutorial y cualquier mejora del código, será bien recibida.