Um velocímetro é propenso a erros mecânicos, enquanto o GPS trabalha calculando o tempo necessário para viajar do ponto A ao B, tornando-o a opção mais precisa. No outro dia, eu e um amigo saímos para um passeio de bicicleta de rotina até a estação nas proximidades. O passeio foi ótimo, como sempre. A estrada cênica, o vento passando por nós enquanto cavalgávamos, o lanche para no caminho … Tudo parecia perfeito. Estávamos navegando em uma estrada reta vazia, por isso tivemos uma pequena corrida. Quem cruzasse a marca dos 100 km / h ganharia 100 dólares. Simples, não? Bem, não exatamente. Meu amigo foi o primeiro a atingir a marca de 100 km / h em seu velocímetro. Ele começou a desacelerar assim que viu o ponteiro do velocímetro atingir 100.Eu, como engenheiro mecânico, sei que os velocímetros são bastante imprecisos e exageramos um pouco. Passei por ele, acelerando a mais de 110 km / h, contra o qual ele se opôs, alegando que havia vencido a corrida. Eu tive que explicar a imprecisão freqüente dos velocímetros e minha preferência pelo GPS. Ele não estava feliz com a minha discussão, mas acabou me dando a vitória.
A questão é: por que os velocímetros são imprecisos?
Como os velocímetros e dispositivos GPS medem a velocidade?
Para entender por que um velocímetro fornece leituras ligeiramente imprecisas, primeiro precisamos entender como os velocímetros e os dispositivos GPS medem a velocidade. O velocímetro do seu veículo pode ser eletrônico ou mecânico. Os velocímetros mecânicos existem desde os anos 1900, enquanto o mundo automotivo não viu o primeiro velocímetro totalmente eletrônico até o final dos anos 80. A maioria dos veículos modernos usa um velocímetro eletrônico para medir e exibir a velocidade do veículo.
Velocímetro mecânico
Os velocímetros mecânicos são de construção simples e consistem nas seguintes partes: cabo de acionamento, ímãs, copo de velocidade, uma mola de cabelo e a agulha indicadora do terminal no painel. O cabo de acionamento é um cabo flexível (um conjunto de pequenas molas helicoidais enroladas firmemente em torno de um fio ou mandril central) conectado à transmissão do veículo. Para ser mais preciso, o cabo de acionamento é conectado através de um pequeno pinhão à roda dentada no eixo de saída da transmissão. O eixo de saída é conectado às rodas do veículo e lhes confere sua velocidade de rotação. Assim, conectar o cabo de acionamento do velocímetro ao eixo de saída fornece uma avaliação relativamente precisa da velocidade do veículo.
Os velocímetros mecânicos também são chamados de velocímetros de corrente de Foucault. (Crédito da foto: Jam123 / Wikimedia Commons)
Quando o veículo está em operação, o movimento rotativo do eixo de saída é transportado para o mandril central do cabo de tração. O cabo de acionamento, portanto, começa a girar na mesma velocidade que o eixo de saída, que gira na mesma velocidade que as rodas do veículo. A outra extremidade do cabo da unidade se conecta a um ímã, que fica dentro do copo de velocidade. Na verdade, o ímã não toca o interior do copo de velocidade, pois um certo espaço de ar é mantido entre os dois.
O movimento rotativo do cabo de acionamento é transmitido ao ímã. Como resultado, o ímã cria um campo magnético rotativo em torno de si. O campo magnético rotativo induz pequenas correntes de Foucault no copo de velocidade. O torque dessas correntes de Foucault faz com que o copo de velocidade (e, consequentemente, a agulha do ponteiro) gire na mesma direção que o ímã.
Quanto mais rápido o eixo de saída gira, maior a força do campo magnético, forçando o copo de velocidade e a agulha do ponteiro a se mover mais ao longo da discagem rápida. A mola está presente para resistir ao torque no copo de velocidade e manter o ponteiro em zero quando o veículo não está em operação. A agulha indicadora para de girar quando o torque oposto da mola é igual ao torque devido às correntes de Foucault; e aponta para um valor correto de velocidade no mostrador.
