3.2.5. Célula de carga
Visando proporcionar maior realismo e precisão ao sistema de frenagem do simulador automotivo, foi adotada uma célula de carga de 200kg instalada no pedal de freio. A arquitetura modular do projeto permite a substituição dessa célula por modelos comerciais equivalentes, oferecendo flexibilidade e facilidade de manutenção ou upgrade. Em vez de sensores de posição (como potenciômetros ou sensores Hall), a célula de carga detecta diretamente a força aplicada, simulando com maior fidelidade o comportamento de sistemas de freio hidráulico reais.
Modelo Adotado:
A célula de carga utilizada possui sensibilidade de 2 mV/V e possui ponte de Wheatstone isolada do corpo, o que garante maior imunidade a ruídos e interferências elétricas. O sensor conta ainda com blindagem do cabo e da ponte de medição, fator essencial para aplicações sensíveis como simuladores, onde pequenas variações de força devem ser lidas com precisão.
Como será acionada:
A célula de carga é acionada de forma passiva, ou seja, ela gera uma variação de resistência elétrica (strain gauge) conforme a deformação causada pela força aplicada no pedal. Essa variação é convertida em sinal elétrico analógico diferencial e amplificada pelo módulo HX711, que atua como um conversor analógico-digital de 24 bits, possibilitando a leitura precisa pelo microcontrolador.
O que irá controlar esse componente:
Neste projeto modular, o pedalbox possui um microcontrolador dedicado (Arduino Pro Micro), responsável por ler os dados do módulo HX711. Esse microcontrolador interpreta o sinal e envia as informações processadas ao sistema principal do simulador via interface USB. A leitura da força pode ser utilizada para gerar efeitos de feedback no pedal ou em outros componentes do sistema.
Componentes Envolvidos:
Célula de carga (com sensibilidade 2 mV/V): sensor de força principal, instalado no pedal de freio.
Módulo HX711: amplificador de instrumentação e conversor A/D de 24 bits.
Arduino Pro Micro (Pedalbox): microcontrolador dedicado à leitura e transmissão do valor da força.
Fonte 5V e GND: alimentam o HX711 e a célula de carga.
Fios de conexão: responsáveis pela ligação entre sensor, HX711 e microcontrolador.
Justificativa de Escolha:
A adoção da célula de carga, integrada a um sistema modular e substituível, garante precisão, realismo e fácil manutenção. A leitura direta da força aplicada permite uma resposta tátil mais precisa e progressiva, simulando adequadamente a resistência de um pedal de freio automotivo. Essa abordagem, comum em simuladores profissionais, foi escolhida para elevar o nível de imersão e controle no ambiente de simulação.