Velocímetro eletrônico
Os velocímetros eletrônicos são ainda mais simples que seus equivalentes mecânicos. Um sensor de velocidade de rotação (também chamado de sensor de velocidade do veículo) é montado no eixo de saída da transmissão e transmite pulsos eletrônicos correspondentes à velocidade de rotação do eixo.
Um velocímetro eletrônico é de construção mais simples que o velocímetro mecânico e possui apenas 4 partes: ímã, um sensor de campo magnético, um pequeno circuito para interpretar as leituras e uma unidade de exibição analógica ou digital.
A configuração do sensor consiste em um disco de metal com dentes minúsculos fechados por um ímã circular. Quando o eixo gira, os dentes obstruem o campo magnético sendo captado pelo sensor do campo magnético. Esses pulsos são contados por um computador e comparados com o número total de voltas das rodas, o que consequentemente fornece a velocidade do carro.
GPS
Um dispositivo GPS calcula a velocidade da maneira mais fácil possível. Com essas ferramentas, a velocidade é medida usando a fórmula clássica ‘velocidade = distância / tempo’. Um dispositivo GPS rastreia a localização do veículo ao longo do tempo e mede a distância que o veículo percorreu. Para saber exatamente como a distância é calculada e também como funcionam os sistemas de posicionamento global.
O valor da distância percorrida é então dividido pelo tempo que o veículo levou para percorrer os dois pontos / locais. O número resultante indica a velocidade com a qual o veículo estava viajando entre os dois pontos. Dado que os dispositivos GPS usam a posição de um veículo para calcular sua velocidade, eles também são chamados de velocímetros posicionais.
Velocímetros vs GPS
Os velocímetros são compostos de muitas partes mecânicas e, portanto, estão sujeitos a erros mecânicos. Os velocímetros também medem a velocidade estando indiretamente em contato com os pneus. Assim, uma alteração em qualquer propriedade dos pneus resulta em uma leitura imprecisa. O exemplo mais comum disso é uma alteração na dimensão dos pneus, seguida pela pressão dos pneus, desgaste normal, temperatura e carga.
Os fabricantes calibram velocímetros para os pneus instalados por eles, mas quando um cliente troca os pneus pré-instalados ou usa um conjunto de pneus que não seja a recomendação oficial, o velocímetro precisa ser recalibrado ou a leitura da velocidade será imprecisa.
Por razões de segurança, os fabricantes calibram os velocímetros para leitura superior à velocidade real do veículo. Um valor mais alto alerta o motorista sobre a velocidade e o impede de acelerar. No entanto, há um limite de quão alto ou baixo um velocímetro pode ler. Os velocímetros não podem ler abaixo da velocidade real do carro, mas podem indicar um valor 10% maior que a velocidade real, mais 4.
O GPS, por outro lado, utiliza uma técnica puramente matemática para medir a velocidade do veículo e, portanto, é mais preciso que um velocímetro. Dito isto, o GPS também vem com um problema. Os dispositivos GPS funcionam melhor quando o veículo viaja em linha reta e tem uma visão ininterrupta do céu. Uma visão clara é importante, pois o receptor GPS precisa interagir com os satélites. Além disso, quando o veículo está viajando em uma estrada com várias curvas e reviravoltas, o GPS não tem como saber ou prever como foi feita uma curva apertada. Assim, mesmo GPS leituras não pode sempre ser confiável.
Outra falha de um dispositivo GPS é que ele não fornece a velocidade instantânea do veículo; só dá a velocidade média, com um ligeiro atraso.
Conclusão
A diferença de precisão entre um velocímetro e um dispositivo GPS não é enorme, para ser honesto. Por exemplo, o velocímetro pode exibir sua velocidade em 100 km / h, mas o GPS, sendo o mais preciso dos dois, conhece a velocidade real e exibirá um valor próximo a 92 km / h. Essa diferença ocorre devido a erros mecânicos e às desvantagens estabelecidas pelos fabricantes. Essas técnicas e as leituras imprecisas de um velocímetro costumam ser uma benção disfarçada, pois impedem os motoristas de dirigir de forma imprudente ou de conseguir bilhetes o tempo todo!
